Как я 2 года проектировал самый технологичный компьютерный стол стоимостью 100 тысяч рублей⁠⁠

Я долго готовил материал, чтобы этот пост получился интересным и грамотным, надеюсь, вам понравится!

Изображение стола, чтобы вы понимали, о чем пойдет речь:

Начинал этот проект, когда учился на 3 курсе университета. И в основу было заложено 3 строгих принципа, которых я должен был придерживаться:

1) Минималистичный дизайн

2) Эргономика (удобство и комфорт)

3) Технологичность

Хотелось напичкать этот стол всем, что только приходило на ум :) Начиная от акустической системы, заканчивая подогревом для кружки, чтобы кофе не остывал за пару минут.

Были заложены огромные надежды на подогрев и охлаждение кружки, но 2 моих прототипа показали не то, что я ожидал и от них пришлось отказаться

В конечном итоге я решил, что в столе будут следующие гаджеты:

- встроенная акустическая система с bluetooth и AUX

- качественный стерео-микрофон

- USB-разветвитель на лицевой стороне

- USB-разветвитель на торце столешницы для подключения периферии (мышь, клава, вебка и т.д.)

- 3 розетки на торце столешницы

- 3 Displayport выхода на торце для подключения мониторов

- сенсорная панель управления

- беспроводное и проводное зарядные устройства

- розетка для питания системного блока

и вишенка на торте:

- полное отсутствие видимых проводов при подключении компьютера с 3-мя мониторами и полным набором периферии

__________________________________________________________________________________________

Честно говоря, мне пару раз хотелось сдаться на пути к созданию этого стола. Каждая деталь вызывала какие-то трудности. Что-то приходилось переделывать по несколько раз, что-то вовсе отказывалось работать так, как было задумано. Бессонные ночи в раздумьях и нервное напряжение преследовали меня постоянно.

Сейчас я расскажу о некоторых из модулей более подробно. Для удобства навигации, я буду отделять пункты длинным подчеркиванием

___________________________________________________________________________________________

Акустическая система

Главная задумка была в том, чтобы освободить как можно больше места на рабочем столе. Было решено спрятать динамики в ножки стола и тут возникла одна большая проблема: звук катастрофически портился, если излучатели расположить ниже столешницы, да еще и направить их в разные стороны. Он становился глухой и размытый.

Но решение было найдено - если разделить звук по трем частотам (низкие, средние и высокие) и направить НЧ, СЧ под углом 90 градусов от слушателя в сторону, а ВЧ под 90 градусов вверх, то звук приходил в нормальный вид.

Для меня это было новой отправной точкой, ведь я уже собирался вычеркивать акустику из списка.

Мне удалось достичь очень интересного эффекта: если сесть за стол (я изготавливал прототип столешницы) и включить музыку, создавалась иллюзия присутствующих колонок. Звук шел как бы из ниоткуда.

Использовались динамики фирмы Sica, усилитель работает в чистом А классе и имеет транзисторную 3-х каскадную конфигурацию.

Звук сравним со средней по цене акустикой, которая направлена прямо на пользователя. А вот слушать классику просто превосходно - звук идет как бы со всех сторон, отражаясь от стен и кажется, что оркестр находится вокруг  :)
На такую систему я оформил патент, с которым мне помог преподаватель. Патент свободного типа, т.е. я не получаю никакой коммерческой выгоды и использовать его может каждый желающий.

Стоимость модуля: 18000

Подключить акустику можно как по проводу AUX, так и по Bluetooth-модулю

___________________________________________________________________________________________

USB-разветвители

Для удобного подключения съемных жестких дисков и прочих временных устройств, а так же, для удобства подключения периферийных устройств я сделал USB-разветвители в двух местах: на лицевой стороне столешницы и на её заднем торце.

Лицевые USB порты имеют полную влагозащиту. Сделал я это разнеся и изолировав друг от друга плату управления на 2 части: в одной части платы только сами USB-разъемы, а правее от них на плате само устройство и чип.

Торцевые USB использовал от фирмы ORICO, договорившись, что мне поставят уже распаянные платы, но без корпуса, а с лицевыми пришлось поработать самому.

Так же на лицевом модуле есть 2 разъема под зарядку с технологией fast charge 3.0

(разъемы выделил красным кружочком). Это место на столешнице мне показалось самым удобным

Стоимость модулей: 5700 руб

___________________________________________________________________________________________

Розетки и Displayport

Изначально я планировал сделать 3 розетки и 3 видеовыхода на столе, чтобы избавиться от свисающих проводов. Но потом понял, что нет универсального видеовыхода (где-то HDMI, где-то DP, где-то VGA) и от задумки пришлось отказаться, оставив лишь 3 розетки. Проводку проложил внутри столешницы кабелем 2.5 квадрата без заземления.

Стоимость модуля: 2400 руб

___________________________________________________________________________________________

Сенсорная панель

С правой стороны столешницы я сделал 6 сенсорных кнопок на чипе Atmel AT42QT1010, он очень точный и долговечный, поэтому выбор пал именно на него.

Предназначение панели - управление bluetooth-системой (принимать вызовы, вызывать голосового помощника без помощи телефона)

Но так же клавиши можно перепрограммировать под компьютерные макросы.

Здесь я решил заморочиться и сделал датчик приближения - чтобы не было ложных срабатываний. Выполнил этот датчик я на базе всё того же чипа. Принцип работы был предельно прост: когда емкостный предмет (рука) находится на расстоянии 5 см от клавиш - включается подсветка и они активируются. Саму подсветку у каждой клавиши отдельно можно программно настроить на любой цвет (светодиод WS2812) и яркость, а так же выбрать несколько режимов работы.

В основе управления всеми системами лежит чип от компании Atmel

Ниже фото печатной платы этой системы:

Стоимость модуля: 7000 руб

_________________________________________________________________________________________

Беспроводное зарядное устройство

Используется 15w устройство, обеспечивающее на выходе 5v 2A (10w), что довольно неплохо для данной технологии. Разместил я зарядное устройство под USB-разветвителями с левой стороны (где лежит телефон на изображении)

Стоимость модуля: 900 руб

______________________________________________________________________________________________

Как же это всё подключается к системному блоку?

Все кабели идут внутри столешницы и выходят через ножку в нижнюю панель, как на изображении:

Всего 4 выхода:

2шт USB, 2шт AUX, Питание для системного блока 220 вольт

Стоимость модулей: 1000 руб

______________________________________________________________________________________________

На этом всё про технологическую сторону проекта, расскажу немного про эргономику и перейду к части о постройке.

Первое, на что я всегда обращал внимание - на остроугольные края столешницы и на то, как они врезаются в предплечье. У меня после длительного нахождения за компьютером всегда начинали неметь и мерзнуть руки из-за того, что пережимались сосуды в этих местах. Именно поэтому столешница имеет скругление, что положительно сказывается при длительном нахождении за компьютером и не вредит здоровью.

Вторая эргономическая особенность - это черные линии на белом фоне столешницы. Сейчас объясню в чем суть:

Изначально не планировался такой эффект, но я заметил, что складываю все предметы на белую часть столешницы, оставляя черные края пустыми и за время пользования столом у меня ни разу ничего не упало с краев, чего не скажешь о других столах. Скорее всего это психологический эффект, но я ему приятно удивлен. Черные края задумывались как дизайнерский умысел - продолжение ножек :)

Третья особенность - отсутствие боковых ножек вблизи колен. Садиться на стул и покидать рабочее место стало гораздо приятнее. Теперь не приходится беспокоиться, что случайно задену коленом боковую ножку и от вибрации что-нибудь упадет со столешницы.

_______________________________________ КОНСТРУИРОВАНИЕ_______________________________________

Конструктивно стол состоит из 109 отдельных элементов, выполненных из фанеры. Сейчас объясню, почему я выбрал в качестве материала именно фанеру:

1) Она имеет одинаковые прочностные характеристики по всем направлениям

2) Её не поведет со временем, в отличии от массива дерева

3) Фанера превосходит по прочности ДСП, МДФ и даже мебельный щит (массив дерева) многих пород.

4) Срок службы более 50 лет

5) Из-за стандартизированных размеров будет легче построить универсальный чертеж

Фанеру брал березовую класса ФСФ 27мм и 22 мм, два листа мне обошлись по стоимости в 12000 рублей (1/2 класс)

Все детали изготавливались на ЧПУ станке Siemens Sinumerik, по собственным чертежам, сделанным в AutoCAD.

Стоимость ЧПУ обработки обошлась мне без преувеличения, в 19350 рублей

___________________________________________________________________________________
Небольшое отступление:  Из своих инструментов у меня был лишь компьютер, шлифовальная машинка и краскопульт. Всё остальное выполнялось на заказ у сторонних фирм

___________________________________________________________________________________

Вот немного фотографий после обработки на станке:

На фото ниже: столешница и крышка к ней

Отдельное спасибо оператору станка, что взялся за этот заказ. Я обошел много контор в городе и все отказывались, т.к. фрезеровка многих деталей была двусторонней и требовала много времени на размещение оснастки.

_______________________________________ СБОРКА_______________________________________

Собирал это детище своих мыслей я в своей комнате частного дома. Всё равно после сборки сразу же планировал сделать там ремонт.

В общей сумме на сборку и покраску у меня ушло около 1 недели. Фанера оказалась хоть и прочным, но очень прихотливым материалом.

Здесь говорить особо нечего, на фото будет видно все основные узлы. А если что-то будет непонятно, я буду рад ответить в комментариях!

Собрал каркас и плотно закрепил его на половые доски и стол начал обрастать новыми деталями:

_______________________________________ РЕЗУЛЬТАТ_______________________________________

Общая стоимость стола обошлась мне в 96500 рублей с учетом всех провалов, всех прототипов и купленных зря девайсов. Да, на эти деньги можно было бы прожить год, купить приору, но я осознанно шел на работу ради этой цели и каждый месяц откладывал определенную сумму. Я ни о чем не жалею

Проект полностью выполнен своими силами

Ну и напоследок немного информации о себе и заключение, может кому будет интересно:

Меня зовут Павел, мне 22 года и я из Сибири

Учился 5 лет в университете водного транспорта, но понял, что море - не моё и сейчас переучиваюсь на программиста на заочке

Главная цель в этой жизни для меня - сделать этот мир чуточку лучше, чуточку технологичнее и современнее. Я восхищаюсь всеми инженерами и учеными прошлого и настоящего. Ведь именно благодаря им мы пользуемся тем, что есть сейчас у нас - мобильными телефонами, интернетом, у нас есть крыша над головой, есть автомобили, развитая медицина и многое другое. Я хочу выразить спасибо всем, кто делает что-то полезное для человечества. От дворника, чей вклад просто неоценим, ведь иначе мы бы жили в хаосе и ни о какой красоте речи бы ни шло, до инженеров и ученых!

Сейчас я сижу дома на карантине, т.к. зараза не прошла мимо меня, но со мной всё хорошо, я не болею, за исключением того, что я лишился любимой работы.

Так же сейчас я разрабатываю кровать. В её функционал будет положен контроль сна, позволяющий легко засыпать и просыпаться при помощи звуков природы вокруг и света. А так же в неё можно будет вставить картридж с арома-маслами и засыпать под шум леса и запах хвойных деревьев :)

Спасибо, что прочитали до конца и хорошего вам дня :)

Если нужны чертежи и ссылки на детали - готов скинуть всё просто так, оставляйте почту в комментариях с пометкой на чертежи