NAS邂逅WiFi6+:硬件篇总述

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NAS邂逅WiFi6+:硬件篇总述

2023-12-15 23:48| 来源: 网络整理| 查看: 265

NAS邂逅WiFi6+:硬件篇总述 1 项目来源2 SBC“选型”3 RP4_USBSATA_HAT_V14 RP4_USBSATA_HAT_V25 NAS支架5.1 底盘5.2 硬盘支架 6 杂项6.1 树莓派散热马甲6.2 散热风扇6.3 固定零件6.4 WiFi6路由器6.5 连接线材

注:下面说的有点唠叨,但都是设计过程中的种种思考,希望可以给部分人一些启发,也欢迎批评指正。

开源地址:pi-wifi6-nas

1 项目来源

爱折腾的小伙伴们可能都想DIY一个私人NAS,我也不例外,从最初几年前仅仅是有想法,到如今感觉手头经得起一点小折腾、有些许时间供自己折腾之后,下定决心做一个私人定制化的开源NAS,一步一步实现一个智能终端,岂不快哉。

硬件设计的来源自国外的一款树莓派HAT:Dual/Quad SATA HAT,因为没货,故只能自己设计电路来实现。

这款HAT的介绍视频可以在Youtube上查看,感兴趣的小伙伴们可以去瞧瞧。 在这里插入图片描述

https://wiki.radxa.com/Dual_Quad_SATA_HAT

2 SBC“选型”

适合做NAS的单板电脑很多,树莓派绝对称不上性价比最高的那一类,直至2019年树莓派4B问世,树莓派才具备DIY轻量级NAS的最低需求:

USB3.0千兆以太网

在这里插入图片描述 通过USB3.0可以扩展SATA接口,然后通过PM,复用多路SATA接口,这也是本文的主干设计思路。

本文以树莓派4B为例进行开源设计,其他SBC可以实现,不过要注意以下几个方面。

一定要具有USB3.0和千兆以太网,具备PCIE也可,SATA也可,否则做出来的NAS不值得一用;定位孔的位置需要修改;铜柱的长度需要适当的改变。

注:如果追求性价比,树莓派绝对不是一个好选择,某宝几百元便可组装一个,本文仅针对那些愿意折腾的小伙伴。

注:Port multiplier,可以简称为PM,翻译为中文为SATA端口复用器,也称端口倍增器,它使多路SATA设备能够连接到一个SATA主端口上。许多常规的控制器并不支持这个特性,因为这不是SATA控制所必需的。

3 RP4_USBSATA_HAT_V1

如果有尝试从电路板开始进行设计NAS的小伙伴,一定会遇到主控资料的问题。硬盘柜常用的解决方案之一来自台湾省的JMicron公司,然而该公司的主控芯片资料,在网上一点都搜不到,连基本的数据手册都没有。

通过邮箱咨询,得到的是这样的回复,虽然最终获取到了个别芯片的资料,但最终还是暂且放弃了这个版本的设计,接下来会详说。 在这里插入图片描述

设计一款电路板的正常思路,应该是从官网获取相关芯片的信息,从而选型进行设计,看着官网这一款芯片还不错,拿来进行设计。

在这里插入图片描述

然后就悲剧了,这款JMS578不支持PM,我当时还专门咨询官网的技术,可以回应模棱两可…,主要原因估计是我没有可以开发的市场🙃,才会这样对我的吧。

在这里插入图片描述

因JMS578不支持PM,第一版电路仅支持一路SATA。

支持PM的主控JMS567,官网都没有列出…,知道真相的我,心里哇凉哇凉的,当然没有放弃折腾,要不然也不会有第二版电路。

4 RP4_USBSATA_HAT_V2

第二版电路,偷了个懒,从以下AD的3D预览图也可以看出究竟,这代电路并没有集成主控,仅仅画了个扩展板,SATA信号通过PCI-E x4插槽接入。

在这里插入图片描述 主控方案用的

SATA桥接USB3.0控制器:JMS567SATA PM主控:JMB575

主控板用的是一块洋垃圾,从某宝淘到,30元还是非常值的,至少不用焊接QFN封装的芯片了hhh。

感兴趣的话,可以直接在淘宝上搜PS500U3,还有Type C版本的PS500C3,我这里就不放链接了。 在这里插入图片描述 注:目前已知的小问题

CPU散热风扇接口需要改善;SATA接口可以放的更紧凑,减少整体尺寸;移动PCI-E x4位置,减少SATA硬盘与PS500U3的物理上冲突;…。

注:为了减少功耗,仅支持2.5寸笔记本硬盘

5 NAS支架 5.1 底盘

在这里插入图片描述

5.2 硬盘支架

在这里插入图片描述

注:目前已知的小问题

硬盘支架可以和底盘合并,减少板材的浪费;因SATA接口的位置,导致硬盘硬盘支架存在不稳定的问题-边缘那个支架断裂;…。

注:使用PCB做支架的原因是,嘉立创5元2层板打样包邮😋,不用白不用。

6 杂项 6.1 树莓派散热马甲

散热效果不错,但小风扇质量不咋地,可以不用,后面用CPU风扇集中散热。 在这里插入图片描述

6.2 散热风扇

某宝买的9025尺寸的4线智能调速风扇,可以利用树莓派PWM控制转速,结合树莓派散热马甲树莓派核心温度可以保持40度以下,这样可以保持较好的读写性能。 在这里插入图片描述

6.3 固定零件 8枚M3*65铜柱,用于整体的固定;4枚M2.5*16螺丝,用于连接底盘与树莓派散热马甲;4枚M3*15铜柱,用于连接SATA扩展板与9025风扇;8枚M3螺母、8枚M3螺丝。 6.4 WiFi6路由器

用的现成的AX3 PRO,没试过其他的,具体性能测试可以见如下链接https://www.zhihu.com/question/399147200。

目前这块没有集成的想法,当然也是没那个能力。看到github有用FPGA做开源WiFi的,等以后有机会再把这块纳入议程。

6.5 连接线材 以太网线至少超五类USB3.0A转B

最后制作出来的总体效果为 在这里插入图片描述 注:如果硬件这块不想动手做,也不用灰心,可以去某宝,某东买现成的USB3.0硬盘盒或者硬盘柜,一样的使用。

原创不易,严禁剽窃!

在这里插入图片描述

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