Việc xây dựng một home lab có thể nhanh chóng trở nên tốn kém, đặc biệt khi tính đến các chi phí cho phần cứng gắn kết, hệ thống quản lý cáp và các phụ kiện nhỏ. Ngay từ đầu, tôi đã tận dụng máy in 3D của mình để cắt giảm những chi phí này và cải thiện đáng kể toàn bộ hệ thống. Theo thời gian, tôi nhận thấy rằng việc in 3D các bộ phận tùy chỉnh không chỉ rẻ hơn mà còn thường hoạt động tốt hơn những gì có thể mua được trên thị trường. Dưới đây là 5 cách thực tế tôi đã ứng dụng công nghệ in 3D để tối ưu ngân sách và mở rộng home lab của mình.
Các vật dụng gia đình và phụ kiện home lab được in 3D để tiết kiệm chi phí và tăng tính tùy chỉnh
5 Cách In 3D Giúp Tôi Tiết Kiệm Chi Phí và Nâng Cấp Home Lab
1. Thiết Kế Giá Đỡ và Khung Gắn Tùy Chỉnh
Việc gắn các thiết bị trong không gian nhỏ luôn là một thách thức. Tôi đã in các giá đỡ treo tường cho Raspberry Pi, bộ lưu điện (UPS) và thậm chí là dock SSD của mình. Những giá đỡ này cho phép tôi tận dụng không gian thẳng đứng phía sau màn hình hoặc dưới kệ, loại bỏ nhu cầu về các giá đỡ hoặc khung gắn thương mại đắt tiền. Vì tự thiết kế, mọi thứ đều vừa vặn hoàn hảo với từng linh kiện.
Tôi cũng tự chế tạo các giá đỡ dạng khóa gài và vít xoáy cho các công cụ và phụ kiện, như bộ kiểm tra USB, màn hình nhỏ và PiKVM của tôi. Khả năng điều chỉnh từng giá đỡ cho phù hợp với thiết bị và không gian làm việc đã giúp tôi tránh tình trạng lộn xộn. Thay vì phải xoay sở với nhiều giá đỡ đa năng, tôi đã tạo ra chính xác những gì mình cần. Khoản tiết kiệm này tăng lên theo từng dự án.
Trong một trường hợp cụ thể, tôi đã sử dụng sợi nhựa (filament) thừa để in một giá đỡ NAS tương thích VESA, tránh được việc phải mua một giá đỡ trị giá 25 USD. Dự án đó chỉ mất hai giờ in và vài xu tiền sợi nhựa. Thật thỏa mãn khi tự tay làm ra một sản phẩm hoạt động tốt mà hầu như không tốn kém gì. Theo thời gian, điều này đã giúp tôi xây dựng một hệ thống gọn gàng và linh hoạt hơn.
2. Xây Dựng Bộ Tổ Chức Cáp Mạng Hiệu Quả
Hệ thống cáp gọn gàng có thể tạo nên hoặc phá vỡ một home lab, đặc biệt khi bạn thường xuyên thêm hoặc thay thế thiết bị. Tôi đã in các lược cáp, giá đỡ ổ cắm điện và khay kẹp để quản lý dây Ethernet, USB và dây nguồn. Những phụ kiện này giữ mọi thứ đúng vị trí và tránh tình trạng lộn xộn thường thấy khi mở rộng hệ thống.
Sử dụng sợi nhựa có màu sắc khác nhau, tôi thậm chí có thể in các kích cỡ khác nhau cho cáp mạng và cáp nguồn. Điều này giúp việc khắc phục sự cố dễ dàng hơn, đặc biệt khi cần truy tìm các đường PoE hoặc các bộ chuyển mạch cụ thể. Các thiết kế tự tạo của tôi cũng mang lại khoảng cách tốt hơn so với các kẹp mua sẵn, vốn thường quá nông hoặc dễ gãy.
Tôi đã dùng sợi nhựa PLA còn sót lại để làm một khay cáp có cấu trúc gắn dưới bàn làm việc. Riêng việc này đã giúp tôi không phải mua một phiên bản bằng kim loại hoặc dây, vốn sẽ cồng kềnh hơn. Từng chút một, những bản in này đã giúp biến một hệ thống dây lộn xộn thành một thứ gì đó chức năng hơn và dễ bảo trì hơn.
3. In Vỏ Bọc Bảo Vệ cho Các Thiết Bị Vi Mạch
Tôi sử dụng rất nhiều bộ vi điều khiển và cảm biến xung quanh lab, bao gồm các thiết bị ESPHome, bộ thu phát Zigbee và bộ dò USB. Hầu hết chúng đều ở dạng bo mạch trần (bare PCB), do đó vỏ bọc là điều bắt buộc. Tôi đã in các vỏ hộp nhỏ gọn, thông thoáng cho tất cả chúng, được điều chỉnh theo bố cục và hướng cổng của từng bo mạch.
Đối với các thiết bị tạo nhiệt hoặc cần luồng khí, tôi đã thêm các khe thông gió hoặc các vị trí gắn quạt. Một vài vỏ hộp có nắp tháo rời để việc cập nhật firmware dễ dàng hơn. Tự in vỏ cũng có nghĩa là tôi có thể dán nhãn các cổng rõ ràng hoặc thêm văn bản dập nổi để tham khảo trong tương lai. Đó là điều mà các vỏ hộp có sẵn hiếm khi cung cấp.
Một trong những dự án yêu thích của tôi là một vỏ bọc cho cảm biến nhiệt độ và độ ẩm được gắn trong tủ rack máy chủ. Tôi đã in một hộp khóa gài với một lưới tản nhiệt ở một bên và các lỗ khóa để gắn bằng dây rút. Nó hòa hợp với phần còn lại của thiết bị và hoạt động tốt trong sử dụng hàng ngày, tất cả chỉ với chi phí dưới 30 xu tiền sợi nhựa.
4. Khay Xếp Chồng Modular Giúp Sắp Xếp Phụ Kiện Nhỏ
Ổ đĩa flash, dongle, dây jumper GPIO, module Wi-Fi, tản nhiệt và các loại ốc vít nhỏ đều tích tụ rất nhanh. Tôi đã in một hệ thống khay mô-đun để xử lý tất cả chúng. Những ngăn xếp chồng này vừa vặn trên một kệ gần khu vực làm việc chính của tôi và có thể sắp xếp lại khi cần.
Mỗi khay có một gờ để khớp vào khay bên dưới, ngăn chúng trượt lung tung. Tôi cũng đã in các miếng ngăn để chia khay theo kích thước, giúp dễ dàng tách các bộ phận như cáp ribbon camera Pi hoặc dây Dupont. Sự thay đổi nhỏ trong tổ chức này đã giúp tôi tiết kiệm hàng giờ đồng hồ theo thời gian.
Vì tôi đã tạo các mô hình tham số (parametric models), tôi có thể thay đổi kích thước chúng cho các ngăn kéo hoặc hộp khác nhau nếu nhu cầu thay đổi. Khả năng lặp lại thiết kế cũng có nghĩa là tôi không lãng phí thời gian tìm kiếm một sản phẩm có thể không tồn tại. Đó là một chiến thắng dễ dàng đã biến những mảnh vụn sợi nhựa thành thứ thực sự hữu ích.
5. Nâng Cấp Hệ Thống Tản Nhiệt Không Tốn Kém
Quản lý nhiệt độ là yếu tố cực kỳ quan trọng trong một home lab, đặc biệt khi chạy các máy tính bảng mạch đơn (SBC) xếp chồng lên nhau hoặc máy chủ không quạt. Tôi đã thiết kế và in các ống dẫn khí cho quạt 40 mm và 80 mm để hướng luồng không khí hiệu quả hơn qua các bộ phận chính. Những ống dẫn đơn giản này đã cải thiện luồng không khí qua các tản nhiệt thụ động và kéo dài tuổi thọ của các linh kiện bị quá nhiệt.
Tôi cũng đã thay thế các lưới quạt ồn ào bằng các lưới được in 3D giúp giảm nhiễu động và tiếng rít. Thay đổi nhỏ đó đã tạo ra một sự khác biệt đáng ngạc nhiên về tổng thể tiếng ồn. Đối với các vỏ bọc NAS và hộp định tuyến có quạt chủ động, tôi đã sử dụng các ống dẫn tùy chỉnh để hút khí nóng ra khỏi vỏ và tránh xa các ổ đĩa hoặc SoC.
Quạt tản nhiệt laptop được tích hợp vào đế nâng, tối ưu luồng không khí bằng công nghệ in 3D
Tuy nhiên, ngôi sao của chương trình là hệ thống đế nâng và làm mát laptop mà tôi đã tự chế tạo để giữ cho laptop của mình luôn mát mẻ ngay cả khi làm việc ngoài sân. Nó cho phép tôi kê máy tính lên trên một cặp quạt 92mm cấp nguồn qua USB. Một độ nghiêng nhẹ nâng phần sau của laptop để cải thiện luồng không khí. Cuối cùng, tôi sẽ kết hợp các vỏ quạt độc lập này thành một đế laptop duy nhất để có thể sử dụng ngay cả khi không có bàn để đặt mọi thứ.
Tổng Kết: Những Cải Tiến Nhỏ Mang Lại Lợi Ích Lớn
Hầu hết các dự án này chỉ sử dụng vài gram sợi nhựa và một hoặc hai giờ in. Nhưng khi nhân số đó lên hàng chục công cụ, giá đỡ và phụ kiện nhỏ, khoản tiết kiệm thực sự rất đáng kể. Quan trọng hơn, tôi có thể định hình home lab của mình theo cách tôi thực sự làm việc, chứ không phải theo những gì các thiết bị có sẵn cho phép. Nếu bạn có một máy in 3D và một home lab đang phát triển, việc tận dụng công cụ này hoàn toàn xứng đáng.
Hình ảnh render máy in 3D Elegoo Centauri Carbon, một lựa chọn hiệu quả cho các dự án home lab
Elegoo Centauri Carbon
8.5 / 10
Thể tích xây dựng: 256x256x256 mm
Tốc độ in: 500 mm/s