Xây dựng một phòng lab cá nhân (home lab) có thể tốn kém rất nhanh, đặc biệt khi tính đến phần cứng gắn kết, hệ thống quản lý cáp và các phụ kiện nhỏ. Ngay từ đầu, tôi đã tận dụng chiếc máy in 3D của mình để cắt giảm những chi phí này và cải thiện đáng kể hệ thống. Qua thời gian, tôi nhận ra rằng việc in các bộ phận tùy chỉnh không chỉ rẻ hơn mà còn thường hoạt động tốt hơn những gì có thể mua sẵn. Dưới đây là năm cách thực tế tôi đã sử dụng máy in 3D để tối ưu ngân sách trong khi mở rộng home lab của mình.
Các phụ kiện công nghệ và vật dụng gia đình được in 3D tự chế để tối ưu không gian
1. Thiết Kế Các Giá Đỡ Và Kệ Đỡ Tùy Chỉnh
Gắn kết thiết bị mà không tốn kém phụ kiện đắt tiền
Việc gắn kết thiết bị trong một 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 cả đế cắm SSD của mình. Những phụ kiện 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 đắt tiền hay giá gắn thương mại. Vì tự tay thiết kế, chúng vừa vặn hoàn hảo với từng linh kiện.
Tôi cũng tự chế các giá đỡ dạng kẹp hoặc bắt vít cho các công cụ và phụ kiện như bộ kiểm tra USB, màn hình mini và PiKVM. Việc có thể tùy chỉnh từng giá đỡ theo thiết bị và không gian làm việc giúp tôi tránh sự lộn xộn. Thay vì phải dùng nhiều giá đỡ chung chung, tôi đã làm chính xác những gì mình cần. Khoản tiết kiệm tăng lên theo từng dự án.
Trong một trường hợp, tôi đã dùng các mảnh filament thừa để in một giá đỡ NAS tương thích VESA, tiết kiệm được chi phí mua một chiếc giá đỡ sẵn có giá 25 đô la. Dự án đó chỉ mất hai giờ in và vài xu tiền filament. Thật hài lòng khi tạo ra thứ gì đó hoạt động tốt và gần như không tốn kém. Theo thời gian, đó là cách đã giúp tôi xây dựng một hệ thống sạch sẽ, linh hoạt hơn.
2. Xây Dựng Hệ Thống Tổ Chức Mạng Và Cáp
Dây cáp gọn gàng giúp bảo trì dễ dàng hơn
Hệ thống cáp gọn gàng có thể tạo nên hoặc phá vỡ một home lab, đặc biệt khi bạn thường xuyên thêm hoặc hoán đổi thiết bị. Tôi đã in lược cáp, giá gắn ổ điện và khay kẹp để quản lý dây Ethernet, USB và đường dây điện. 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 filament có mã màu khác nhau, tôi thậm chí còn có thể in các kích cỡ khác nhau cho cáp mạng và cáp điện. Điều này giúp việc khắc phục sự cố dễ dàng hơn, đặc biệt là khi dò tìm các đường POE hoặc các switch cụ thể. Các thiết kế của tôi cũng mang lại không gian thông thoáng tốt hơn so với các kẹp mua sẵn, vốn thường quá nông hoặc dễ gãy.
Tôi đã sử dụng các vật liệu PLA còn sót lại để tạo một khay cáp có cấu trúc gắn dưới bàn làm việc. Riêng bộ phận này đã giúp tôi không phải mua một phiên bản bằng kim loại hoặc dây, vốn sẽ cồng kềnh hơn. Dần dần, những bản in này đã biến một hệ thống dây nhợ rối bời thành một thứ gì đó chức năng hơn và dễ bảo trì hơn.
3. In Vỏ Hộp Bảo Vệ Cho Thiết Bị Vi Mạch
Bảo vệ cảm biến và module với ngân sách hạn chế
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 USB sniffers. Hầu hết chúng đều chỉ là các PCB trần, vì vậy việc có vỏ bảo vệ là điều cần thiết. Tôi đã in các vỏ hộp nhỏ gọn, có thông gió tốt cho tất cả chúng, được thiết kế riêng theo bố cục bo mạch và hướng cổng của từng thiết bị.
Đối với các thiết bị tạo nhiệt hoặc cần luồng khí, tôi đã thêm các khe thông gió hoặc giá gắn quạt. Một số vỏ hộp có nắp rời để việc cập nhật firmware dễ dàng hơn. Việc tự in cũng có nghĩa là tôi có thể dán nhãn các cổng rõ ràng hoặc thêm văn bản dập nổi để tham khảo sau này. Đó là điều mà các vỏ hộp bán sẵn hiếm khi cung cấp.
Một trong những dự án yêu thích của tôi là vỏ hộp cho cảm biến nhiệt độ và độ ẩm gắn trong tủ rack máy chủ. Tôi đã in một hộp dạng kẹp với lưới tản nhiệt ở một bên và các lỗ gắn hình chìa khóa để cố định bằng dây rút. Nó hòa hợp với các thiết bị còn lại và hoạt động tốt trong sử dụng hàng ngày, tất cả chỉ với chưa đầy 30 xu tiền filament.
4. Khay Xếp Chồng In 3D Giúp Sắp Xếp Phụ Kiện
Lưu trữ tiện lợi cho các linh kiện lab nhỏ
Ổ đĩa flash, dongle, dây jumper GPIO, module Wi-Fi, tản nhiệt và các loại ốc vít khác nhau đều tích lũy rất nhanh. Tôi đã in một hệ thống khay module để xử lý tất cả chúng. Những khay xếp chồng này vừa vặn trên một kệ gần khu vực làm việc chính của tôi và có thể được sắp xếp lại khi cần.
Mỗi khay có một gờ khớp vào khay bên dưới, ngăn chúng trượt lung tung. Tôi cũng in các miếng chia ngăn để phân loại 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, tôi có thể điều chỉnh 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 thành công dễ dàng biến những mảnh filament thành thứ gì đó thực sự hữu ích.
5. Nâng Cấp Luồng Không Khí Mà Không Tốn Thêm Chi Phí
Ống dẫn quạt và lưới tản nhiệt in 3D tăng hiệu suất làm mát
Quản lý nhiệt độ là yếu tố cực kỳ quan trọng trong một home lab, đặc biệt khi chạy nhiều bo mạch SBC xếp chồng lên nhau hoặc các 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 linh kiện quan trọng. Những ống dẫn đơn giản này đã cải thiện luồng 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 mặc định ồn ào bằng các lưới in 3D giúp giảm nhiễu động và tiếng ồn khó chịu. Thay đổi nhỏ đó đã tạo ra sự khác biệt đáng ngạc nhiên về tổng thể tiếng ồn. Đối với các vỏ NAS và hộp router có quạt chủ động, tôi đã sử dụng các ống dẫn tùy chỉnh để hút khí nóng ra khỏi vỏ và đưa đi xa khỏi ổ đĩa hoặc SoC.
Hệ thống quạt tản nhiệt laptop do TheSylencer thiết kế và in 3D để tối ưu hiệu suất
Tuy nhiên, ngôi sao của các dự án này là bộ đế nâng và tản nhiệt laptop mà tôi đã chế tạo để giữ cho laptop của mình luôn mát mẻ ngay cả khi tôi làm việc ngoài sân. Nó cho phép tôi kê máy tính lên trên một cặp quạt 92mm chạy bằng USB. Một độ nghiêng nhẹ giúp nâng phần sau của laptop để cải thiện luồng không khí. Tôi sẽ sớm chỉnh sửa các vỏ độc lập này thành một đế laptop duy nhất để có thể sử dụng ngay cả khi không có bàn để đặt mọi thứ lên.
Những bản in nhỏ mang lại những cải tiến lớn
Hầu hết các dự án này chỉ sử dụng vài gram filament và một hoặc hai giờ in. Nhưng khi bạn nhân số đó lên với hàng chục công cụ, giá đỡ và phụ kiện nhỏ, khoản tiết kiệm thực sự đáng kể. Quan trọng hơn, tôi có thể định hình phòng lab của mình theo cách tôi thực sự làm việc, chứ không phải theo những gì thiết bị có sẵn cho phép. Nếu bạn sở hữu một máy in 3D và đang phát triển home lab của mình, việc tận dụng công cụ này là hoàn toàn xứng đáng.