DIY Flight Sim Panel prepínača: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Potom, čo som strávil mnoho rokov v komunite leteckých simulátorov a zapájal som sa do stále komplikovanejších lietadiel, som zistil, že túžim po schopnosti držať ruky na fyzických spínačoch namiesto toho, aby som sa pokúšal lietať pravou rukou a pritom používať myš v nedominantnom modeli. ľavou rukou kliknete na malé prepínače okolo kokpitu v krátkom čase. Nemám peniaze ani čas na usporiadanie celého kokpitu, a aj keby som to urobil, nebudem ho stavať pre každé lietadlo, s ktorým letím (je ich veľa). Okrem toho len málokedy používam mnoho prepínačov v kokpite a ešte menej je tých, ku ktorým musím získať prístup v krátkom čase. Na HOTASe mi však došli tlačidlá a spínače. Čo teda robiť?

Práve vtedy si môj mozog vyvolal spomienku pred nejakým časom, keď som si prezeral hardvér letových simulátorov (moja antisociálna, nerdová verzia nákupov z okien v obchodnom centre). Videl som prepínací panel Saitek, označený všeobecnými funkciami štýlu letectva: vonkajšie svetlá, ovládače magneto, podvozok, pitotové teplo atď. Bolo to, samozrejme, mimo môjho cenového rozpätia a musel by som urobiť nejaký seriózny preznačenie, či ho budem používať pre stíhacie lietadlá, na čo som v prvom rade skutočne potreboval prepínací panel. Táto myšlienka však uviazla a vlani v lete, keď som nemal nič lepšie na práci, som zistil, že si postavím vlastnú.

Zásoby:

Materiály na stavbu škatule

Ovládače podľa vlastného výberu (použil som spínače, ale mohli by ste mať tlačidlá, otočné gombíky, posuvníky alebo čokoľvek iné, môžete zistiť, ako sa zapojiť.)

Niektoré dobré 2-polohové prepínače (Amazon)

Niektoré dobré 3-polohové prepínače (Amazon)

Teensy Board (použil som 3.2, ale 3.x, 4.x a LC bude určite fungovať; nie som si istý 2.x. Viac informácií o doskách Teensy nájdete na https://www.pjrc.com /dospievajúci/)

Nejaký elektrický drôt s priemerom 22 hodín (s najľahším jadrom sa pracuje najľahšie; tu som našiel ten svoj na Amazone)

Tenká elektrická spájka 60/40 (Amazon)

Stripboard (Amazon)

Požadované hlavičky pinov (je ich veľmi ľahké nájsť a vaše potreby sa budú líšiť v závislosti od toho, čo máte a ako sa rozhodnete pokračovať, preto som neuviedol odkaz)

Rozpery na PCB (opäť je k dispozícii široký výber a potreby každého budú trochu iné, preto som neuviedol odkaz. Vrelo odporúčam zaobstarať si kovové, nie plastové, pretože je oveľa menšia pravdepodobnosť, že sa omylom vyzlečiete oni.)

Krok 1: Prototyp

Môj prototyp je, úprimne povedané, trochu trápny. Zahŕňalo to veľa holého, skrúteného drôtu, neuveriteľne chaotický kód Arduino, Teensy 3.2 a mimoriadne nespoľahlivé elektrické pripojenia. Mohla tam byť aj lepenka. Napriek mnohým nedostatkom to poskytlo dôkaz koncepcie a umožnilo mi to vyskúšať si to úplne zadarmo, pretože už som mal okolo seba všetky diely. Ukázalo sa, že je to z dlhodobého hľadiska mimoriadne cenné, pretože som objavil a opravil mnoho problémov s prototypom a zdokonalil svoje ciele pre konečný produkt. Tiež som znova použil takmer všetko (lepenka bola stratená vec) v nasledujúcom prejave, ktorý teraz používam. Vrelo odporúčam postaviť vyhradený prototyp, aby ste mali šancu vyskúšať si to a vyriešiť prekvapenia, než sa pustíte do práce a vytvoríte konečnú verziu.

Krok 2: Stanovte si zoznam funkcií, ktoré chcete/potrebujete

V ideálnom prípade by to malo zahŕňať veci, ku ktorým potrebujete prístup v krátkom čase, ale na ktoré nemáte miesto vo vašom HOTAS, ako napríklad hlavné rameno, záložné systémy riadenia letu, ovládače rušenia, ovládacie prvky protiopatrenia atď. Odporúčam vám, aby ste sa s HOTAS pohodlne zorientovali. pred stavbou prepínacieho panelu, pretože vaše potreby sa môžu zmeniť na základe vášho HOTAS. Počas testovania prototypov som zistil, že sa mi tiež páči, keď sú prepínače priradené k veciam, na ktoré by som zvyčajne používal klávesnicu, pretože to výrazne zvýšilo ponorenie. Preto som pridal veci ako ovládanie motora (chod/zastavenie motora, ovládanie vrchlíka, prevodový stupeň, klapky atď.). V iných lietadlách, ako sú lietadlá 737 alebo GA, som ich používal na veci ako ovládanie autopilota, ovládanie vonkajších svetiel, núdzové systémy atď. Bolo tiež veľmi užitočné priradiť ich k systémom proti námraze, ako je pitotovo teplo a uhľovodíkové teplo, pretože to sú veci, ktoré často zapínam a vypínam.

Na usporiadanie všetkých týchto zoznamov a usporiadanie dvojpolohových a trojpolohových prepínačov som použil tabuľku. Pravdepodobne by ste sa mohli dostať preč iba s 2-polohovými prepínačmi, ale veci ako ovládače rušenia a dávkovača v F/A-18 sú s 3-polohovým prepínačom pohlcujúce a verné forme a v niektorých prípadoch je to celkom potrebný, ako napríklad volič smerových bodov/značkových bodov/misií v CDU A-10C. Klapky väčšiny lietadiel majú tiež najmenej tri polohy (príklady sú A-10C a F/A-18) a tie, ktoré majú iba 2 polohy klapiek, môžu rovnako dobre používať 3-polohový spínač tým, že použijú iba 2 z 3 pozíciách. (Nákupný tip: Stojí za to poznať technické názvy prepínačov (prepínač SPST, prepínač SPDT, otočný atď.) Vyhľadávače zvyčajne nevedia, čo máte na mysli, keď požiadate o „prepínače“. Dobré miesto, kde sa o nich môžete dozvedieť veci sú tu.)

Posledným trikom je rozhodovanie o poradí prepínačov. Majte na pamäti, kde bude prepínací panel; možno budete chcieť dať prepínače, ku ktorým budete potrebovať rýchlejší prístup, bližšie k miestu, kde budete mať ruku. V mojom prípade letím pravou rukou na palicu a ľavou rukou na plyn, takže ovládací panel prejde na ľavú stranu môjho stola. Pretože sa moja klávesnica a myš nachádzajú medzi páčkou a plynom, panel prejde na ľavú stranu plynu, takže prepínače rýchleho prístupu by mali byť napravo od panela s prepínačmi, blízko mojej ruky.

Ak vás zaujíma tabuľka, ktorú som použil, je tu v Tabuľkách Google. (Instructables mi bohužiaľ z nejakého dôvodu nedovolí nahrať tabuľku.)

Krok 3: Navrhnite škatuľu

Prepínače musia byť k niečomu pripevnené a niečo pravdepodobne bude sedieť na vašom stole. V mojom prípade som vyrobil krabicu 29 cm x 12 cm a 6 cm vysokú z 1x4 kúskov dreva s akrylovým predným dielom hrubým 1/4 palca. Je to trochu štrukturálne prehnané, ale použitie väčších materiálov uľahčilo ich spojenie a poskytlo viac priestoru pre chyby. Pri výbere materiálov majte na pamäti, že ťažšie je zvyčajne lepšie, pretože to znamená, že môžete silno zatlačiť na vypínače a hmotnosť krabice zabráni pohybu. Ak chcete použiť vodivý materiál, napríklad plech, teoreticky to nerozbije (neskúšal som to; v budúcom kroku budete možno musieť elektricky izolovať rozpery plošných spojov od zvyšku lišty). Krabicu jednoducho navrhnite, aby ste ju mohli ľubovoľne zostavovať a rozoberať. Možno budete musieť vyriešiť problémy!

Spínače som od seba umiestnil asi 1,4 cm, aj keď by ste ich mohli viac rozložiť. Zistil som, že 1,4 cm je pohodlná medzera, v ktorej som sa cítil dostatočne sebavedomý na to, aby som mohol stlačiť správny prepínač, a nie tie na oboch stranách. Vyzerá to preplnené, ale nie je to tak, najmä po troche cvičenia. Nechcel by som ich však mať bližšie k sebe.

Krok 4: Kúpte si diely a postavte krabicu

Bol to pre mňa najzábavnejší a najnáročnejší krok. Rozhodol som sa nastriekať svoj box lesklou čiernou na vonkajšej strane a lesklou bielou na vnútornej strane. Zvonku som vybral čiernu, pretože sa zhoduje s čiernym motívom, ktorý mám s počítačom, a biely zvnútra, pretože som vedel, že chcem rozsvietiť škatuľu a vnútorná strana je natretá na bielo, čo znamená, že bude odrážať akúkoľvek farbu, ktorú som si vybral. rozsvietiť to. Lesklý bol len preto, že vyzeral pekne (a pomohol by odrážať svetlo okolo vnútornej strany škatule). Stojí za to vyzdvihnúť nejaký drôt s rozmerom 22, pretože sa pohodlne zmestí do otvorov vo väčšine prototypových PCB. Niektorí ľudia uprednostňujú pletený drôt, pretože týmto spôsobom získate o niečo lepšie elektrické pripojenia, ale ja považujem prácu za absolútnu nočnú moru, najmä v takom malom meradle, takže som použil pevný medený drôt a použil som veľa spájky. Farby som použil aj na usporiadanie svojich drôtov, čo veľmi pomohlo. Čierna bola uzemnená (ako obvykle) a červená bola 3,3 V a výstupy spínačov. (Na spínacie výstupy by som použil modrú alebo zelenú alebo niečo podobné, ale nemal som žiadne a nebol som ochotný ich kúpiť len pre tento projekt.)

Páči sa mi, že môžem namiesto spájkovania zapojiť a odpojiť svoj mikrokontrolér z projektov, aby som ich mohol znova použiť, a tak som na svoj stripboard pripájal ženské kolíkové konektory a potom doň zapojil dosku Teensy. Pásová doska bola pripevnená k zadnej časti škatule pomocou dištančných podložiek do DPS. LED diódy boli za tepla prilepené k malému obdĺžniku z rovnakého 1/4”akrylu, ktorý som použil na prednú stranu panelu, a boli pripevnené k bokom krabice pomocou dištančných podložiek do DPS. Každé elektrické pripojenie bolo spájkované, okrem toho, že kolíkové záhlavia na Teensy boli pripevnené k pásovej doske pomocou kolíkových konektorov žena-muž.

Riešenie rozperiek plošných spojov: tieto veci sú nočnou morou, aby ste ich mohli zaskrutkovať iba prstami, a tak som našiel zásuvku dobrej veľkosti, aby som si mohol kúpiť, a potom ju dotiahol prstom. (Pozrite si obrázky.) Na tieto rozpery by tiež nemalo byť veľké napätie; všetko, čo potrebujú na podporu, je trochu elektroniky. Vôbec nie je potrebné ich veľmi uťahovať. Malo by pôsobiť jemné, ale pevné napätie. Nakoniec bude oveľa jednoduchšie, ak pred pokusom o jeho zaskrutkovanie vyvŕtate pilotný otvor dobrej veľkosti.

Nezabudnite svoje spojenia často testovať, aby ste sa presvedčili, že sa spájka neprekrýva so susedným pásom. Tip: Ak váš multimetr uvádza, že sú vaše prúžky pripojené, ale nevidíte žiadnu spájku, ktorá ich spája, Uistite sa, že sú vaše spínače otvorené, NIE ZATVORENÉ! Urobil som túto chybu a stálo ma to veľmi frustrujúcu pol hodinu.

Trochu elektrickej teórie: Prepínače nefungujú dobre ako vstupy, pokiaľ nepoužívate výsuvný odpor alebo rozbaľovací odpor. Problém vzniká zo skutočnosti, že keď je spínač otvorený, nie je pripojený k žiadnemu referenčnému bodu pre mikrokontrolér, takže nevie, či je otvorený alebo zatvorený. (Takúto zjednodušenú verziu vám každopádne vysvetlím.) Teensys (a pokiaľ viem aj Arduinos) majú vstavané výsuvné odpory, ktoré môžete zapnúť pomocou

pinmode (pin, INPUT_PULLUP);

namiesto

pinmode (pin, INPUT);

Slúži na pripojenie kolíka k referenčnému bodu, keď je otvorený, a k inému referenčnému bodu, keď je zatvorený (použil som uzemnenie, ale internet hovorí, že by ste mohli použiť aj VIN). Tiež som použil knižnicu Bounce na odstránenie mechanických nezrovnalostí v samotnom prepínači. Pri LED diódach nechám návrh obvodu na vás. Zo skúsenosti vám poviem, že LED diódy nevydržia dlho, ak sú prebité, a ich výmena je veľkou bolesťou, takže stojí za to nájsť si Kirchhoffovo pravidlo slučky a zistiť hodnoty odporu. Na 2 LED diódy 20 mA, ktoré som mal, som použil 6-a-a-ohmový odpor, aby som znížil napätie z 3,3 V (na mojom Teensy je kolík 3,3 V) na 3,1-volt voltov, čo je pekne v rozmedzí 3,0 -3,2V tolerancia mojich LED diód.

Niekoľko tipov na spájkovanie: Ak zistíte, že vaša spájka omylom spojila dva pásy, existuje niekoľko vecí, ktoré môžete vyskúšať. Zistil som, že nástroj Dremel s veľmi malým bitom dobre funguje na presné odlupovanie malých kúskov zvinutej spájky. Ak by ste však omylom vytvorili spájkovaciu guličku okolo dvoch drôtov na rôznych pásoch, nástroj Dremel by trval večnosť. Po nejakom experimentovaní som zistil, že najlepšie urobím, keď spájku nahrejete spájkovačkou a potom medzi drôty spustíte niečo úzke ako ohnutú kancelársku sponku, aby ste spájku zatlačili na ktorúkoľvek stranu. Toto sa mi osvedčilo a spôsobilo minimálny chaos.

Prehlásenie o spájkovaní pre nových ľudí: Nie je to ľahký projekt spájkovania pre začiatočníkov. Pred týmto projektom som spájkoval asi rok a toto bol pre mňa náročný projekt (preto vyzerá tak chaoticky). Spájkovanie nie je spočiatku ľahké a bude vyžadovať prax. Nie som dosť dobrý na to, aby som vás naučil spájkovať, takže nemôžem prevziať zodpovednosť za vaše roztavené olovo/horiaci tok. Naučiť sa spájkovať a robiť to správne/bezpečne je vaša práca. To znamená, že existuje veľa dobrých zdrojov (internet je niekedy úžasná vec), takže sa nenechajte odradiť týmto projektom, ak ešte neviete, ako spájkovať. Cvičenie, vytrvalosť a trpezlivosť sú všetko, čo potrebujete. A pokiaľ ide o spájkovacích ninjov, ukážte mi ich.;)

Ak sa obávate, že sa vám minú piny: neurobíte to, pokiaľ nepoužijete veľa tlačidiel. Softvéru dôjdu tlačidlové vstupy, než sa na doske Teensy vyčerpajú piny, aj keď použijete trochu Teensy 3.2 ako ja. Použitím všetkých 32 tlačidlových vstupov som softvér úplne vyčerpal a na svojom Teensy som použil iba asi 3/4 pinov.

Krok 5: Stručná tangenta o mikrokontroléroch

Predvolený mikrokontrolér hobby elektroniky je zvyčajne Arduino s nejakým popisom. Sú to fantastické drobnosti; Väčšina Arduinos sa však nemôže priamo správať ako zariadenie USB-HID. Na to, aby ste boli sprostredkovateľom, budete musieť použiť sprostredkovateľský program (napríklad skript na spracovanie) a na zadávanie vstupov skutočne používať virtuálny joystick, čo je utrpenie. Dosky Teensy môžu byť na druhej strane normálnym joystickom USB-HID, ktorý sa vo vašom počítači zobrazuje rovnako ako vaše ovládače HOTAS alebo iné herné ovládače. Nejde o softvérovú záležitosť; dosky Teensy skutočne používajú rôzne čipy.

V čase písania tohto článku existuje niekoľko Arduinos, ktoré sa môžu správať ako zariadenia USB-HID: Leonardo, Mini a Pro Mini. Ak sa rozhodnete ísť touto cestou, pozrite sa do tejto knižnice Github, kde ich môžete používať ako joystick namiesto predvolenej klávesnice/myši. (Vďaka willem.beel za to, že ste to uviedli v komentároch.)

Dosky Teensy sa pohybujú od asi 15 dolárov do asi 35 dolárov. Základné Arduino môžete získať už za 10 dolárov, ale pravdepodobne strávite oveľa viac hodín, než sa oplatí vytvárať a ladiť skript na spracovanie, virtuálny joystick a rozhrania medzi jednotlivými krokmi, ak sa vyberiete touto cestou. Vstavaná knižnica Joysticku v Teensy a knižnica Github Arduino Leonardo/Mini/Pro Mini majú však podporu iba pre 32 tlačidlových vstupov, takže ak chcete veľa prepínačov, aj tak budete musieť ísť cestou virtuálneho joysticku, pretože jediným obmedzením sú vaše kódovacie schopnosti a trpezlivosť.

Krok 6: Napíšte/ladite kód

Tu je súbor Arduino s mojím kódom. Ak ho chcete použiť, budete ho musieť upraviť tak, aby zodpovedal tomu, kde sú 2-polohové a 3-polohové prepínače, pretože ten váš bude pravdepodobne iný ako môj. Nasávam objektovo orientované programovanie v jazyku, na ktorom sú založené Arduino a Teensy, tak som to len napevno zakódoval. Nie je to pekné, ale funguje to. Musíte tiež prepnúť typ USB na „Ovládanie letu + joystick“v časti Nástroje (vďaka primus57 za to, že ste to uviedli v komentároch). Neváhajte vytvárať/distribuovať odvodené diela; Som si dobre vedomý toho, že moje kódovacie schopnosti nie sú skvelé, takže akékoľvek vylepšenia sú vítané.

Používam Windows 10, takže na otestovanie kódu som prešiel do ponuky Štart, zadal „joy.cpl“a stlačil kláves Enter, potom dvakrát klikol na ovládací prvok Teensy Flight Sim Control a prešiel na kartu Test. (Pozri snímku obrazovky.) Toto sa zobrazí vždy, keď počítač zaregistruje vstup (veľmi užitočné pri ladení).

Krok 7: Vyhnite sa mojim chybám

Ak by som to urobil znova, hlavná vec, ktorú by som urobil inak, je, že by som sa lepšie staral o to, aby krabica sedela na stole. (V súčasnosti nie je a to je veľmi nepríjemné.) Ďalšou vecou, ktorá by to veľmi uľahčila, je, keby som vysledoval, kde vyvŕtať pilotné otvory pre rozpery plošných spojov pred spájkovaním/pripevňovaním vecí namiesto potom. Tiež som si mal uvedomiť, že by som mohol spájkovať káble od prepínačov k tabuli kdekoľvek pozdĺž pásika každého kolíka a rozhodol som sa ich nespájkovať tesne vedľa seba. Nick Lee v komentároch navrhol vyčistiť káble pomocou superlepidla, pásky alebo zipsov, čo je skvelý nápad.:) Nakoniec by som vykonal opatrnejšiu maliarsku prácu zvonku, pretože farba škatule je viditeľnejšia, ako som si myslel, a na držanie škatule pohromade používam kratšie nekosené skrutky.

Niektoré veci fungovali dobre: vnútorné svetlá fungujú ako pochúťka a jedno na oboch stranách poskytuje dokonca dostatočné osvetlenie. Knižnica Bounce tiež robí vynikajúcu prácu; Nikdy nedostávam falošné vstupy, ale stále mám pocit, že moje vstupy sú okamžité. Prepínače majú peknú veľkosť a poskytujú dostatočný odpor, aby ste sa cítili ako „skutoční“bez toho, aby ste ich museli ťažko prepínať. Zdá sa, že drôt s priemerom 22 bol perfektnej veľkosti, a keďže mal pevné jadro, bolo veľmi ľahké s ním pracovať. Sprejovanie vytvorilo veľmi profesionálny vzhľad a celkovo si myslím, že konečný produkt vyzerá veľmi pekne.