外观党DIY全铝壳NAS

BXWS

仅以此文章献给爱提意见但从来不付诸实施的一个朋友。

——【起因】——————————————————————
本人一直是群晖NAS的使用者，群晖NAS就不用我多介绍了，Linux核心，主打一个好用，且群晖NAS系统上的软件生态比较好，很多第三方的软件支持比较到位。
但群晖NAS也有几个缺点，首先就是价格，懂的都懂；其次就是选型的问题。要么2盘位，要么4盘位，要么更多盘位。就是没有3盘位（传统3.5寸盘位）NAS。
本人这次DIY的初衷也是因为这个选型问题导致的。我对数据安全要求稍微高了一点点，并且还希望能照顾一些性价比（主要是考虑存储容量的性价比）。
在说到存储阵列性价比这个问题之前，先跟大家简单说说现在常用的几个存储阵列模式：
主流家用NAS主要有以下几种模式：
Basic：适合单盘位机型，用于存储多媒体文件。使用时建议将重要数据额外备份至网盘或移动硬盘。最少1个盘。
RAID1：安全性较高，适用于双盘位机型，适合用于存储工作文件、照片等重要数据。最少2个盘。
RAID5：整体较为均衡，适合家庭及工作室使用，用于存储家庭数据及企业非关键数据。最少3个盘。
SHR：全称Synology Hybrid RAID，可根据硬盘块数及容量只能组建RAID，优化硬盘空间利用率，适合新手使用。
除了上述几种模式外，还可以选择：SHR-2、RAID6、RAID10……等不同的模式，我就不在这里冗述了。
通过分析上述内容，我们可以得出一个结论，RAID5或者SHR是兼顾安全性和可用存储空间中比较好的模式选择，在同等存储量中，性价比是较高的。

可能有人会说RAID5也不安全，万一同时坏2块盘数据也会丢，但我觉得这还要看一个故障概率的问题，以及备份数据级别的问题，如果真的是数据非常重要，那么就不是光备份一份儿的事儿，而是能备份几份儿备份几份儿。能用什么方式备份安全就用什么方式备份。比如以前单位就是常规磁盘阵列+磁带机+定期光盘刻录备份。在这里就不深入讨论了，有数学好的朋友可以帮忙算一下故障概率。

众所周知，群晖以及绝大部分NAS厂商一般出品的存储设备，盘位都比较固定，要么是2盘位的，要么是4盘位或更多的。
2盘位NAS如果使用同容量硬盘，则只能选择2盘容量分别存储（Basic，无RAID方式），或者2盘容量相加（RAID0），最后就是2盘互相备份只有1个盘的容量（RAID1）。
在2盘位选项中，基本都没什么性价比，效率最高的RAID0模式，速度确实很快，但是安全性最差。理论上坏一块盘，所有数据都会丢失。而RAID1模式，虽然数据安全性比较好，但容量却少一半。所以基本没有性价比。

在4盘位选项中，我们可以选择使用RAID5、SHR等方式存储数据，性价比较高，但相对的，就是硬盘必须大于等于3块。
如果有希望了解磁盘组合及容量的朋友，可以访问群晖的网站 https://sy.to/raidcn RAID容量计算器，来模拟一下可用容量的组合方式。

说回我DIY的事儿，考虑到上面的这些问题，又综合考虑了现在存储盘的每GB单价，果断放弃了全SSD或全NVME盘存储。从名字上就能看出来，这个全固态硬盘方案性价比不高。从外置网络存储的定位就可以判断出来，使用全固态真没必要。
如果希望有更高的输入输出访问量，那么NAS的瓶颈不止是在存储介质上，还有网络接口、网络带宽、访问方式等很多影响存储性能的地方，我就不在这里装“砖家”“叫兽”了。仁者见仁智者见智。
说回这个家用NAS定位，能满足备份安全存储数据以及其他一些多媒体小需求就行。于是选择3盘以上RAID5模式存储数据。

——【经过】——————————————————————
既然已经对需求做了定位，那就果断安排。首先考虑3盘NAS，且要支持3.5寸机械硬盘，找了半天，根本没得选。市场上只有2盘、4盘或更多盘，就是没有3盘。
看来只能自己做了，先是准备自己画一个，主要是考虑体积问题，画好后又优化了一下。最后的效果见下图。

然后果断3D打印，打了好几天，结果因为公差的原因，几片组合到一起的时候，遇到了问题，尺寸和设计软件画出的公差有些大。
然后，就没有然后了。

并不是说我放弃了DIY这个NAS的计划，而是放弃了自己设计的NAS外壳。一是因为公差原因，如果去逐个调整，在此过程中，需要反复打印测试，但是这个尺寸的打印件，打印每一片都会比较费时间，而我的3D打印机由于噪音问题，没有放在家里，而是放在距家半小时车程的地方，每次打印都比较费时间，自己还有工作要做。一想到每次调整还要打印，那完成周期就是一个大问题。

于是，准备找一款现成的NAS外壳。
在“某鱼”上找了又找，查了又查，和几个自己做3D打印NAS盒的店长交流了一下，一位叫yezack的店长给了我一个启发，他说“你拿个现成的4盘硬盘盒改一下，用其中一个放主板就行了”我茅塞顿开，对呀，自己追求体积，但3D打印还不如现成的全铝硬盘盒体积小巧呢，改一下背板，3D打印不就行了。
于是果断在“某鱼”找到了尤达大师的PS400四盘位外置硬盘盒。

这个硬盘盒外观尺寸绝对够简洁，很有水果铝盒子风格。
外观尺寸252×136×137毫米。已经是相当极限的尺寸了。
砍了砍价，400元果断入手。

又入手一块畅网P5 N100开发版迷你小主板。


拿到硬盘盒果断开拆，拆掉全部内部组件。硬盘插接板、主板、风扇。

背盖也无法保留。电源因为功率问题也不太适合保留。


用成熟的M2转4口SATA方案解决主板SATA口不足的问题。
选用这个型号，主要考虑两点：一是这个型号是群晖系统能够直接支持的芯片组，不需要额外加驱动或改配置啥的。二是这是4 SATA口扩展模块，也有5口、6口之类的解决方案，有需要的朋友可以自己去某宝查找。比如如果选用尤达大师5盘硬盘盒改造，就可以选用5SATA或6SATA转接卡。

从上图可以看出转接扩展板摆放的位置。主要是因为转接板与NVME接口卡采用软排线连接，长度有一定限制，方向也有一定限制，所以在这里只能如此布局了。也方便后面SATA线的接插。

测量盒子内部各个位置的尺寸，并根据实际尺寸画图。

画这个图主要是为了后面设计安放硬盘及主板的方式。
然后继续作图。把硬盘、主板、风扇之类的都放进去。最后就是各种考虑了。经过一番取舍之后，一个相对简单的布局方案就出来了。

根据这个布局，再增加、选择适当的配件，基本上一个完整的DIY方案就做好了。
之后就是绘制背板和风扇罩。

又经过几次测量和修改之后，去打印支架、背板、风扇罩。
将打印好的配件装入铝盒。扣好背板、拧上风扇罩。插电开机，完美解决。


从上图可以看出，3D打印效果不是很理想，主要是表面相对比较粗糙，不过完全可以用。PETG材料的硬度和抗热还是可以的。

——【结果】——————————————————————
NAS黑群晖的过程我就不在这里介绍了，懂的都懂，不懂的可以去参考网站 rrorg.cn。
DIY之后的结果很理想，满足了我对这个NAS定位的所有条件。外观很到位，除了背板没法完美使用原有铝材质背板以外，其它都很完美。
温度控制也很好，8015风扇很合适，15毫米厚的风扇完全够用，噪音几乎没有。

——【结语】——————————————————————
本文并非想和大家探讨关于什么磁盘性价比更高，或者机械硬盘与固态硬盘在NAS中哪个更好，也不是研究黑群晖或飞牛OS哪个更好用。

本文更重要的是向大家介绍整个DIY的一个过程，让大家知道：“DIY很简单，也很麻烦。但我们不能因为怕麻烦，就放弃实现自己小小梦想的机会。”

以上内容从构思到最终实施完成，历经11个月的时间，其中最初的3D建模是2024年1月开始的，随后于4月份才购买了3D打印机，再之后历经数个月打印了很多部件，但都没用上。内部配件及NAS组装是10月分批购买的，最终支架部件打印、测试、调整、重新打印，都是11月才做的。最终组装完成于12月5日，12月8日晚匆忙写完本文。

——补充说明：——————————————————————
1.有需要配置的小伙伴请在下方留言；


2.有这个硬盘盒也想如此改装的小伙伴，也可以留言，我可以把画好的建模文件发给你们。自己打印一下就可以用。


3.这个盒子可以放入4块3.5寸硬盘，组成4盘位阵列，我只放入了3块，是因为我之前只买了3块，从上往下数第三块硬盘位，理论上可以装入硬盘，但需要倒置，把插接口放到右侧，因为如果放到左侧，会和暢网P5主板有冲突，而倒置放到右侧，会略微高一些，接插口就能避开主板及散热片。我测试过了，可以放，只是手头没硬盘了。从下图可以看出，第三块盘的插接口处，正好会和主板及主板散热模块重合，会影响往盒子里装设备。调整成倒置后，就不影响了。


4.原装硬盘拖前部会突出10毫米左右空置空间，如果不改装，后面的P5主板无法按照现有方式放入机箱，两种解决方法，1，使用原有硬盘拖，但需要使用工具裁掉前面突出的10毫米空间。2，使用3D打印机打印硬盘拖。我打印了硬盘拖，也裁切了原装硬盘拖，两个方案都可以。

上图是原装盒原有托盘效果，能看出长出来一节，下图是用木工圆锯裁切掉这段后的效果，节省了10毫米左右空间，并不影响使用。


5.硬盘盒原装的散热风扇一是比较厚，20mm的，我设计的支架是按照15mm风扇厚度设计的，为了能够更好地放置SATA1分4转换插板，二是因为不是12V的4线可调速接口，而暢网P5主板只有12V4线风扇接口，所以原硬盘盒的风扇就废弃了。


6.给主板供电和给硬盘供电是通过一个外置的1分2DC转换线实现的。

从上图可以看到我现在用的方案，就是2个供电口5525，一个是主板的，一个是硬盘的，两个分别供电，使用时先插硬盘的再插主板的。
也有内置的方案，不过没太研究这个主板的外接供电接口方案，也没有强迫症的非要用一根外置DC插口解决供电问题。有“迫切需要”的朋友可以找找暢网主板的说明书，记得里面有一个主板上的供电接插口，就在现有DC插口的后面靠边的位置，可以实现给主板供电，那样的话就可以只插一个供电口，而通过内部的分线方案或分线电路板来实现“内置主板+硬盘”的供电了。


7.一拖四SATA转接线如下图，黑盒内是12V转5V的电路板，从而分出12V+,12V-,5V+,5V-,我只是使用了前半段，后半段自己重新用刺破头胶壳+AWG18硅胶线做了新的供电线，因为这个买来的线太硬，而且还是向后延长出去的，很碍事儿。采用下图刺破头+软硅胶线做的线，能有效缩短插入后的尺寸，向后延长的部分会缩短很多。



8.从下图可以看出，8015的风扇散热效果还是不错的。


——【写在最后】————————————————

啰啰嗦嗦絮絮叨叨地写了这么多，有些地方可能写的逻辑性不太强，有些地方可能写的很简略。有什么不足的地方，希望大家提出来，我随后再改进。
最关键的是，这篇文章写出了一个DIY从开始构思，到开始实施，再到考虑细节，然后开始设计，随后打印，再推翻重来，再往后就是实施过程中遇到问题，逐个想办法解决问题，再微调方案，甚至做出取舍。
比如当时曾经考虑过使用硬盘插接背板以便更节省空间以及方便插拔硬盘；还考虑过内置电源变压器；考虑过定制铝合金背板CNC加工；考虑过一个口供电，内部再给主板及硬盘分线；考虑过纵向放置主板以便节约空间；考虑过使用外壳作为主板CPU散热板；考虑过内置更多的SSD存储；考虑过双风扇散热……
我们总是在追求完美，然后在过程中取舍、妥协、放弃，最终的结果并不完美，但我认为是现阶段能达到的最好效果。
关键中的关键是，你必须先迈出第一步，先要开始行动，否则永远就是一个思想上的巨人行动上的矮子。
我希望我的那个朋友能看到这篇文章，并勇敢的迈出第一步。
也希望这篇文章能给本站的一些还没有行动的朋友一个动力。
更希望本文章能更好的鞭策和激励我在这条对未知探索的路上继续前行。

Wolverine

加油!!!

BXWS

Wolverine 发表于 2024-12-8 20:15
加油!!!

谢谢。年景不好，总要为了生计奔波劳碌，所以可用的时间就少了。我争取以后多做做手工。

SHCT

据说软阵列（非硬件阵列卡）环境下raid5数据恢复速度极其慢，不知道真的假的。

iang4

先收藏一下哈哈

nApoleon

更新完了麻烦PM我下~

NeaRoNG

真的，不是2盘位就是4盘位...只能说刀法精准，而我要的就3盘位就够了
刚好家里的老主板算上msata就4个sata3盘位，准备搞个打印机箱折腾一下

慵懒的猫啊

组装后的照片麻烦上传给我们欣赏下，谢谢

BXWS

SHCT 发表于 2024-12-8 22:19
据说软阵列（非硬件阵列卡）环境下raid5数据恢复速度极其慢，不知道真的假的。 ...

还行吧，现在CPU的算力足够，虽然不如阵列卡专用计算处理速度，但是不干别的光算这个也是够用的，而且恢复数据和硬盘容量有直接关系，原来恢复几百G，甚至几个T就撑死了，现在弄几个十几个T的盘组个几十个T的阵列分分钟的事儿，就算是专用RAID芯片一样需要很长时间。我在很多商用磁盘阵列柜都试过，也快不到哪里去。

BXWS

nApoleon 发表于 2024-12-9 08:00
更新完了麻烦PM我下~

更新啥？

BXWS

慵懒的猫啊 发表于 2024-12-9 11:50
组装后的照片麻烦上传给我们欣赏下，谢谢

好，等我今晚回家拍几张照。

BXWS

NeaRoNG 发表于 2024-12-9 09:36
真的，不是2盘位就是4盘位...只能说刀法精准，而我要的就3盘位就够了
刚好家里的老主板算上msata就4个sata3 ...

我强迫症都快犯了，真的，从性价比来算，或者说1GB单价来算，相对安全且单价便宜的方式，就是3盘组RAID5，容量是2盘容量，安全系数比单盘或RAID0高，性价比比RAID1高。体积也能控制，但就是没有3盘位的。否则我早就入手了。都是奸商啊，没办法。

BXWS

iang4 发表于 2024-12-8 22:27
先收藏一下哈哈

感谢收藏。

BXWS

nApoleon 发表于 2024-12-9 08:00
更新完了麻烦PM我下~

更新完了，照片拍得不是很清楚，请过目。

BXWS

慵懒的猫啊 发表于 2024-12-9 11:50
组装后的照片麻烦上传给我们欣赏下，谢谢

已更新。手机拍的不是很好看，凑合一下吧。

这个苦瓜不太苦

马克一下

BXWS

这个苦瓜不太苦 发表于 2024-12-9 21:35
马克一下

写的过程不是很详细，有什么问题可以在这里问。

慵懒的猫啊

BXWS 发表于 2024-12-9 19:30
已更新。手机拍的不是很好看，凑合一下吧。

看到了，动手能力很不错

BXWS

慵懒的猫啊 发表于 2024-12-10 11:04
看到了，动手能力很不错

谢谢夸奖，拆东西的能力确实还可以。画图能力一般，制作能力一般。反正攒到一起通电能用是真的。

vzvxvcvv

厉害，马克了...

BXWS

vzvxvcvv 发表于 2024-12-10 11:50
厉害，马克了...

感谢 感谢，望共同进步。

这个苦瓜不太苦

准备量产吗

BXWS

这个苦瓜不太苦 发表于 2024-12-10 12:41
准备量产吗

没这个想法啊，首先外壳是尤达大师外置存储的，量产的话属于铝合金挤压成型材质，外加喷砂，我估计量小了没法做。其次就是需求并不多，还没机箱的需求多呢，太小众了。如果只是出内部的支架，我觉得也不需要量产，我把建模文件发上来，大家自己3D打印或网上找人3D打印就好了，不需要量产。

workers

3+1 多一个硬盘当冷备挺好的

BXWS

workers 发表于 2024-12-10 17:14
3+1 多一个硬盘当冷备挺好的

如果是要一个盘做冷备的话，可能不太划算吧？一般更多磁盘位的盘柜，才会用RAID5+1或RAID5+2,留出冷备盘。这个家用的吧，我感觉真要冷备，有点儿浪费。

yeahshow

风扇罩毫无必要，最多加个护罩，金属

afford

这外观  噪音都是满分作品了

ninepiece

动手能力真强。

BXWS

yeahshow 发表于 2024-12-11 15:00
风扇罩毫无必要，最多加个护罩，金属

这个风扇罩就是代替金属风扇保护罩的呀，金属的还得买，这个直接打印了，耗材成本比淘宝买的便宜呀。

BXWS

afford 发表于 2024-12-11 17:17
这外观  噪音都是满分作品了

感谢，我就是感觉这外观完美才用它来改造的。本来打算用8010的风扇，后来怕风量风压太小，就选了8015的，商家说最厚声音越大。说8015的比8010的噪音高，买的时候我还担心了一下，结果白担心了。