虽然硬件产品的力量来自其内部组件，但产品通常是通过其外壳（封装电子产品的外壳）来识别的，这使得电子产品具有吸引力和用户友好性。
在这篇文章中，我将以物联网工厂监控产品的设计为例，向您介绍设计基本外壳的步骤。
该设计基于这个了不起的项目Ryan Madson只使用了几个传感器、粒子公司的一个支持WiFi的光子开发板和一个名为肥胖的，他能够在家里连续监测植物的水分和温度。
在本例中，我们不关心机柜的外观，而只关注功能。
步骤1:从产品要求开始
对于任何设计，我都喜欢先考虑需求，这可以帮助您保持开发范围，避免在不需要的地方增加成本和复杂性。
在这个阶段，你应该问问自己，我的机柜需要做什么？它最基本的功能是什么？
以下是我们的工厂监视器外壳的要求：
- 外壳将容纳一个光子板、一个温度传感器和一个土壤湿度传感器。
- 土壤湿度传感器将穿透土壤至少一英寸。
- 外壳将允许与电路板顶部的两个按钮进行交互。
- 车载LED将通过机柜可见。
以上特征对于成功的设计是必要的。请注意，在这一点上，需求如何不包括更具体的设计决定，如壁厚尺寸。在开始阶段，让您的需求尽可能地合理化，这样您就可以在以后的设计中拥有灵活性。
专业提示：封闭的电子设备往往会提高系统的温度。如果组件变得太热，您可能需要添加风扇或某种散热方法。
步骤2：为内部组件建模
现在进入封闭空间。我通常在开始一个设计时，比如我们的plant monitor示例，会考虑如何固定内部。
理想情况下，你有一个很好的想法，什么是里面的外壳，所以你可以准确地设计它周围。在这个例子中，我们有一个光子刨花板A.温度传感器，及土壤水分传感器．
建模较大的部分-光子板和土壤湿度传感器-将使3D设计更容易和更相关。如果不是真正的3D模型，你经常可以从制造商那里找到一些尺寸图。
我能够找到光子板和土壤湿度传感器的尺寸，让我能够创建一些简单的3D模型。
占位符模型不需要反映零件的每个特征。外形尺寸和任何配合特征对模型都很重要，但其他一切都可以忽略不计。
例如，我的土壤湿度传感器和光子板的模型非常块状，但零件的范围被精确地表示出来。
步骤3：创建Shell
既然我们有了电子零件的模型，我们就可以围绕它们设计外壳了。我首先剥离出一个矩形棱柱体，创建一个开放的长方体形状。
当我们创造特征时，我们努力争取均匀的壁厚，因为注射成型这是我们用于大规模生产的过程所需要的。
我将使用0.040英寸的壁厚，因为这将是3D打印以及注塑成型。
步骤4:增加土壤湿度传感器槽位和外部孔位
我们的一项要求是，土壤湿度传感器必须插入土壤至少一英寸。一种选择是将线路从电路板连接到外壳外部的传感器，但我喜欢完全封装的产品。
我将添加一个插槽，用于垂直固定湿度传感器，允许探头穿过外壳底部。
步骤5：为电线连接和Micro USB连接器创建切口
我们需要留出空间，以便在湿度传感器顶部焊接导线，因此，让我们在保留插槽的同时移除一些材料。
我还将为微型usb连接器增加一个切口。该板将休息与连接器在这个插槽内，提供一些校准。
步骤6：为光子板创建支撑肋
光子板目前通过其micro-USB接口固定在一侧，但我们应该增加板可以放置的支架。
幸运的是，没有什么安装在底部的Photon板，所以我们不必担心击中任何东西。创建支撑物的一个非常简单的方法是添加均匀厚度的肋，让木板可以休息。
以下是到目前为止该程序集的当前视图:
步骤7：添加盖紧固件功能
现在我们需要考虑如何将盖子连接起来。我是内六角帽螺丝的大粉丝，所以让我们增加一些额外的特点周围的外壳，以允许一个紧固件通过。
您在这里看到的特征是注塑成型中的典型特征。凸台围绕紧固件孔，并在外部结构上具有额外的支撑肋。所有几何体的均匀厚度均为.040“。
步骤8：添加螺母特征
在塑料部件中使用金属紧固件的一个技巧是，在部件底部的螺母的大小上进行沉头或切割，当你拧紧紧固件时，防止它旋转。
步骤9：圆角外角
最后，我们将半径外角，这将减少那里的应力集中，也使外壳看起来更友好一些。
我们仍然保持统一的厚度，因此对于外角，外半径（0.140”）将略大于内半径（0.100”）。
当我们这样做的时候，让我们把内部的角也半径化。重要的是要保持这些小，以避免添加太多的材料和增加壁厚。
这里是完成的底部一半我们的外壳:
步骤10：盖子设计
现在到盖子上!我们将在盖子中使用相同类型的功能，去壳的盒子，添加老板的紧固件通过，埋头的紧固件到顶部，和半径的外部角落，以匹配底部。
紧固件的凸台看起来和上面一样，因为我们保持了均匀的壁厚，从另一侧看，这就是埋头孔的外观。
我还使凸台略短于外墙高度，因此没有干涉。
步骤11：圆角和上边缘
就像步骤9中的外壳底部一样，我们将使盖子的外角具有半径，以减少应力集中，并使盖子与底部匹配。
步骤12：添加突出物以固定Micro USB接口的顶部
这个小凸台将与micro USB接口的顶部配合，将其固定在机柜底部的插槽中。
步骤13：为按钮和LED灯开孔
根据我们的要求，为了与板上的按钮互动和看到LED灯，我们创建了孔。
步骤14：添加肋骨以固定湿度传感器
当水分传感器被推入土壤中时，它可能会接触到盖子，这不太理想。
为了弥补这一点，我将增加一根肋骨，将湿度传感器在一个更安全的位置。
步骤15：圆角半径
最后一步是半径所有这些锐角，不仅在美学上令人不快，但有很大的应力集中。同样，我们将保持半径较小（.005”），以避免添加太多的材质。
现在，让我们将盖子添加到整个组件中，并添加一些硬件。
请务必为电线及其弯头留出空间！在设计时很容易忘记布线，直到尝试组装产品。从上面的剖面图可以看出，我在电路板上方留出了足够的空间（近半英寸）用于安装电线和小型温度传感器。
最后说明
希望这能为您设计和原型化自己的产品外壳提供一些有用的指导。开始3D打印你的外壳设计,跳到虚拟电视上您可以在24小时内获得3D打印部件。
更多关于外壳设计特点的细节，请查看我们的帖子如何设计卡扣配合零部件，为3D打印零件选择最佳紧固件，如何对3D打印零件进行公差分析和如何设计光管．
