Hallo Community,
Aus der Reihe:
"10 Zoll Netzwerktechnik und was man damit alles anstellen kann"
Wie bereits der 10-Zoll-ITX-Server (10 Zoll Server Selbstbau und Dokumentation)
oder die
USV für 10-Zoll Netzwerkschränke (10 Zoll USV im Selbstbau und Dokumentation),
hier nun ein weiterer Teil, den ich wie immer mit euch teilen- und der Community zur freien Verfügung stellen möchte:
Dieser Artikel kann als Projekt, Machbarkeitsstudie, Ideengrundlage, Bastelanleitung, zum Zeitvertreib, Inspiration... oder was auch immer ihr wollt, angesehen werden. Ich wollte der Community auf Computerbase etwas beisteuern, euch auch etwas an meinen Projekten teilhaben lassen und diese schließlich euch zur Verfügung stellen. In diesem Sinne, viel Spaß damit.Wie bisher auch bestelle ich die Hauptkomponenten bei der Schaeffer AG und nutze deren Frontplattendesigner. Ich habe keinerlei Vorteile durch meine Artikel oder stehe in irgendeiner Form in Beziehung mit der Schaeffer AG, außer dass ich nun mal damit konstruiere. Ich kenne schlichtweg keinen anderen Anbieter, der so ein Gesamtpaket inkl. Software anbietet. Wie bisher auch, dies ist keine vollwertige CAD-Software - zusammenbauen vorab geht nur im Kopf.
https://www.schaeffer-ag.de/frontplatten-designer
Vorab natürlich der obligatorische Disclaimer:
Bei dem Gehäuse gilt es die eigenen Bedürfnisse zu berücksichtigen und ggf. anzupassen. Ich übernehme keine Haftung, dass alles bei jedem passt und bitte, macht euch die Mühe und messt selbst nach und recherchiert euer Vorhaben bevor ihr bestellt. Voraussetzung für dieses Gehäuse ist ein 10 Zoll Netzwerkschrank mit einer Mindesttiefe Rackschiene zu Rückwand von ca 15cm.
Noch ein paar Begrifflichkeiten vorab:
1HE - 1 Höheneinheit (1U)
OMV - OpenMediaVault
SBC - hier SingeBoardComputer nicht SessionBoardController
NAS - ...ich glaube wir sind hier unter uns und sparen uns den Rest und kürzen ab zur...
Vorgeschichte bzw. Grundidee:
Ich habe ja meinen 10 Zoll ITX-Server Server mit Unraid aus Teil 1, der sowohl in der Ausstattung als auch in der Software immer weiter gewachsen ist und dank Docker langsam eine Zentrale für alles mögliche wurde. Da mir die Lizenzierunspolitik von Limetech aber nicht so ganz geheuer ist, dachte ich mir dass es gut wäre eine zweite Option zu haben um nicht vollständig abhängig von fragwürdigen Unternehmensentscheidungen zu sein. Nur für den Fall, dass sich Limetech überlegen sollte, dass meine Lifetime Lizenz doch irgendwann mal zum Abo werden sollte, aber darum soll es hier ja nicht gehen. Meine damaligen guten Erfahrungen mit Openmediavault (OMV) und der Möglichkeit auch dort mit Dockercontainern zu arbeiten macht es für mich zur Alternative und ist im späteren Verlauf des Artikels relevant.
So gedieh der Gedanke, dass ich zunächst einen zweiten kleineren Server auf Basis von Openmediavault haben wollte. Erstmal nur als Backup Server und um im Notfall ein Ersatzsystem zur Verfügung zu haben.
Mit 2 getrennten Geräten, OS und Einsatzmöglichkeiten, die auch durchaus gemeinsame Schnittmengen haben, kam dann die Idee doch ein reines (10Zoll-) NAS auf Basis von OMV zu realisieren und ein etwas stärkeres für Unraid und den laufenden Diensten bzw. Webanwendungen, hauptsächlich in Docker. Mein Basteltrieb hat mir schon längst vor den eigenen Rechtfertigungsversuchen das OK gegeben.
Allerdings gab es noch ein kleines Problem zu lösen: Platz
In meinem 9HE Netzwerkschrank war kein Platz mehr, da
- 2HE ITX Server
- 2HE USV
- 1HE 1Gbit Switch
- 1HE POE Switch
- 1HE 2.5Gbit Switch
- 2x1HE Patchpanels
Hier musste ich also noch eine Zwischenschritt einlegen und meine beiden 12Port Patchpanel mit 1HE gegen die heute verfügbaren 0,5HE Patchpanel austauschen, womit ich insgesamt 1HE gewinnen konnte.
Aus den Gedanken und dem umgesetzten Zwischenschritt entwickelte sich also folgender
Gesamtplan:
Für Unraid
Stärkerer Server für Webanwendungen, VM und Docker mit Unraid, aber darum soll es hier nicht gehen.
Für Openmediavault
Low Power Server, der ausschließlich als NAS fungieren soll. Über diese Umsetzung handelt dieser Artikel.
So kristallisierte sich für solch ein "Low-Power-NAS" folgendes
Lastenheft:
- Niedrige Bauhöhe (max. 1HE)
- Kleine Grundfläche (DIN A5 quer oder max. 21cm x 15cm)
- Platz für mindestens 3 freie Festplatten (OMV benötigt ja auch schon eine)
- Niedriger Idle-Verbrauch <5W
- SSD only
- Keine Shared Ports oder Flaschenhälse durch Schnittstellen
- 2.5Gbit Netzwerkanbindung
- Möglichst passiv
- Möglichst günstig
Recherchearbeit
Über die Suche nach kompakten "NAS"-fähigen Lösungen und Basteleien kam ich über RPI, Blade N100 oder andere Intel-Nucs, diverse Hardkernel Lösungen auf das CM3588 von Friendlyelec. Natürlich dachte ich auch an die TinyMiniMicro (Grüße an STH) derivate der drei großen Hersteller, doch da ist die Anzahl der Festplatten beschränkt und perspektivisch wird mein derzeitiges ITX-System wohl durch solch einen dann 1HE hohen "Server für Unraid" ersetzt. Zudem wäre das Projekt ja dann auch schon vorbei...
Jedes der vorgenannten Systeme hat sicher seine Berechtigung und Vorteile, vor allem der Weg statt x86 zu ARM zu gehen ist für mich noch neu. Ich möchte hier nicht zu sehr in die tiefe des CM3588 eingehen, hier soll es mehr um die Konstruktion und die Grundideen gehen.
Das CM3588 bietet abschließend für mich das beste Gesamtpaket aus allem was ich gesucht habe:
- Niedriger Idle-Verbrauch 2~3W,
- Bauhöhe maximal 1HE ist möglich,
- Einbinden von bis zu 4SSDs, die alle nativ angebunden sind und keine shared Ports oder so haben, wie das bei manchen N100-Lösungen zu sein scheint.
- 64GB fest eingebauter Speicher für OMV
- 2.5Gbit war hier auch das Minimum und die Power diese Schnittstelle auch auslasten zu können.
- Die gesockelte Hauptplatine macht Hoffnung auf ein unkompliziertes Upgrade
- Hardwareunterstützung transcoding in Jellyfin (nice to have)
Einziger Wermutstropfen den ich beim CM3588 noch habe, ist das Fehlen von ECC-RAM. Da ich aber eher bei ETX4 statt ZFS bleiben werde und SSDs mit Cache, bzw. ohne HMB verwende, werde ich das also mal so testen.
Wie bei so vielem - es gibt in der DIY Szene natürlich bereits 3D Gehäuse für das CM3588... aber keines, das meinen Ansprüchen genügt und nicht so kompakt baut, wie ich es nun mal haben wollte.
Festlegungen
Die Bauhöhe erlaubt mit ein paar konstruktiven Kniffen (Meine Möglichkeiten sind leider begrenzt) sogar 0,5HE. SBC Typtsch sind Anschlüsse, LEDs und Taster leider über alle 4 Seiten verteilt.Ich habe mich entschlossen, die Seite mit den LEDs und dem Power Button als Frontpanel zu nutzen, auch wenn ich lieber Zugang zu den Schnittstellen gehabt hätte, aber löten wollte ich auf diesem Board nicht. Zudem macht es die Konstruktion durch fehlende Aussparungen in der Frontplatte günstiger. Mit einer Cat6 Verlängerung, habe ich noch die Netzwerkschnittstelle in die Frontplatte gelegt, so bleibt zumindest alles was Netzwerk, Information (LED) und Interaktion (Ein/Aus) angeht vorne, alles was Stromversorgung angeht hinten in meinem Schrank, wie bei allen anderen Geräten in meinem Netzwerkschrank auch.
Apropos günstiger:
4xM.2 mit dem Bedarf an 1x1TB, 1x2TB und 1x4TB als Minimum gehen schon ins Geld. Da wollte ich hier eine Konstruktion haben, die praktisch, aber auch günstig ist. Zusammen mit der Höhenproblematik aufgrund der SBC-Platine (siehe weiter unten), ist ein vollwertiges, geschlossenes Gehäuse mit der Zielsetzung 0,5HE nicht vereinbar. Es bleibt also eine (im ausgebauten Zustand) offene Konstruktion, was sich positiv auf die Kosten und auch die Kühlung auswirkt.
Hier geht es los mit der Konstruktion
Im Vergleich zu den anderen beiden Projekten ist diese hier relativ einfach und weniger umfangreich. Die Bestellung geht heute nicht mehr aus dem Frontplattendesigner heraus, sondern muss über den Shop auf der Webseite der Schaeffer-AG aufgegeben werden.Bestellliste
1x Frontplatte 0,5HE1x Bodenplatte mit Gewindebohrungen
1x GGRB3306 M3x6 Senkkopf schwarz (50 Stück)
1x GGWS0111 Gehäusewinkel Werksnorm (4 Stück)
optional - siehe zusätzlich zu beschaffende Teile
1x GGRB3106 M3x6 Linsenkopf schwarz (50 Stück)
Die Einzelteile
...sind als .zip verpackt, da das Format hier nicht hochgeladen werden kann. Die Dateien müssen natürlich vorher entpackt werden, bevor sie im Frontplattendesigner geöffnet werden können.Frontplatte 0,5HE
Hier mal ausnahmsweise also kein IO in der Front, weshalb ich mich dazu entschlossen habe eine Netzwerkbuchse nach vorne zu führen. Sonst gibt es hier tatsächlich nicht viel, Ein/Aus-Taster (PWR) oder der User-Button (USR) muss mit einem Stift oder Büroklammer bedient werden. Ansonsten gibt es nur Bohrungen für die 4 SSD-LEDs und die Schraubenlöcher. Die Bedienung sehe ich hier weniger als Problematisch, da auch WOL möglich ist und durch die konfigurierbare "Boot on Power" Funktion ein Drücken der Taste nicht notwendig sein dürfte. Da ich das IR-Modul nicht benötige, ist meine Frontplatte hier nicht ausgespart.Eine neuere Version ist bereits in Anhang, mit der durch eine zusätzliche Bohrung im eingebauten Zustand der Power LED erkennbar ist. Leider ist das mit Aktivitäts-LED auf der Rückseite der Hauptplatine nicht so einfach möglich.
Frontplatte 0,5HE mit Power-LED Sichtbohrung
Bodenplatte
Hier geht es noch spartanischer zu. Die 4 Gewindebohrungen sind dazu da die Platine zu befestigen. Die beiden Löcher sind die Verbindungspunkte über die Gehäusewinkel zur Frontplatte. Die beiden Senkungen sind notwendig, da eventuelle Schraubenköpfe sonst über die maximalen Abmessungen hinausragen würden. Die Platte bildet also gleichzeitig den untersten Rand des Gehäuses (siehe 0,5HE). Hier sind die Senkungen zwar auf der Oberseite, aber da eine umgedrehte Montage möglich ist, ist die Herstellung billiger - oder anders gesagt, ein Wenden der Platte zur Bearbeitung kostet immer recht viel. Somit sind die Senkungen zwar Herstellungstechnisch von "oben", da die Platine auf beiden Platten ausgerichtet wird kann die Bodenlatte einfach gedreht verwendet werden. Man spart sich somit diesen kostenintensiven Bearbeitungsschritt. Trotzdem ist diese Platte allein aufgrund der Größe teurer als die Frontplatte.
Zusammenbau
So kommen die Einzelteile bei euch an:
Einfach die Winkel montierenHier der Boden von unten mit den Senkkopfschrauben und den Kunststoffschrauben die hier beide nicht überstehen dürfen.
Es empfiehlt sich die Platine vor den Winkeln zu montieren, da diese ja mit den M3x6 Schrauben von oben mit den Distanzbuchsen festgeschraubt wird. Hier sieht man die drei 1mm Distanzscheiben, welche aus dem Nylonschrauben-Set sind. Die Kunststoffschrauben gleichen auch ein wenig aus, dass das Gewinde in der Bodenplatte ja nur 1,5mm hat und so eine Beschädigung durch zu festes anziehen ausgeschlossen werden kann.
Schon fertig (bis auf die noch fehldende SSD)
Frontansicht
Detailbild zu den SSD-LEDs - die Ausrichtung passt.
Hier der Größenvergleich von 1HE mit einem beispielhaften TinyMiniMicro Server und dem 0,5HE SBC-NASAnmerkungen / Empfehlungen
Zusätzlich zu beschaffende Teile
- 3mm Distanzbuchsen
- M3x6 Kunststoffschrauben
- alternativ: Nylonschrauben Set mit passenden Schrauben und 1mm Unterlegscheiben
- Cat6 RJ45 Einbauverlängerung
Es gibt immer Verbesserungsmöglichkeiten in der Konstruktion, keine Frage.
Wer lieber auf 1HE gehen möchte, kann einfach die Frontplatte etwas größer ziehen und gleich in der Software Stehbuchsen auf der Grundplatte anbringen lassen. Dann müssen aber nahezu alle Bohrungen neu gesetzt werden. Nachmessen bzw. Maße im Kopf überprüfen, da Änderungen an der Bodenplatte zu Änderungen an der Frontplatte führen, ist hier Pflicht.
Eine kleine Nacharbeit war leider bei den Winkeln notwendig: Aufgrund der nur 1,5mm Starken Bodenplatte, liegen die Senkschrauben schon an, bevor sie fest sitzen. Die Winkel sind als noch lose, obwohl die Senkkopfschraube angezogen ist. Ich habe hier einfach mit einem größeren Bohrer eine Art zusätzliche Senkung am Gewinde der Befestigungswinkel angebohrt, sodass es etwas später beginnt und die Senkkopfschraube damit mehr platz bekommt.
Ein paar Gedanken zur Kühlung:
Da die Netzwerkanbindung "nur" 2.5Gbit ist, PCIE3.0 X1 "nur" ca. 1GB/s schnell ist, die SSDs somit auch nur minimal beansprucht werden und letztendlich die CPU auch eine tmax von 125°C besitzt werde ich das gesamte System diesmal komplett passiv laufen zu lassen. Die Bauhöhe würde auch nur einen Radiallüfter in Laptop-Größe sinnvoll zulassen und dann müsste der Luftstrom durch weitere Gehäuseteile (Seitenwände) und Öffnungen auch besser geführt werden. Bisherige Tests zeigen, dass die SSDs im Leerlauf kalt bleiben und auch die CPU nicht über 40°C kommt - ohne aktive Kühlung.Zur TDP habe ich nur Angaben von maximal 11W~15W für den Rockchip 3588 finden können, dafür aber auch bis 125°C, was die Kühlproblematik entschärft, da die höheren Temperaturen, bzw. der höhere Temperaturunterschied für eine bessere Wärmeabfuhr sorgen wird. Darüber hinaus ist das CM3588 mit einer "ambient operating temperature" von 70°C spezifiziert, was an sich schon sehr hoch ist und in meinem Netzwerkschrank wohl nie erreicht werden wird.
Mit einer Hand voll m.2 kühler aus dem Abverkauf, werde ich das Temperaturverhalten der passiven Kühlung beobachten.
Sollte sich herausstellen, dass kritische Temperaturen auftreten, werde ich folgendem Ansatz nochmal nachgehen:
Alternativer Kühler - Grundidee
Zur Verbesserung der passiven Kühlung könnte man einen Kühlblock über das gesamte Board konstruieren, welcher die CPU und die SSDs kühlt. Da ich leider keine CNC-Fräsmaschine besitze und mit solch einer Einzelanfertigung kosten technisch im Rahmen bleiben wollte, musste ich diese Idee wieder verwerfen.Aus dem Vollen eines 10mm Alu Blocks gefräst wären beim gleichen Anbieter wie die Frontplatten über 200 Euro nur für den Kühlkörper zu versenken einfach unverhältnismäßig. Vorteil wäre gewesen, dass dieser dann sozusagen den oberen Teil des CM3588 komplett abgedeckt hätte und die seitlichen Öffnungen nur minimal gewesen wären. Die größere Oberfläche hätte natürlich ihren Teil zur Kühlung beigetragen. Auf Anfrage, ist es aber auch möglich eigenes Material zur Bearbeitung anzuliefern - z.B. einen Strangguss Lamellenkühlblock.
Rein vom Temperaturmanagement betrachtet sind nie alle SSDs gleichzeitig voll ausgelastet und auch die CPU wird abseits von Lastspitzen sicher mehr Zeit im Idle verbringen, sodass ich guter Dinge bin, dass trotz schlechter Luftzirkulation genug Material die Wärme abführen kann, bzw. auf einem großen Block sich das Ganze thermisch ausgleichen würde.
0,5HE:
Es gibt leicht Unterschiedliche Angaben zu 0,5HE, hier ist es konstruktionsbedingt leider notwendig, die größte gefundene Angabe von 22,25mm um 0,25mm auf 22,5mm zu überschreiten. Das ist notwendig, da die Lötfahnen unter der Platine 2,3mm hinaus ragen und ich deshalb mit 3mm Distanzhülsen zwischen Bodenplatte und Platine arbeite. Die HDMI Buchsen sind die höchsten Teile oberhalb der Platinenoberfläche und letzten Endes ist eine Bestellung von ALU-Platten kleiner 1,5mm Stärke hier nicht möglich. Daraus ergeben sich von oben nach unten folgende, feststehende Abmessungen:- 16,5 mm HDMI Buchse (Höhe über Platine)
- 1,5 mm Platinenstärke
- 3 mm Distanzbuchsen
- 1,5 mm Bodenplattenstärke
- 22,5mm Gesamthöhe - in meinem Schrank gleichen sich die 0,25mm aber wieder aus.
UPDATE 24.03.25:
Wie ich festgestellt habe, ist die Front im Betrieb ziemlich dunkel, oder anders gesagt, wenn kein Festplattenzugriff stattfindet, leuchtet nichts oder gibt Aufschluss darüber ob der Server überhaupt läuft. Aus diesem Grund habe ich eine zusätzliche Sichtbohrung eingefügt, über die man im eingebauten Zustand erkennen kann, oder der Server tatsächlich läuft. Da ich jetzt nicht anfangen wollte mit Lichtleitern zu arbeiten habe ich die Bohrung an exakt die Stelle gesetzt, an der an direkt auf die Power LED peilen kann. So kann man zumindest sehen, ob er läuft oder nicht.Hier sitzt die Power LED. Der blaue Punkt stellt die Bohrung dar, über die gepeilt werden kann.
Die markierte Bohrung gibt den geraden Blick auf die LED frei.
Abschließend
Kleiner als ein Switch, weniger Verbrauch und doch ein vollwertiges NAS. Doch wie sieht es denn nun mit den Kosten aus?Für das CM3588 Set (8GB Ram, 64GB eMMC) habe ich über Amazon 219,- bezahlt - kommt allerdings aus China.
Das Gehäuse schlägt mit knapp 100 Euro zu Buche. Das Nylonschrauben-Set oder das Schraubenset von Schaeffer liegen beide um 5,-. Die Netzwerkverlängerung liegt bei 5,90 Euro.
Damit wäre das "assemble and play" set (OMV ist auf dem CM3588 bereits vorinstalliert), ohne SSDs bei ca. 330,-.
Alle Komponenten lassen sich von 2 Anbietern beziehen und komplett für einen 10Zoll Schrank zusammenbauen.
Ich freue mich über eure Gedanken, Fragen, Anregungen und Kritik dazu. Wie sind eure Erfahrungen mit dem CM3588 - wer hat eines, wie nutzt ihr es?
Schöne Grüße, Ralf
Changelog
16.03.25 Erstellung des Artikels
24.03.25 Erweiterung Frontplatte um Power LED erkennung
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