Bezdrôtový počítačový joystick/tlačidlá kolies: 4 kroky (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Za posledných niekoľko rokov som staval novú závodnú simku a rozhodol som sa ísť s volantom DIY Direct Drive. Aj keď samotný tento projekt môže byť sám o sebe niekoľkými pokynmi, je to návod na to, ako urobiť všetky tlačidlá na kolese bezdrôtovými.

Prečo?

• Koleso DD má neobmedzené otáčky, takže viesť k nemu drôty by bolo nepríjemné.
• Žiadna schopnosť viesť káble cez hriadeľ kolesa ako u komerčných kolies
• Chcel som byť schopný ľahko vymeniť kolesá s rôznymi konfiguráciami tlačidiel
• Pretože som mohol:)

Aby sme dosiahli cieľ bezdrôtových tlačidiel, musíme zvážiť:

• Dodávka energie
• Bezdrôtové pripojenie
• Reakčný čas/oneskorenie
• Spoľahlivosť

Na splnenie týchto kritérií boli zvolené nasledujúce komponenty: Tx - Arduino Nano s integrovaným modulom NRF24 tu alebo použite generický modul Nano alebo Pro Mini + NRF24Rx - modul Arduino Pro Micro / Leonardo / Beetle (Atmega32u4) + NRF24USB „Battery Bank“- ľubovoľný generická jednoduchá batéria 18650 by mala fungovať. Toto bude trvať asi 20 hodín! Možno budete chcieť skontrolovať, či je možné nabíjať a dodávať energiu súčasne. Je to praktické, ak sa vybije a zároveň chcete nabíjať a používať.

Okrem toho budete potrebovať tlačidlá a sieťový vypínač podľa vlastného výberu, nejaký zapojovací drôt a možno aj zmršťovaciu trubicu.

To sa dá použiť aj v „gombíkovej skrinke“namiesto na kolese, ale predpokladal som, že bude menší dopyt, pretože ak sa nepohybuje, nie je veľa výhod.

Potrebné nástroje:

Spájkovačka a spájkovačka Horúca lepiaca pištoľ sa hodí aj na montáž dielov. Arduino IDE je nainštalované vo vašom počítači.

Krok 1: Zapojenie vysielača

Začnite tým, že na svoje koleso namontujete toľko prepínačov, koľko potrebujete, a zvážte umiestnenie Arduina. Pripojte všetky vodiče k spínačom podľa schémy. Každé tlačidlo bude prepojené jednou stranou na GND a druhou na príslušný arduino pin. Kód umožňuje 14 spínačov/tlačidiel, ktoré by mali stačiť na väčšinu kolies.

Ak používate Nano s vstavaným modulom NRF, potom k tomu evidentne nemusíte pridávať súvisiace káble, stačí prepojiť tlačidlá.

Tlačidlá sú v tomto poradí (1-14): RX, TX, D2, D3, D4, D5, D6, D7, A0, A1, A2, A3, A4, A5

Prečo však iba 14 tlačidiel? Dôvodom je to, že dokážeme rýchlo prečítať celú banku pinov a iba prenos 2 bajtov dát netrvá dlho - aj keď by to bolo možné upraviť tak, aby zahŕňalo viac tlačidiel (prostredníctvom matice) a/ alebo analógové vstupy, to by veci trochu spomalilo. Čítanie matice a analógové čítanie/konverzia trvajú čas procesora. Potreboval som iba 12 tlačidiel na svojom kolese, takže som s tým išiel, ale zvážil by som pridanie ďalších.

Pokiaľ ide o napájanie, máte dve možnosti - buď necháte batériu taktne a nejako ju zaistíte k volantu. To vám prináša ďalší bonus v možnosti odpojiť napájanie od arduina, bez toho, aby ste museli mať zabudovaný vypínač a nejaké zapojenie.

Ak dávate prednosť prispôsobenejšiemu riešeniu, bude možno potrebné otvoriť batériu a preorientovať interné prvky na vlastnú konfiguráciu.

Nemal som izbu v mojom kolese, aby som ju nechal v takte, a tak bola odstránená. Vytiahol som štandardný USB konektor z nabíjacej dosky a pomocou prepínača spájkoval vodiče +5 a Gnd z USB portových podložiek k Arduinu. Je trochu ťažké to popísať kvôli mnohým dostupným možnostiam …

Obvod bol potom namontovaný dovnútra kolesa a odhalil nabíjací konektor micro USB.

Nabíjacia doska bude mať jednu alebo viac diód LED na zobrazenie stavu nabitia - je praktické ich nejako zviditeľniť alebo ich pomocou „plastu“preniesť na viditeľné miesto, aby ste vedeli, kedy sa nabíjanie skončilo.

Čo je to za koleso? Pre záujemcov je môj návrh kolesa od spoločnosti Amstudio - je k dispozícii niekoľko skvelých návrhov súčiastok pre domácich majstrov za rozumné ceny.

Krok 2: Reciver

Jednoducho postupujte podľa priloženej schémy zapojenia. Ak nepoužívate Leonardo, budete potrebovať externý regulátor 3,3 V, ako napríklad AMS1117. Regulátor Pro Micro nemôže poskytnúť dostatok prúdu pre modul NRF24 a chrobák ho vôbec nemá.

Pripojenia k modulu NRF som farebne označil rovnako pre Pro Micro a chrobáka.

Arduino „Beetle“, ktorý je celkom ľahké nájsť na bežných miestach, ale opäť bude potrebné použiť regulátor 3,3 V, pretože ho vôbec nemá. Skúsil som to a funguje to dobre. Pripojenia sú rovnaké

Krok 3: Programovanie zariadení

Ak ešte nemáte nainštalovaný Arduino IDE, zamierte na https://www.arduino.cc a stiahnite si verziu vhodnú pre váš operačný systém pre tento príklad, som v systéme Windows.

Po nastavení budete potrebovať dve rôzne knižnice -tá prvá je jednoduchá pomocou programu Sketch -> Include Library -> Manage Libraries (alebo CTRL+SHIFT+I)

NRFLite od Dava Parsona (verzia 2.2.2 od publikovania)

Druhý bude potrebné manuálne nainštalovať z https://github.com/MHeironimus/ArduinoJoystickLibr..

Kliknite na „Klonovať alebo stiahnuť“, potom na „Stiahnuť ZIP“a otvorte stiahnutý súbor. Potom sa budete musieť preklikať do priečinkov, kým sa nezobrazí priečinok „Joystick“-skopírujte ho do priečinka Arduino Libraries (V oknách je to zvyčajne v časti Dokumenty -> Arduino -> Knižnice.

Reštartujte Arduino IDE

Ak pre prijímač používate Pro Micro, budete tiež musieť túto dosku pridať do IDE. File -> Predvoľby -> URL správcu ďalších dosiek:

zadajte:

Potom prejdite na Nástroje -> Správca dosiek, vyhľadajte Sparkfun a nainštalujte „Sparkfun AVR Boards“

Teraz sme pripravení! Začnime s vysielačom - pripojte ho k počítaču

V časti Nástroje -> Doska vyberte „Arduino Nano“(alebo ktorýkoľvek variant, ktorý ste sa rozhodli použiť). Tiež overte port COM v ponuke nástrojov.

Otvorte priložený súbor Wireless_Wheel_Tx.

V tomto kóde je možné zmeniť iba jeden riadok, a to:

int nrfChannel = 22;

Máte až 126 kanálov, ktoré môžete použiť v pásme 2,4 GHz. Malo by byť v poriadku nechať tak, ako je, ale ak zistíte, že máte problémy so spoľahlivosťou, zmeňte to na iné číslo.

Potom stačí kliknúť na tlačidlo „nahrať“a počkať, kým sa dokončí.

To isté platí pre Leonardo/Pro Micro/Beetle - Vyberte dosku, ktorú chcete - Pre Leonardo a Beetle vyberte dosku Arduino leonardo. V prípade Pro Micro vyberte to a tiež zvoľte variantu/procesor Atmega32u4 (5v, 16Mhz), otvorte súbor Wireless_Wheel_Rx, zmeňte nastavenie nrfChannel (ak ste ho zmenili na Tx) a programujte.

Akonáhle sa zariadenie reštartuje pri programovaní, váš počítač by mal zistiť zariadenie s joystickom. Ak zapnete aj vysielač, mali by ste byť schopní stlačiť tlačidlá a nechať sa zobraziť v stave zariadenia!

Super náhodná funkcia je, že na Leonardo a Pro Micro dostanete stavovú kontrolku - LED dióda USB TX sa rozsvieti, keď je pripojená k tlačidlám. To však na chrobákovi nie je.

AKTUALIZOVANÉ 13.2.2021

Tu som pridal 2 ďalšie súbory (Tx a Rx) do inštrukcie pre verziu so 4 analógovými vstupmi a maticou tlačidiel 3X8. Väčšinou nevyskúšané, môže mať meškanie. Skúste a komentujte.

Krok 4: Vylepšenia

LED diódy LED Po krátkom použití tohto riešenia som mal vo zvyku omylom nechať zapnuté koleso. Aby som tomu pomohol, pridal som na prednú stranu LED diódu, aby som videl, že koleso je zapnuté. Jedná sa o jednoduchý 3mm LED beh z 5v na arduino cez odpor. Horná časť je pieskovaná, aby trochu rozptýlila svetlo a zabránila oslneniu.

Kúpil som si niekoľko indikátorov stavu batérie od BG alebo Ali, ale keď prišli, boli oveľa väčšie, ako som očakával, ale toto je vec, ktorú chcem ešte pridať. K tomu je k dispozícii veľa možností, ale pretože batéria vydrží tak dlho, mám tendenciu sa nabíjať iba po niekoľkých hodinách používania.

Extra tlačidlá/kodéry/analógové vstupy Nad týmto ešte premýšľajte. Pre mňa to nie je také dôležité pre preteky, ktoré robím, ale pre veci ako F1 je to pravdepodobne užitočnejšie. V prípade dostatočného dopytu zvážim dve verzie alebo ich pridanie, ale môže to mať vplyv na čas odozvy na tlačidlá.