Mini ITX server rackmount 2U - Khung máy chủ tự in

Giới thiệu

Tôi đã thiết kế chiếc vỏ máy này để thay thế cho máy chủ gia đình (home server) hiện tại của mình. Trong những năm gần đây, dung lượng ổ cứng tăng lên rất nhiều, nên bạn cần ít ổ đĩa hơn để có được dung lượng tương đương hoặc lớn hơn. Máy chủ hiện tại của tôi đã 10 năm tuổi và khá cồng kềnh. Chúng tôi còn dư chút không gian trong tủ mạng (độ sâu 30 cm) và tôi thực sự nghĩ đến việc làm cho máy chủ mới vừa vặn vào đó. Vì tôi không ưng ý với những chiếc vỏ máy (có sẵn trên thị trường) mà mình tìm thấy, nên quyết định tự tay thiết kế một cái.

Phải mất hàng tháng trời vẽ đi vẽ lại trong Fusion 360 (hiện tại là v203), nhưng giờ đây nó vừa khít như một chiếc găng tay và tôi rất hài lòng với kết quả này. Nó thậm chí còn cứng cáp hơn cả các sản phẩm rackmount của Ubiquiti mà tôi đang dùng!

Cập nhật

• 2025-07-19: Sau 2 năm, hệ thống này vẫn hoạt động bình thường không gặp sự cố gì. Độ bền và nhiệt độ dường như không phải là vấn đề nếu có luồng không khí (airflow) tốt.
• 2023-08-12: Hệ thống hiện tại đã chạy liên tục 2 tháng mà không gặp vấn đề gì, độ bền và độ cứng đều ổn!
• 2023-06-15: Đợt nắng nóng tại địa phương là thời điểm hoàn hảo để thử nghiệm hệ thống. Trong một phiên truyền tải dữ liệu dài, tôi nhận thấy các ổ cứng bị nóng hơn mức tôi muốn (60°C) do thiếu luồng không khí. Vì vậy, tôi đã thiết kế thêm một bộ phận: quạt gắn phía sau để hút không khí qua các ổ cứng. Không cần support cho 3 bộ phận mới này. Nó được bắt vít vào tấm phụ với 2 ốc M3x16.
• 2023-06-11: Cập nhật hướng dẫn với nhiều hình ảnh hơn về quá trình lắp đặt của riêng tôi. Đã xóa thông báo đang thực hiện vì dự án đã hoàn thành và đang được sử dụng.
• 2023-05-27: Thêm một phiên bản phụ kiện gắn phía sau (v2) giúp trượt vào và siết chặt từ bên ngoài. Phiên bản này dễ lắp hơn khi bạn đang cố gắn nó vào tủ mạng mà không có quyền truy cập từ phía sau. Nó sử dụng đai ốc thay vì nhiệt chèn (heat insert). Mẹo: dùng một ít keo dán (chỉ một giọt nhỏ) để cố định vòng đệm và đai ốc để nó không bị xoay khi siết vít.
• 2023-05-23: Thêm mặt trước với nút nguồn và cổng USB (không có OLED).

Các hạn chế của dự án

Tôi đã đặt ra một số hạn chế cho bản thân và phần cứng của mình trong dự án này:

• Phải vừa với bàn in 18cm x 18cm (Prusa Mini+);
• Nếu có thể thì không dùng keo: nếu bạn muốn đổi/nâng cấp một phần của bộ xếp hình, bạn phải có thể làm được;
• Nên sử dụng phần cứng dễ kiếm để lắp ghép. Tôi chủ yếu có sẵn ốc M3 (và một số M4), nên đã dùng chúng;
• Phải vừa với chiều cao 2U (8.88cm);
• Phải tuân thủ các tiêu chuẩn để gắn vào rack. Điều này giúp nó phổ biến hơn cho việc (tái) sử dụng.

Cuối cùng, tôi đã có một mô hình lắp ghép lớn, thú vị và ai cũng có thể in được.

Kích thước

Khi hoàn thiện, rack có các kích thước sau:

• Chiều rộng:
  • 487mm (bên ngoài kèm tai gắn rack)
  • 440mm (bên ngoài, không kèm tai gắn. Kích thước này cần vừa vặn giữa 2 thanh ray dọc của tủ mạng)
  • 427.9mm (không gian sử dụng bên trong)
• Chiều cao:
  • 88.106mm (bên ngoài)
  • 73.222mm (không gian sử dụng bên trong)
• Độ sâu:
  • 302mm (từ trước ra sau)

Các linh kiện cần in

Đáy (Bottom)

• 1 x Rackmount front IO
• 1 x Rackmount SSD
  • 1 x Giá đỡ quạt giữa
  • 1 x Giá SSD
  • (0 đến 5) x Khay SSD (tối đa 5)
  • 1 x Bộ khuếch tán quạt (tùy chọn)
• 1 x Rackmount HDD
  • 1 x Giá HDD
  • (0 đến 4) x Thanh trượt HDD (2 cái cho mỗi HDD)
• 1 x Rackmount PSU
• 1 x Rackmount MB/CPU
  • 4 x Chốt mainboard
• 1 x Rackmount SPARE
  • 1 x Giá quạt sau HDD [đã thêm vào ngày 2023-06-15]
    • 1 x Lưới quạt sau HDD
    • 4 x Kẹp quạt sau HDD
• 6 x Khung hỗ trợ đáy

Mái (Roof)

• 1 x Roof front IO
• 1 x Roof SSD
• 1 x Roof HDD
• 1 x Roof PSU
• 1 x Roof MB/CPU
• 1 x Roof SPARE

Trước/sau

• 1 x Panel trước (nút nguồn) / OLED
• 4 x Panel trước thường
• 1 x Panel sau MB
• 1 x Panel sau MB-PCI
• 1 x Panel sau PSU

Tùy chọn

• 2 x Rackmount gắn sau V1/V2 [đã thêm 2023-05-27] (tùy chọn)
• 2 x Tấm mặt trước (tùy chọn nhưng khuyến khích)
  • Dùng để phân bổ áp lực của ốc M6 để không làm hỏng lớp in.

Phần cứng lắp ráp cần thiết

• 40 (tối thiểu) x M3 x 10
• 4 x M4 x 25
• 40 (tối thiểu) x Heat inserts M3 tiêu chuẩn
• Một số ốc 6-32 để gắn PSU, SSD 2.5 inch và HDD 3.5 inch
• Keo dán (cho phần mái)
• Nút nguồn (Tôi dùng nút nhấn R13-508 có LED)
• (Tùy chọn) USB 3.0, Màn hình OLED SSD1306, Raspberry PI Pico W

Lắp đặt

1. Lắp các phần đáy và mái lại với nhau như một bộ xếp hình lớn.
2. Thêm các khung hỗ trợ đáy và cố định bằng vít M3 x 10.
3. Thêm vít M4 (hoặc M3) để cố định mặt trước và mặt sau lại với nhau (độ dài tối đa 25mm).
4. Lắp các heat inserts bằng mỏ hàn.
5. Lắp chốt mainboard và giá SSD.
6. Dán các mảnh phần mái lại với nhau.
7. Lắp giá PSU, quạt, giá HDD.
8. Lắp các linh kiện như nút nguồn, cổng USB, màn hình OLED.
9. Lắp quạt và bộ khuếch tán (nếu có).
10. Lắp mainboard và PSU.
11. Lắp giá quạt sau HDD để cải thiện lưu thông khí.
12. Lắp ổ lưu trữ (SSD/HDD).
13. Quản lý dây cáp.
14. Gắn các phụ kiện phía sau.
15. Đóng nắp mái và vặn vít.
16. Lắp các tấm panel trước và sau.
17. Hoàn tất! Đưa thiết bị vào tủ rack.