Compraste el Arduino UNO Q, le montaste encima el UNO Media Carrier para tener cámara, pantalla y audio… y ahora tienes un sándwich de dos placas con conectores asomando por tres lados que no entra en ninguna caja. Ese es exactamente el problema que resuelve este proyecto.

Aquí vas a encontrar una carcasa de dos piezas, imprimible en FDM, sin un solo tornillo ni una sola estructura de soporte, que se arma en medio minuto y se abre tirando la tapa hacia arriba. Al terminar vas a saber por qué un diseño a presión es la respuesta correcta para este stack en particular, qué tolerancias dejar para que las aberturas calcen a la primera, y cómo preparar la impresora para que las cuatro horas de impresión no terminen en la basura.

Por qué las cajas que ya existen no te sirven

El UNO Q solo es un objeto fácil de encapsular: formato UNO, cuatro agujeros de montaje, listo. En Printables y Thingiverse hay modelos de sobra. El problema aparece cuando le enchufas el Media Carrier debajo, porque cambian tres cosas al mismo tiempo:

El Media Carrier no tiene agujeros de montaje. La hoja de datos promete que el patrón de agujeros es "compatible con el formato UNO", pero eso se refiere solo al contorno de la placa. En la placa de abajo no hay dónde atornillar nada. Toda caja pensada para fijar el conjunto con pernos parte muerta.

Los conectores sobresalen del borde. El USB-C, el Qwiic y los tres jacks de 3,5 mm asoman alrededor de 2 mm más allá del canto del PCB, y lo hacen en varias caras a la vez. Una carcasa clásica tipo bandeja con ventanas cerradas es imposible de armar: no hay forma de meter el stack, porque las ventanas tendrían que pasar por encima de conectores que ya sobresalen.

Lo interesante queda abajo. Los jacks y el conector de la cámara viven en la cara inferior del Carrier. La caja necesita espacio libre en esa zona y aberturas a ras del suelo, no las típicas ventanas laterales a media altura.

El Media Carrier apoyado sobre los cuatro descansos de esquina de la base impresa en 3D

La solución: una tapa que se calza por encima

En vez de una bandeja con ventanas, el diseño usa un principio de encaje a presión por arriba. Funciona así:

  • La base es una placa plana con cuatro descansos en las esquinas y un labio perimetral que guía el encaje. El stack simplemente se apoya encima; no se atornilla a nada.
  • La tapa trae las paredes y baja verticalmente sobre la base. Todos los recortes de puertos están abiertos hacia el canto inferior, así que al bajar la tapa los recortes se deslizan sobre los conectores que sobresalen en vez de chocar con ellos.
  • Cuatro ganchos con perfil de diamante enganchan en el labio de la base.
  • Cuatro columnas de sujeción con pivote de centrado presionan al UNO Q por sus agujeros de montaje, que sí existen.

Cero roscas, cero pernos, cero insertos térmicos.

Vista superior de la tapa montada, con la rejilla de la matriz LED, las ranuras de los GPIO y el botón de encendido

Por qué un gancho a presión aguanta más que un tornillo aquí

Vale la pena entender la mecánica, porque es lo que hace que este diseño sobreviva a que lo abras cien veces. Una pieza impresa en FDM es anisotrópica: las capas se pegan entre sí con menos fuerza de la que tiene el material dentro de cada capa. Un gancho que flexa en el plano XY (el plano de la cama) trabaja contra el material continuo del filamento; uno que flexa en Z trabaja contra la unión entre capas y se parte a las pocas aperturas. En esta carcasa los ganchos flexan hacia afuera, en XY, y por eso duran.

El perfil de diamante a 45° no es decorativo: cualquier voladizo bajo 45° se imprime sin soportes porque cada capa apoya lo suficiente sobre la anterior. Al biselar el gancho por sus dos caras se consigue que entre con presión suave y que también salga sin arrancar material, que es el error clásico de los ganchos con cara plana superior.

La tolerancia que decide si calza a la primera

Un detalle que ninguna hoja de datos te va a dar: una boquilla de 0,4 mm deposita un cordón un poco más ancho que el nominal, así que los agujeros y recortes salen sistemáticamente más chicos que en el CAD, típicamente entre 0,1 y 0,2 mm por lado. Si dibujas el recorte del USB-C con la medida exacta del conector, no entra.

La regla práctica: deja entre 0,25 y 0,35 mm de holgura por lado en cada abertura de puerto, y entre 0,15 y 0,2 mm en el encaje del labio. Y antes de mandar cuatro horas de impresión, saca una probeta de prueba: recorta en el laminador solo la esquina de la tapa que lleva los conectores críticos, imprímela en diez minutos y pruébala contra la placa real. Dos o tres probetas cuestan menos que un solo reimpreso completo.

La lección del proyecto: simplificar, no parchar

La primera versión del diseño tenía domos para tornillos, insertos térmicos y marcos cerrados en las ventanas. No funcionó. En cada iteración se fue eliminando complejidad: primero los tornillos (el Carrier no tiene agujeros de todas formas), después los insertos, después cada abertura que en realidad no tenía ningún conector detrás. La versión final es la más simple de toda la serie y también la mejor: dos piezas, cero tornillos, cero soportes, se abre sin herramientas.

Hay una señal que conviene reconocer: si tu diseño se vuelve más complicado en la tercera iteración en vez de más simple, el problema no es el detalle que estás parchando, es el concepto. Cambia de enfoque en vez de seguir agregando piezas.

La segunda lección es igual de útil: no le creas a la hoja de datos si tienes la placa real al lado. La primera versión salió de los planos oficiales y falló en tres frentes a la vez: agujeros de montaje, sobresalido de los conectores y altura del piso de conexiones. Después de eso el flujo cambió: antes de cada impresión, el modelo CAD se superpone semitransparente sobre una foto de la placa real, abertura por abertura. Recién cuando el botón de encendido, la matriz LED, las tiras de GPIO y los conectores calzan en ese overlay, el archivo pasa al laminador. Ese hábito ahorra dos o tres impresiones fallidas, y el render del overlay viene incluido en la descarga por si quieres modificar el diseño.

Overlay de CAD: la foto de la placa superpuesta en semitransparencia sobre el modelo de la tapa

Lo que necesitas

  • Un Arduino UNO Q con el UNO Media Carrier (ASX00083) montado encima
  • Una impresora 3D FDM con al menos 85 × 65 mm de área útil (el diseño se probó en una Elegoo Neptune 4 Plus, pero cualquier FDM decente sirve)
  • Unos 60 g de filamento PLA de 1,75 mm. el original usa PLA mate, pero cualquier PLA funciona con los perfiles incluidos
  • Un cable USB-C para alimentar el conjunto una vez cerrado
  • Opcional: 2 tornillos M3×8 si quieres asegurar la tapa de forma permanente. No son necesarios; los ganchos sostienen solos.

Perfil de impresión

Ajuste Valor
Material PLA (mate para mejor terminación)
Boquilla 0,4 mm estándar
Altura de capa 0,16 mm
Perfil Perfil estándar del laminador, con brim de 5 mm
Soportes Ninguno. ambas piezas son libres de soporte
Orientación Ya viene correcta en los archivos: base plana, tapa apoyada sobre su cara superior

La orientación de la tapa es la clave de todo: se imprime con la cara del techo contra la cama. Así todos los recortes de puertos quedan abiertos hacia arriba durante la impresión y no se genera ni un solo puente. Si la giras "como se ve en la vida real", cada abertura se convierte en un puente sobre aire y vas a necesitar soportes dentro de las ventanas, justo donde después no los puedes limpiar sin dañar el borde.

Tres cosas que hacen la diferencia antes de imprimir

Esta carcasa pasó por muchas iteraciones, lo que la convirtió sin querer en una prueba de resistencia del setup de impresión. Tres hábitos separaron el "esto me molesta siempre" del "esto simplemente funciona":

1. Nivela más seguido de lo que crees. No solo al instalar la impresora. Si estuvo unos días sin usar o cambiaste de filamento, vuelve a nivelar. Es un minuto y salva la primera capa.

2. Lava la placa con agua tibia y detergente. Detergente, agua tibia, secar, y no tocarla más con los dedos. El alcohol isopropílico muchas veces solo reparte la grasa de las huellas en vez de sacarla; el lavado con agua resuelve casi todos los casos de "de repente no pega nada".

3. Recarga el filamento antes de cada impresión. Suena exagerado y toma treinta segundos, pero purga la punta de filamento que quedó degradada y húmeda dentro de la boquilla antes de que arruine la primera capa.

Vale la pena entender el por qué del tercer punto, porque en Chile importa más que en Alemania: el PLA es higroscópico y absorbe humedad del ambiente. En Santiago, con humedad relativa baja buena parte del año, un rollo abierto aguanta semanas sin problema. En Valparaíso, Valdivia o Concepción, con humedad ambiente alta de forma sostenida, el mismo rollo empieza a chisporrotear y a dejar hilos en pocos días. Si vives en zona húmeda, guarda el filamento en una caja hermética con sílica gel, y si ya se humedeció, sécalo entre 45 y 50 °C por cuatro a seis horas. El síntoma de humedad es inconfundible: pequeños estallidos audibles en la boquilla y superficies con textura rugosa.

Armado, en treinta segundos

  1. Apoya el stack (el UNO Q ya enchufado sobre el Media Carrier) con la cara del Carrier hacia abajo, sobre los cuatro descansos de esquina de la base.
  2. Orienta la tapa. solo entra en una posición, porque los ganchos son asimétricos. y bájala verticalmente.
  3. Presiona suave en las cuatro esquinas hasta escuchar el clic de los ganchos. Listo.

Para abrir, tira la tapa derecho hacia arriba con algo de firmeza. El perfil de diamante está biselado a propósito por ambos lados para que salga sin dañarse. Si vas a dejar la caja montada de forma permanente en un lugar fijo, puedes poner dos tornillos M3 laterales en el labio de la base.

El Arduino UNO Q en prueba de encaje dentro de la tapa impresa en 3D

Preguntas que aparecen siempre

¿Sirve para el UNO Q sin el Media Carrier? Está pensada para el stack completo. El UNO Q solo apoya en los descansos de esquina, pero queda unos 10 mm demasiado abajo respecto de las ventanas. Para uso en solitario ya existen carcasas de otros diseñadores; esta cubre justamente el hueco de la combinación con el Carrier.

¿Tiene que ser PLA mate? No. Cualquier PLA anda con los perfiles incluidos, y el PETG también con temperaturas ajustadas. El mate disimula mejor las líneas de capa, esa es toda la razón. Ahora, si vas a dejar la caja funcionando al lado de una impresora con cama caliente o en un lugar con sol directo, el PETG es la opción sensata: el PLA empieza a ablandarse alrededor de los 60 °C y una caja deformada deja de sujetar la placa, mientras que el PETG aguanta hasta cerca de los 80 °C.

¿Necesito soportes? No. Las dos piezas están diseñadas libres de soporte: la base imprime plana y la tapa apoya sobre su cara superior, de modo que todos los recortes quedan abiertos hacia arriba y no se forman puentes.

¿Con qué se atornilla? Con nada. El stack queda apretado entre los descansos de esquina y las columnas de sujeción, y la tapa la sostienen los cuatro ganchos. Los dos M3 laterales son opcionales.

¿Puedo modificar el diseño? Sí. Las fuentes en OpenSCAD vienen incluidas bajo licencia CC BY 4.0, y cada abertura, espesor de pared y gancho es un parámetro comentado. Si solo quieres cambiar la altura o una ventana puntual, no tienes que rediseñar ninguna forma.

Variantes y mejoras

Tres extensiones concretas que el diseño original no trae y que puedes agregar desde las fuentes OpenSCAD:

Ventilación forzada para uso continuo. Si vas a dejar el UNO Q corriendo inferencia todo el día, el aire encerrado sube la temperatura del SoC y el sistema baja frecuencia para protegerse. Agrega en una pared lateral un patrón de ranuras de 2 mm y un asiento para un ventilador de 30 × 30 mm o 40 × 40 mm alimentado desde los 5 V del header. En OpenSCAD es un módulo nuevo restado a la pared, no un rediseño.

Montaje en pared o en riel DIN. Extiende la base con dos orejas perforadas de 4 mm, o pégale un clip de riel DIN impreso aparte. Si el proyecto termina dentro de un tablero eléctrico. caso típico cuando esto controla algo de la casa. pasa de prototipo sobre el escritorio a instalación fija sin tocar la tapa.

Difusor para la matriz LED y ventana para la cámara. Imprime una lámina de 0,8 mm de PLA blanco o natural y encájala sobre la rejilla: la matriz pasa de puntos duros a un panel parejo. En la misma línea, si vas a usar la cámara del Carrier de forma permanente, agrega un recorte circular con reborde en la cara frontal para que el lente asome sin que entre polvo por los costados.

Personalización para Chile

Una nota de transparencia antes de la lista: en esta corrida el catálogo de MechatronicStore no estuvo disponible para consulta automática, así que abajo van las equivalencias por tipo de producto y sin SKU ni precio inventado. Busca cada ítem por su nombre en la tienda para ver disponibilidad y precio al día.

  • Filamento PLA 1,75 mm: es el consumible principal y el único imprescindible que sí se consigue localmente. Con 60 g por juego de piezas, un rollo de 1 kg te alcanza para más de quince carcasas. Cualquier PLA de 1,75 mm sirve; el mate es solo terminación.
  • Tornillos M3×8 y tuercas M3: opcionales, y de los que se venden en cualquier ferretería o en el rubro de tornillería de la tienda.
  • Cable USB-C: necesario para alimentar el conjunto. Sirve cualquiera de datos y carga con al menos 2 A.
  • Caja hermética con sílica gel: no aparece en el tutorial original, pero si estás en zona costera es lo que decide si tu PLA imprime bien en tres meses más.

Sobre las placas: el Arduino UNO Q y el UNO Media Carrier (ASX00083) son productos recién salidos y de importación. Si no los encuentras en stock local, revisa antes de comprar afuera que efectivamente necesitas el Carrier: la carcasa de este artículo existe justamente porque el stack de dos placas no calza en las cajas comunes, y si tu proyecto no usa cámara, pantalla ni audio, el UNO Q solo ya tiene carcasas disponibles de otros diseñadores. Presupuesto aproximado del conjunto placa + carrier importado: del orden de CLP $100.000, más consumibles de impresión por unos CLP $2.000.

Recursos

Versión chilena inspirada en el trabajo de raspberry.tips, con notas de tolerancias, materiales y clima local agregadas para este blog.