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OrangePi Opi-clster n14 組み立て

 2016-11-19
以前作成組み立てしたOpi-clsterですが、結構オモシロかったので、ちょっくらスケールアップしてみます。
名前がそのままだとアレなので、 Opi-clster n14 と呼ぶ事にします。
 
n14がどこから来たのかというと、、、もちろん計算ノードを14台収容してるからです。今後n28まで拡張予定!


以前作成したOpi-clster (無印)は、7ノードだけでこれで完成のつもりでしたが・・・
opiclst.jpg opiclst-hw-build (19) opiclst-hw-build (17)
しかし実際やってみると結構オモシロかったので、もっと増やしてみる事にした。
増やしてなにかを処理するという目的はなく、作ってみるのが目的です。意味なんてありません。私が面白いだけ! 手段の目的化!



Opi-clster(無印)の構成のまま、そのままスケールアップしようかとも思っていたが、実際に試運転してみていくつか問題点が見えてきた。
  • LANハブ、OrangePi基板、冷却ファン、電源類のそれぞれの要素がバラバラであり、移設する際に面倒&稼働中も気を遣う
  • 電源であるACアダプタは単価600円であり30個近く使用すると高額になる
  • 電源類の占有容積が大きくて邪魔
というわけで、主に電源関係に不満があったためこれを機にブラッシュアップすることに。



電源はちゃんとした(?)組み込み機器向けの電源装置を使用する事にします。ちょっと悩んだ結果、TDKラムダのRWS-100B-5を選択。秋月電子で@3.8k円。ACアダプタ@600円を7つ揃えるよりもいくらかは割安。ただしAC100V系の配線等も自分でやる必要がある。Opi-clster(無印)では手軽さを重視してACアダプタを使ったが、今回は最大28ノードまで拡張する予定を見据えているため、多少手間はかかってもコストを抑える。
opiclst-n14-asmbl (1) opiclst-n14-asmbl (2)
上の写真の、黄色いテープの付いていない方がRWS-100B-5(DC5V/14A)です。黄色テープのモノはRWS-100B-5を買う前に試しに買ってみた中国製の格安電源(DC5V/10A)です。実際に手にしてみて、作りのチャチさに恐れをなしてTDKラムダを選びました。やはり電源はケチれないね。コストが直接品質に響く部分なので妥協できないことを再確認。。。



電源装置を組み込むために電源同士を固定してモジュール化しておく。RWS-100B-5は14Aの出力があるため、2A要求するOrangePi PCを7台まで賄える。28ノード収容するためにRWS-100B-5を4台搭載する。他に、LANハブやゲートウェイとなるRaspberryPi、冷却ファン用にRWS-50B-5(DC5V/10A)を1台搭載する。
opiclst-n14-asmbl (3) opiclst-n14-asmbl (4)
Opi-clster n14の筐体を作成するため大雑把に配置を考え中・・・



電源ユニットを配置する場所が大まかに決まったらACインレットの配置を決めて穴を開ける。
opiclst-n14-asmbl (5) opiclst-n14-asmbl (6) opiclst-n14-asmbl (7) opiclst-n14-asmbl (8) opiclst-n14-asmbl (9) opiclst-n14-asmbl (10)



AC100Vは怖いのでヒューズも入れておく。取り付け難かったのでベニヤの薄板を介して取り付ける。
opiclst-n14-asmbl (11) opiclst-n14-asmbl (12)



穴開け加工はこれで完了のつもりなので、ビスを打って筐体を作成。
opiclst-n14-asmbl (13) opiclst-n14-asmbl (14)



電源ユニットの冷却用に空気取り入れ口を開ける。 穴開け加工は終わりだと思っていたけどこれを忘れてしまっていた。ジグソーを使ってザックリと開けた。
opiclst-n14-asmbl (15) opiclst-n14-asmbl (16)



ベニヤに縁を取り付けてフタにする。横に滑らせる事で内部のメンテナンスも簡単。
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電源ユニットを箱の内部に位置決めしてAC100V系の配線作業を進める。
opiclst-n14-asmbl (20) opiclst-n14-asmbl (21) opiclst-n14-asmbl (22) opiclst-n14-asmbl (23)




RWS-50B-5はAC100Vが供給されたら常にオンするように接続し、4台あるRWS-100B-5はそれぞれの電源をオン/オフできる構成にするためリレーを挟み込む。AC100Vは不用意に触れない様にテープで一応隠しておく。ビニルチューブを切って作ったスペーサで挟み込んで箱に固定。
opiclst-n14-asmbl (24) opiclst-n14-asmbl (25) opiclst-n14-asmbl (26)



リレーで制御されたAC100V系も配線を済ませて、これにて高電圧側は配線完了。AC100V系は市販のコネクタ類を使用して作業ミスを減らす。
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操作用パネルを準備する。これはお遊び要素なので頑張る。ベニヤの薄板に穴を開け、トグルスイッチとLEDと電圧計を組み込む。沢山のスイッチとパイロットランプは男の子の浪漫だから。しょうがないしょうがない。スイッチはそのままOrangePi PCの電源を操作するので、不用意に触れない様に箱の縁から一段奥に入ったところに操作パネルを取り付ける。
opiclst-n14-asmbl (29) opiclst-n14-asmbl (30) opiclst-n14-asmbl (31) opiclst-n14-asmbl (32) opiclst-n14-asmbl (33) opiclst-n14-asmbl (34) opiclst-n14-asmbl (35)



DC5V系の配線のために端子台を購入。最近のAmazonはなんでも売ってるね。GND用のショートバーは在庫切れだったため仕方無く自作。面倒。
opiclst-n14-asmbl (36) opiclst-n14-asmbl (37)



操作パネルに直結する端子台も作成。これは手持ちのネジ式のモノを使う。
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端子台を経由させることで、必要に応じて再構成が可能になるので、モジュール間の接続は出来るだけこのような着脱可能な形で接続していく。まずは電源ユニットからDC5V系を端子台まで引き出す。
opiclst-n14-asmbl (40)



操作パネルを動作可能な状態に持っていく。心が折れそうになりながらなんとか完成。 もう二度と作りたくない。
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端子台まで引き出したDC5Vを操作パネルと接続していく。
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内部の配線は完成。次は上部構造物にとりかかる。フタの上にいろいろと載せていく予定。
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フタに穴を開けて各種保持具を取り付けていく。OrangePi PCの柱を4本取り付けられるように配置し、LANハブやゲートウェイのRaspberryPi、ファン等をおいていく。
opiclst-n14-asmbl (54)



ファンは2つの12cmファンを使用する。市販品。二つを繋げてチョウドイイ感じにする。引っ張り強度の強い材料を探した結果、近くに転がっていた空き缶から強奪。
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ファンは蓋に取り付けた金具にはめ込む形で固定する。必要に応じて簡単に移動可能。
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OrangePi PCに電源を供給する配線を作成。うーん地味に面倒。。
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Opi-clster(無印)に取り付けてあった7枚のOrangePiを取り外して、Opi-clster n14に取り付けていく。
opiclst-n14-asmbl (66) opiclst-n14-asmbl (67) opiclst-n14-asmbl (68)


続いて追加のOrangePi PC用の電源配線を作成。今回は圧着スリーブを使用してみた。うん、これのほうが簡単だ。次もこれ使おう。
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14台のOrangePi PCを搭載したら、Opi-clster n14の完成!
opiclst-n14-asmbl (72) opiclst-n14-asmbl (73) opiclst-n14-asmbl (71)




今後、28ノードまで増やしていきたいと思っています。
ノード追加のペースが7の倍数なのは、8ポートのLANハブを使っているから。1ポートはカスケード接続に使うので、ノード接続に使用できるのは7ポートだけ。ポート数の多いLANハブを使えば8ノードとか16ノード、32ノードなど”切りの良い”数字にできますが、多ポートのハブは高い。高すぎる。貧乏クラスターマシンには採用困難。

一気に28ノード追加しないのは、OrangePi PCの入手経路がAliexpressのため。 結構不良品を送ってくるので、多少刻んで発注してます。 最初に3台購入したときは2台が不良品でやりとりに非常に苦労させられた。

というわけで、ゆっくり楽しみつつ遊んでいこうと思います。
 
 
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