fairphone-case.scad

   1 // -*- C -*-
   2
   3 phone_height = 146.5;
   4 phone_width = 76.75;
   5
   6 phone_cnr_rad = 6.0;
   7
   8 button_cutout_depth = 9;
   9
  10 phone_edge_thick = 9.0;
  11 phone_total_thick = 12.0;
  12 phone_backside_slope_inner = 1.5; // larger means shallower
  13 phone_backside_slope_outer = 1.0; // larger means shallower
  14
  15 camera_pos_tl = [  7.0, 13.0 ]; // measured from tl corner
  16 camera_pos_br = [ 22.85,37.85]; // tl/br as seen from back
  17
  18 case_th_bottom = 2.5;
  19 case_th_lid = 2.5;
  20 case_th_side = 2;
  21 case_th_lip = 1.2;
  22
  23 case_struts_count = 6;
  24 case_struts_solid_below = 1.00;
  25 case_struts_solid_above = 0.75;
  26 case_struts_width = 0.10;
  27
  28 keeper_th_z = 0.75;
  29 keeper_th_x = 0.75;
  30 keeper_inner_width = 2.75;
  31 keeper_inner_height = 2.75;
  32 keeper_slant_slope = 2; // larger means steeper
  33
  34 keeper_gap_z_top = 0.25;
  35 keeper_gap_z_bot = 0.75;
  36 keeper_gap_x     = 0.25;
  37 keeper_gap_x_holes = 0.75;
  38
  39 case_lip = 1.25;
  40
  41 lid_gap_x = 0.25;
  42 lid_gap_z = 0.25;
  43 lid_lip = 1.75;
  44
  45 $fa = 5;
  46 $fs = 0.1;
  47
  48 button_l_fudge = 4.5;
  49
  50 strut_min_at_end = 1.5;
  51
  52 // ---------- calculated ----------
  53
  54 // ----- could be changed -----
  55 lid_buttoncover_gap = lid_gap_x;
  56 lid_buttoncover_overlap = case_th_lip + keeper_gap_z_top;
  57
  58 phone_backside_slope_thick = phone_total_thick - phone_edge_thick;
  59
  60 //lid_lip_overlap_width xxx bad name = ;
  61 //lid_lip_inner_slope = [ 5, 5 ]; // xxx
  62
  63 epp0 = [0,0];
  64 epp1 = [0, -phone_edge_thick];
  65 epp2i = epp1 + phone_backside_slope_thick * [ phone_backside_slope_inner, -1 ];
  66 epp2o = epp1 + phone_backside_slope_thick * [ phone_backside_slope_outer, -1 ];
  67 epp3 = epp2i + [10, 0];
  68 epp5 = epp0 + [0,1] * (keeper_th_z + keeper_gap_z_top + case_lip);
  69 epp4 = epp5 + [-1,0] * case_th_side;
  70
  71 kppe = [0,0];
  72 kppd = kppe + [1,0] * keeper_inner_width;
  73 kppc = kppd + [0,1] * keeper_th_z;
  74 kppb = [ kppe[0] - keeper_th_x, kppc[1] ];
  75 kppf = kppe - [0,1] * keeper_inner_height;
  76 kppa = [ kppb[0], kppf[1] ];
  77
  78 lpp10 = [ epp5[0] + lid_gap_x, kppc[1] + lid_gap_z ];
  79 lpp11 = [ lpp10[0],            epp5[1] + lid_gap_z ];
  80
  81 lp_r12 = case_th_lid - (lpp11[1] - lpp10[1]);
  82
  83 lpp12 = [ epp4[0] + lp_r12,    lpp11[1] ];
  84 lpp13 = [ lpp12[0],            lpp12[1] + lp_r12 ];
  85
  86 echo(lpp13 - lpp10);
  87
  88 // button profile
  89 bppM = epp4 + [0,5];
  90 bppN = [ 0.5 * (epp0[0] + epp4[0]), bppM[1] ];
  91 bppR = [ bppN[0] + lid_buttoncover_gap, -button_cutout_depth ];
  92 bppS = [ epp1[0], bppR[1] ];
  93 bppQ = [ bppM[0], bppR[1] - lid_buttoncover_overlap ];
  94 bppP = bppQ + [0,1] * lid_buttoncover_gap;
  95 bppO = [ bppN[0], bppP[1] ];
  96 bppL = lpp10 + [5,0];
  97 bppK = [ bppL[0], bppN[1] ];
  98 bppJ = [ bppN[0], bppL[1] ];
  99
 100 module rectfromto(a,b) {
 101   ab = b - a;
 102   translate([min(a[0], b[0]), min(a[1], b[1])])
 103     square([abs(ab[0]), abs(ab[1])]);
 104 }
 105 module circleat(c,r) { translate(c) circle(r); }
 106
 107 module KeeperProfile(slant=0){
 108   use_e = kppe + [0,-1] * slant * keeper_inner_width / keeper_slant_slope;
 109   polygon([use_e, kppd, kppc, kppb, kppa, kppf]);
 110 }
 111
 112 module EdgeProfile(){
 113   difference(){
 114     hull(){
 115       translate(epp3) square(case_th_bottom*2, center=true);
 116       circleat(epp2o, r=case_th_bottom);
 117       circleat(epp1, r=case_th_side);
 118       rectfromto(epp0, epp4);
 119     }
 120     polygon([ epp5 + [0,10],
 121               epp1,
 122               epp2i,
 123               epp3 + [10,0] ]);
 124   }
 125 }
 126
 127 module LidEdgeProfile(){
 128   polygon([ lpp10,
 129             lpp11,
 130             lpp12,
 131             lpp13,
 132             lpp13 + [10, 0],
 133             lpp10 + [10, 0]
 134             ]);
 135   intersection(){
 136     circleat(lpp12, r=lp_r12);
 137     rectfromto( lpp12 + [-10,   0],
 138                 lpp12 + [+10, +10] );
 139   }
 140 }
 141
 142 module ButtonCoverProfile(){
 143   intersection(){
 144     polygon([ bppM, bppP, bppO, bppJ, bppL, bppK ]);
 145     hull(){
 146       EdgeProfile();
 147       LidEdgeProfile();
 148     }
 149   }
 150 }
 151
 152 module ButtonPlan(l, deep, cut){
 153   epsilon =
 154     (cut  ? 0 : lid_buttoncover_gap);
 155
 156   delta =
 157     (deep ? lid_buttoncover_overlap : 0);
 158
 159   C = [0,0]; // by definition
 160   T = [ 0, epp4[1] ];
 161   G = T + [0,10];
 162
 163   B0 = C + [0,-1] * button_cutout_depth;
 164   B1 = B0 + [0,1] * epsilon;
 165
 166   r0 = 0.5 * (T[1] - B0[1]);
 167   A = [  -(l + button_l_fudge)/2 + r0, 0.5 * (T[1] + B0[1]) ];
 168   H = A + [0,-1] * delta;
 169
 170   D = A + [-2,0] * r0;
 171   F = D + [0,10];
 172
 173   E0 = 0.5 * (D + A);
 174   E1 = E0 + [1,0] * epsilon;
 175
 176   I0 = [ E0[0], H[1] ];
 177   I1 = [ E1[0], H[1] ];
 178
 179   hull(){
 180     for (m=[0,1]) mirror([m,0])
 181       circleat(H, r0 - epsilon);
 182   }
 183   for (m=[0,1]) mirror([m,0]) {
 184     difference(){
 185       polygon([ E1,
 186                 I1,
 187                 H,
 188                 B1,
 189                 G,
 190                 F,
 191                 D
 192                 ]);
 193       circleat(D, r0 + epsilon);
 194     }
 195   }
 196 }
 197
 198 module CaseBase_rhsflip(yn=[0,1]) {
 199   for (rhs=yn) {
 200     translate([phone_width/2, 0, 0])
 201       mirror([rhs,0,0])
 202       translate([-phone_width/2, 0, 0])
 203       children();
 204   }
 205 }
 206
 207 module CaseBase_botflip() {
 208   for (bot=[0,1]) {
 209     translate([0, -phone_height/2, 0])
 210       mirror([0, bot, 0])
 211       translate([0, phone_height/2, 0])
 212       children();
 213   }
 214 }
 215
 216 module AroundEdges(fill_zstart, fill_th, fill_downwards=0){
 217   // sides
 218   CaseBase_rhsflip(){
 219     translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
 220       rotate([90,0,0])
 221       linear_extrude(height = phone_height - phone_cnr_rad*2)
 222       children(0);
 223   }
 224   // corners
 225   CaseBase_rhsflip() CaseBase_botflip() {
 226     translate([+1,-1] * phone_cnr_rad)
 227       intersection(){
 228         rotate_extrude()
 229           intersection(){
 230             mirror([1,0,0])
 231               translate([-1,0] * phone_cnr_rad)
 232               children(0);
 233             rectfromto([0,-20],[10,20]);
 234           }
 235         translate([-10, 0, -20] + 0.01 * [+1,-1, 0] )
 236           cube([10,10,40]);
 237       }
 238   }
 239   // top and bottom
 240   CaseBase_botflip(){
 241     translate([ phone_width - phone_cnr_rad, 0,0 ])
 242       rotate([90,0,-90])
 243       linear_extrude(height = phone_width - phone_cnr_rad*2)
 244       children(0);
 245   }
 246   // fill
 247   translate([0,0, fill_zstart])
 248     mirror([0,0, fill_downwards])
 249     linear_extrude(height = fill_th)
 250     rectfromto([+1,-1] * phone_cnr_rad,
 251                [phone_width, -phone_height] + [-1,+1] * phone_cnr_rad);
 252 }
 253
 254 module SideButton(y,l){
 255   $button_l= l;
 256   translate([0, -y, 0])
 257     children();
 258 }
 259
 260 module Buttons(){
 261   CaseBase_rhsflip([1]) SideButton(20.6, 8.8) children(); // power
 262 }
 263
 264 module Struts(x_start, z_min, th){
 265   // if th is negative, starts at z_min and works towards -ve z
 266   // and object should then be printed other way up
 267   for (i= [1 : 1 : case_struts_count]) {
 268     translate([0,
 269                0,
 270                z_min])
 271       mirror([0,0, th<0 ? 1 : 0])
 272       translate([0,
 273                  -phone_height * i / (case_struts_count+1),
 274                  case_struts_solid_below])
 275       linear_extrude(height= abs(th)
 276                      -(case_struts_solid_below+case_struts_solid_above))
 277       rectfromto([               x_start, -0.5 * case_struts_width ],
 278                  [ phone_width - x_start, +0.5 * case_struts_width ]);
 279   }
 280 }
 281
 282 module CaseBase(){
 283   AroundEdges(epp3[1], case_th_bottom, 1)
 284     EdgeProfile();
 285 }
 286
 287 module Case(){ ////toplevel
 288   difference(){
 289     union(){
 290       CaseBase();
 291
 292       // ledge (fixed keeper)
 293       intersection(){
 294         rotate([90, 0, 0])
 295           linear_extrude(height = phone_height + phone_cnr_rad * 2)
 296           KeeperProfile(1);
 297
 298         // outline of the whole case, to stop it protruding
 299         translate([0,0, -25])
 300           linear_extrude(height = 50)
 301           hull()
 302           // CaseBase_rhsflip() // actually, we only care about the LH
 303           CaseBase_botflip()
 304           circleat([+1,-1] * phone_cnr_rad, phone_cnr_rad + case_th_side/2);
 305       }
 306     }
 307
 308     // slot for keeper
 309     CaseBase_rhsflip(1)
 310       translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
 311       rotate([90, 0, 0])
 312       linear_extrude(height = phone_height + phone_cnr_rad * 2)
 313       minkowski(){
 314         KeeperProfile();
 315         rectfromto([ -keeper_gap_x,    -keeper_gap_z_bot ],
 316                    [ keeper_gap_x_holes,    +keeper_gap_z_top ]);
 317       }
 318
 319     // front camera
 320     CaseBase_rhsflip([1])
 321       mirror([0, 0, 1])
 322       linear_extrude(height = 20)
 323       mirror([0, 1, 0])
 324       rectfromto(camera_pos_tl, camera_pos_br);
 325
 326     // struts (invisible, because they're buried in the case)
 327     Struts(epp2i[0], epp2i[1] - case_th_bottom, case_th_bottom);
 328
 329     Buttons(){
 330       mirror([1,0,0])
 331         rotate([90,0,90]) {
 332           translate([0,0,-10])
 333             linear_extrude(height= 20)
 334             ButtonPlan($button_l, 0,1);
 335           translate([0,0, -bppR[0]])
 336             linear_extrude(height= 20)
 337             ButtonPlan($button_l, 1,1);
 338         }
 339     }
 340   }
 341 }
 342
 343 module Lid(){ ////toplevel
 344   difference(){
 345     union(){
 346       AroundEdges(lpp10[1], lpp13[1] - lpp10[1], 0)
 347         LidEdgeProfile();
 348
 349       // button covers
 350       Buttons(){
 351         intersection(){
 352           rotate([90,0,90])
 353             translate([0,0,-10])
 354             linear_extrude(height= 20)
 355             ButtonPlan($button_l, 0,0);
 356           rotate([90,0,0])
 357              translate([0,0,-100])
 358             linear_extrude(height= 200)
 359             ButtonCoverProfile();
 360         }
 361       }
 362     }
 363     Struts(lpp10[0] + strut_min_at_end, lpp13[1], -case_th_lid);
 364   }
 365 }
 366
 367 module TestLength(){ ////toplevel
 368   intersection(){
 369     Case();
 370     translate([-30, -200, -20])
 371     cube([30 + 15, 250, 40]);
 372   }
 373 }
 374
 375 module TestSelectWidth(){
 376   translate([-30, -(phone_height - 25), -20])
 377     mirror([0, 1, 0])
 378     cube([200, 50, 40]);
 379 }
 380
 381 module TestWidth(){ ////toplevel
 382   intersection(){
 383     Case();
 384     TestSelectWidth();
 385   }
 386 }
 387
 388 module TestLidWidthPrint(){ ////toplevel
 389   rotate([0,180.0]) TestLidWidth();
 390 }
 391
 392 module TestSelectCamera(){
 393   CaseBase_rhsflip(1)
 394     translate([0,0,-25])
 395     linear_extrude(height = 50)
 396     mirror([0, 1, 0])
 397     rectfromto([-20, -20],
 398                camera_pos_br + [ 5, 5 ]);
 399 }
 400
 401 module TestCamera(){ ////toplevel
 402   intersection(){
 403     Case();
 404     TestSelectCamera();
 405   }
 406 }
 407
 408 module TestLidByCamera(){ ////toplevel
 409   intersection(){
 410     Lid();
 411     TestSelectCamera();
 412   }
 413 }
 414
 415 module TestLidByCameraPrint(){ ////toplevel
 416   rotate([180,0,0]) TestLidByCamera();
 417 }
 418
 419 module OneKeeper(){ ////toplevel
 420   translate([0, -phone_cnr_rad, 0])
 421     rotate([90, 0, 0])
 422     linear_extrude(height = phone_height - phone_cnr_rad * 2)
 423     KeeperProfile();
 424 }
 425
 426 module OneKeeperPrint(){ ////toplevel
 427   rotate([0,180,0])
 428     OneKeeper();
 429 }
 430
 431 module Keeper(){ ////toplevel
 432   CaseBase_rhsflip()
 433     OneKeeper();
 434 }
 435
 436 module ButtonPlanForDemo(z, deep, cut){
 437   translate([0,0,z])
 438     ButtonPlan(8, deep, cut);
 439 }
 440
 441 module DemoProfiles(){ ////toplevel
 442   LidEdgeProfile();
 443   %EdgeProfile();
 444   KeeperProfile();
 445   translate([0,0,-1]) color("black") KeeperProfile(1);
 446
 447   translate([20,0]) {
 448     LidEdgeProfile();
 449     %EdgeProfile();
 450
 451     demopoint_QR = [ bppS[0], bppQ[1] - 0.1];
 452
 453     color("blue") ButtonCoverProfile();
 454     color("red") {
 455       rectfromto(bppQ, demopoint_QR);
 456       rectfromto(bppR, demopoint_QR);
 457     }
 458   }
 459
 460   translate([-20,0]) {
 461     color("black") ButtonPlanForDemo(-2, 0,1);
 462     color("red" )  ButtonPlanForDemo(-4, 1,1);
 463     color("blue")  ButtonPlanForDemo(-6, 1,0);
 464   }
 465 }
 466
 467 //EdgeProfile();
 468 //KeeperProfile();
 469 //CaseBase();
 470 //%Case();
 471 //Keeper();
 472 //LidEdgeProfile();
 473 //KeeperProfile();
 474 //DemoProfiles();