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NAS NVMe Raspberry Pi 5

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Se você ainda não tem uma máquina para imprimir este arquivo pode comprar uma impressora 3d aqui!

Você pode imprimir este modelo 3d com estes filamentos ou com estas resinas 3D.

Sobre o objeto 3D NAS NVMe Raspberry Pi 5

Este é um arquivo desenvolvido e projetado com ferramenta CAD.

Se você ainda não sabe criar seu próprio modelo 3D eu te ensino neste artigo tutorial sobre Tinkercad.

NAS NVMe Raspberry Pi 5 foi projetado para Impressora 3D. Finaly Raspberry version with proper NVMe disks support:)So i have decided to build simple NAS with two mirrored NVMe disks and openmediavault software.Disks are installed in Pimoroni NVMe Base Duo for Raspberry Pi 5.I have bought extra flexible cable between Rpi and Duo Base as included one was too short.So i have used Pimoroni PCIe Flex cable for NVMe Base and Raspberry Pi 5, 50 mm.It is very nice small and low energy consumption NAS server!System is installed on UUGear Raspikey, 16GB eMMC drive instead of SD card. It is faster and should last longer than SD card. I dont like SD cards:)Also official Rpi5 heatsink with little fan was used.With this setup there was idle temperatures of CPU around 50C and disks was about 45C.With heavy usage it was 55/68/70C so i have decided to add one fan more. 80mm fan on top of the case. It is not so noisy but a will probably add 50-100 Ohm resistor in series with fan to slow it down and make it even less noiser. Similar as Noctua is doing with their "silent" cables.I have added little display (TM1637), so with help of some python3 script it will display temperature (CPU/disk) as well.It is little bit tricky to tight its four srews down as it is deep in top case and under 90 degree angle, so you will need to use very smal screw driver or use special flexible tool, see pictures, you can see that tool there. Or you can just glue it or do not use it at all.Also i have printed it partial with transparent filament so you can see status LED blinking and add support for rpi power button, so you can press it with some tool (pen or toothpick). Using tool will help to avoid accidentally to press that button and shut whole NAS down:)I have included python3 script for displaying temps of CPU and NVMe.It is probably not super optimised but it is working, feel free to make it better;)You will need install TM1637 library:pip3 install raspberrypi-tm1637In my case i used this command: pip3 install raspberrypi-tm1637 --break-system-packages(Because of externally-managed-environment error)If you do not have pip3 installed:sudo apt install python3-pipThen you can run it: python3 get_temp_TM1637.py(do not forget include/import tm1637.py)For Raspberry Pi 5 only:Also RPi.GPIO is not compatible with rpi5.So first uninstall RPi.GPIO:sudo apt remove python3-rpi.gpioand then install rpi-lgpio:pip3 install rpi-lgpioWarningYou cannot install rpi-lgpio and rpi-gpio (aka RPi.GPIO, the library it emulates) at the same time, in the same Python environment.So you need to uninstall RPi.GPIO first and then install rpi-lgpio Edit 17.10.2024 I have found that cooling fan is making lot of noise (i have used 80x15mm Arctic fan),not some buzzing noise but just lot of aerodynamic airflow noise. Maybe due bad cooling design? :)Anyway i have solved it with designing two small fan holders with some spring action,and that holders also push that fan little bit deeper into the case and it dampened that airflow noise. Edit 6.11.2024 I have added v3 version with improved ventilation (more holes for air intake).Also i have added grill/mesh from inside to cover that additional holes. It is holding there with help of hot air gun glue and some super glue. With this version you do not need that springy thing for fan so mount that fan directly to case.Also when you need realy silent NAS, i have designed "silencer", just print it and put on top of NAS case. I did not secure it there but you can glue it if you need. It will reduce air noise even more and ventilation will be still good (v11_top_air.stl).Display:https://www.aliexpress.com/item/1005001970566474.html?spm=a2g0o.productlist.main.1.5193LNWxLNWxZx&algo_pvid=a3021a2a-19e8-4d0f-818d-76d1fdbfdb18&algo_exp_id=a3021a2a-19e8-4d0f-818d-76d1fdbfdb18-0&pdp_npi=4%40dis%21USD%211.17%211.08%21%21%211.17%211.08%21%40211b80d117272697109345132e2577%2112000018270291707%21sea%21CZ%21739944150%21X&curPageLogUid=HpYSqVhmvssb&utparam-url=scene%3Asearch%7Cquery_from%3ABambu Lab X1C0.220 infillno supportswhite PLA 3D Fila+, transparent PLA 3D Fila

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O projeto para criar um servidor NAS (Network Attached Storage) utilizando a Raspberry Pi 5 e discos NVMe, conforme descrito no arquivo "NAS NVMe Raspberry Pi 5", representa um interessante desafio de design e engenharia para entusiastas de tecnologia e DIY (faça você mesmo). Este documento explorará as considerações técnicas, o processo de impressão em 3D, a configuração do hardware e o desenvolvimento de software, tudo com o intuito de oferecer uma visão abrangente do projeto e inspirar outros a embarcar em iniciativas semelhantes.

### Introdução ao NAS e Raspberry Pi 5

Um NAS é uma solução de armazenamento que permite que múltiplos usuários acessem e compartilhem arquivos pela rede. Com a crescente demanda por armazenamento de dados, um NAS pode ser extremamente útil para proteger e disponibilizar informações. O Raspberry Pi, uma plataforma acessível e versátil, tornou-se uma escolha popular para construir soluções de NAS devido ao seu compactibilidade, custo, versatilidade e baixo consumo de energia.

O Raspberry Pi 5, sendo a versão mais otimizada até o momento, oferece suporte adequado para discos NVMe, permitindo uma alta taxa de transferência de dados. Neste projeto, foi utilizado o Pimoroni NVMe Base Duo que permite conectar dois discos NVMe, criando um sistema de armazenamento espelhado (mirrored), que é essencial para garantir segurança e redundância de dados.

### Design do Case e Impressão em 3D

A primeira parte do projeto envolve o design do case que abrigará todo o hardware. Um case personalizado oferece não apenas proteção, mas também um layout ergonômico que facilita o acesso aos componentes. Após definir as dimensões do case, o autor optou por usar filamentos transparentes para permitir a visualização dos LEDs de status, um detalhe que pode ser essencial para monitoramento visual.

#### Especificações da Impressão:

- **Impressora:** Bambu Lab X1C
- **Altura de camada:** 0,2 mm
- **Infill (preenchimento):** 20% para garantir a resistência do case enquanto ainda mantém um peso baixo.
- **Suportes:** Nenhum, o que reflete um design bem planejado que minimiza a necessidade de estruturas de suporte durante a impressão.

O uso de um filamento transparente é um detalhe inteligente, pois não só confere um aspecto moderno ao projeto, mas também permite que os usuários vejam os componentes internos funcionarem, como o LED de status, sem violar a integridade do case.

#### Recursos Adicionais:

No design, foram incluídas aberturas para ventilação, processos de montagem que facilitam a instalação de componentes como o display TM1637 para visualização de temperatura e um método para o botão de energia da Raspberry Pi. Este recurso foi pensado para evitar desligamentos acidentais, onde o botão pode ser acionado utilizando um utensílio como uma caneta ou um palito.

### Configuração do Hardware

Com o case impresso e os componentes prontos, o próximo passo é a montagem do hardware. Os dois discos NVMe são conectados através do Pimoroni NVMe Base Duo, que também precisa de um cabo flexível para se conectar à Raspberry Pi 5. O autor optou pelo cabo flexível de 50 mm para assegurar que não haveria problemas de comprimento.

O sistema de armazenamento é instalado em um drive UUGear Raspikey com 16GB de memória eMMC, oferecendo velocidades superiores e maior durabilidade em comparação ao uso tradicional de cartões SD, que são suscetíveis a falhas após uso prolongado.

#### Sistema de Resfriamento

Um dos pontos críticos de qualquer sistema é o gerenciamento térmico, e a Raspberry Pi 5 em conjunto com os discos NVMe pode gerar uma quantidade significativa de calor. Inicialmente, foi utilizado um dissipador de calor padrão com um ventilador pequeno. No entanto, a equipe notou que as temperaturas eram bastante elevadas durante o uso intenso, levando à adição de um ventilador de 80 mm no topo do caixa.

### Desenvolvimento de Software

O software é tão crucial quanto o hardware. O sistema Operacional utilizado é o OpenMediaVault, uma plataforma robusta e fácil de usar para gerenciar um NAS. Uma vez instalado, o autor imediatamente começou a desenvolver um script em Python para monitorar as temperaturas da CPU e dos discos NVMe.

#### Bibliotecas e Instalação:

Para mostrar as temperaturas no display TM1637, foi necessária a instalação de algumas bibliotecas. A instalação do pacote `tm1637` pode ser feita através do `pip`, e o autor fornece os passos específicos adaptados para Raspberry Pi 5, acautelando-se sobre a usabilidade de bibliotecas que são compatíveis com esta versão.

### Desafios Encontrados

Durante todo o processo, o autor encontrou e documentou uma série de desafios, como a necessidade de criar suportes para o ventilador para reduzir o ruído do fluxo de ar, uma consideração crítica para aqueles que desejam manter um ambiente silencioso.

Os desafios da instalação de hardware em um espaço compactado e de difícil acesso também foram reconhecidos. Um ponto que poderia ser reconhecido por futuros builders seria a inclusão de melhores opções de montagem ou de fixação para facilitar o acesso a componentes que necessitam ser ajustados ou substituídos.

### Conclusão

O projeto "NAS NVMe Raspberry Pi 5" não apenas demonstra a viabilidade de um NAS caseiro usando componentes acessíveis, mas também reflete a abordagem inovadora do autor para resolver problemas comuns que surgem durante o desenvolvimento. O uso da impressão 3D permite personalização e praticidade, enquanto o software proporciona controle e monitoramento eficaz do sistema.

Este projeto é um ótimo exemplo do que é possível com um pouco de criatividade e a combinação de tecnologia moderna com um espírito de DIY. Outras pessoas podem se inspirar nesse modelo, seja para construir seu próprio NAS ou para explorar as infinitas possibilidades de projetos que podem ser desenvolvidos com a Raspberry Pi e impressão 3D.

Não deixe de imprimir e compartilhar este modelo 3d. Não deixe sua impressora 3D parada. Mas se você não tem uma impressora 3D ainda, escolha a sua agora.