Panel přepínání DIY Flight Sim: 7 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Poté, co jsem strávil mnoho let v komunitě leteckých simulátorů a zapojil jsem se do stále komplikovanějších letadel, jsem zjistil, že toužím po schopnosti držet ruce na fyzických přepínačích místo toho, abych se snažil létat pravou rukou a přitom používat myš v nedominantním levou rukou kliknete na malé přepínače kolem kokpitu v krátkém čase. Nemám peníze ani čas na nastavení plného kokpitu, a i kdyby ano, nebudu ho stavět pro každé letadlo, které letím (je jich mnoho). Kromě toho málokdy používám mnoho spínačů v kokpitu a ještě méně je těch, ke kterým musím mít přístup v krátké době. Na HOTASu mi však došla tlačítka a přepínače. Tak co dělat?

To je okamžik, kdy můj mozek vyvolal paměť před nějakou dobou, když jsem procházel hardware letových simulátorů jen pro zábavu (moje asociální, nerdová verze nákupů z okna v obchoďáku). Viděl jsem přepínací panel Saitek, označený obecnými funkcemi leteckého stylu: vnější světla, magneto ovladače, podvozek, pitotové teplo atd. Bylo to samozřejmě mimo mé cenové rozpětí a musel bych udělat nějaké vážné přeznačení, pokud ho budu používat pro stíhací letouny, k čemuž jsem v první řadě opravdu potřeboval přepínací panel. Tato myšlenka se však zasekla a loni v létě, když jsem neměl nic lepšího na práci, jsem usoudil, že si postavím vlastní.

Zásoby:

Materiály na stavbu krabice

Volitelné ovládací prvky (použil jsem přepínače, ale mohli byste mít tlačítka, otočné knoflíky, posuvníky nebo cokoli jiného, co můžete zjistit, jak zapojit.)

Některé dobré 2polohové přepínače (Amazon)

Některé dobré 3polohové přepínače (Amazon)

Teensy Board (použil jsem 3.2, ale 3.x, 4.xa LC bude určitě fungovat; nejsem si jistý 2.x. Další informace o deskách Teensy najdete na https://www.pjrc.com /teensy/)

Nějaký elektrický vodič o rozměrech 22ish (s pevným jádrem se pracuje nejjednodušeji; ten svůj jsem našel na Amazonu zde)

Tenká elektrická pájka 60/40 (Amazon)

Stripboard (Amazon)

Povinné záhlaví pinů (je velmi snadné je najít a vaše potřeby se budou lišit podle toho, co máte a jak se rozhodnete pokračovat, takže jsem nezahrnul odkaz)

Distanční podložky na desky plošných spojů (opět je k dispozici široký výběr a potřeby každého budou trochu jiné, proto jsem nezahrnul odkaz. Vřele doporučuji pořídit si kovové, ne plastové, protože je mnohem menší pravděpodobnost, že se omylem svléknete jim.)

Krok 1: Prototyp

Můj prototyp je upřímně řečeno trochu trapný. To zahrnovalo spoustu holého, zkrouceného drátu, nějaký neuvěřitelně špinavý kód Arduino, Teensy 3.2 a výjimečně nespolehlivé elektrické připojení. Možná tam byl také karton. Navzdory mnoha chybám to poskytlo důkaz konceptu a umožnilo mi to vyzkoušet si to docela zdarma, protože už jsem měl všechny části kolem sebe. Ukázalo se, že je to dlouhodobě nesmírně cenné, protože jsem objevil a napravil mnoho problémů s prototypem a musel jsem upřesnit své cíle pro konečný produkt. Také jsem znovu použil téměř všechno (lepenka byla ztracená věc) v dalším projevu, který nyní používám. Vřele doporučuji postavit vyhrazený prototyp, abyste měli možnost vyzkoušet si to a vyřešit překvapení, než se vydáte ven a postavíte finální verzi.

Krok 2: Stanovte si seznam funkcí, které chcete/potřebujete

V ideálním případě by to mělo zahrnovat věci, ke kterým potřebujete přístup v krátkém čase, ale nemáte na ně místo na HOTAS, jako je hlavní rameno, záložní systémy řízení letu, ovládání rušiček, ovládání protiopatření atd. Doporučuji se s HOTASem dobře zorientovat před stavbou přepínacího panelu, protože vaše potřeby se mohou změnit na základě vašeho HOTAS. Během zkušebního prototypu jsem zjistil, že se mi také líbí mít přepínače přiřazené k věcem, pro které bych obvykle používal klávesnici, protože to znatelně zvýšilo ponoření. Proto jsem přidal věci jako ovládání motoru (chod/zastavení motoru, ovládání kabiny, rychlostní stupeň, klapky atd.). V jiných letadlech, jako jsou letadla 737 nebo GA, jsem je používal na věci jako ovládání autopilota, ovládání vnějších světel, nouzové systémy atd. Bylo také velmi užitečné mít je přiřazené k systémům proti námraze, jako je pitotové teplo a uhlovodíkové teplo, protože to jsou věci, které často zapínám a vypínám.

Použil jsem tabulku k uspořádání všech těchto seznamů a seřazení 2-polohových a 3-polohových přepínačů. Pravděpodobně byste mohli uniknout pouhými 2-polohovými přepínači, ale věci jako ovladače rušičky a dávkovače v F/A-18 jsou s 3-polohovým přepínačem více pohlcující a věrné a v některých případech je to docela nezbytný, jako je volič Waypoint/Markpoint/Mission v CDU A-10C. Klapky většiny letadel mají také alespoň tři polohy (příkladem jsou A-10C a F/A-18) a ty, které mají pouze 2 polohy klapky, mohou stejně dobře používat třípolohový přepínač pouze pomocí 2 ze 3 pozice. (Nákupní nápověda: Stojí za to znát technické názvy přepínačů (přepínač SPST, přepínač SPDT, otočný atd.) Vyhledávače obvykle nevědí, co máte na mysli, když požádáte o „přepínací přepínače“. Dobré místo, kde se o takových věci jsou tady.)

Posledním trikem je rozhodnutí o pořadí přepínačů. Mějte na paměti, kde bude přepínací panel; možná budete chtít umístit přepínače, ke kterým budete potřebovat rychlejší přístup, blíže k místu, kde budete mít ruku. V mém případě létám s pravou rukou na tyči a levou rukou na plynu, takže ovládací panel přejde na levou stranu mého stolu. Protože se moje klávesnice a myš nacházejí mezi páčkou a plynem, panel přejde na levou stranu plynu, takže přepínače rychlého přístupu by měly být napravo od panelu přepínačů, blízko mé ruky.

Pokud vás zajímá tabulka, kterou jsem použil, je zde v Tabulkách Google. (Instructables mi bohužel z nějakého důvodu nedovolí nahrát tabulku.)

Krok 3: Navrhněte krabici

Přepínače musí být k něčemu připevněny a něco pravděpodobně bude sedět na vašem stole. V mém případě jsem vyrobil krabici 29 cm x 12 cm a 6 cm vysokou z 1 x 4 kusů dřeva s akrylovým čelem o tloušťce 1/4 palce. Je to trochu strukturálně přehnané, ale použití větších materiálů usnadnilo jejich spojení a poskytlo větší prostor pro chyby. Při výběru materiálů mějte na paměti, že těžší je obvykle lepší, protože to znamená, že můžete silně zatlačit na spínače a váha krabice mu zabrání v pohybu. Pokud chcete použít vodivý materiál, jako je plech, teoreticky to nerozbije (nezkoušel jsem to; možná budete muset v budoucím kroku elektricky izolovat distanční podložky od zbytku desky). Jen navrhněte krabici, abyste ji mohli libovolně sestavovat a rozebírat. Možná budete muset řešit problémy!

Přepínače jsem rozmístil asi 1,4 cm od sebe, i když byste je mohli rozmístit více. Zjistil jsem, že 1,4 cm je pohodlná mezera, kde jsem se cítil natolik sebevědomý, že jsem mohl stisknout správný spínač, a ne ty na obou stranách. Vypadá to trochu přeplněné, ale není to tak, zvláště po malém tréninku. Přesto bych je nechtěl mít blíž k sobě.

Krok 4: Nakupte díly a postavte krabici

Byl to pro mě nejzábavnější a nejnáročnější krok. Rozhodl jsem se nastříkat svůj box lesklou černou na vnější straně a lesklou bílou na vnitřní straně. Zvenku jsem zvolil černou barvu, protože odpovídá černému motivu, který mám s počítačem, a bílou barvu zevnitř, protože jsem věděl, že chci rozsvítit krabici a mít uvnitř namalovanou bílou barvu znamená, že bude odrážet jakoukoli barvu, kterou jsem si vybral. rozsvítit. Lesklý byl jen proto, že vypadal hezky (a pomohl by odrážet světlo kolem vnitřku krabice). Vyplatí se vyzvednout si nějaký drát o průměru 22, protože se pohodlně vejde do otvorů ve většině prototypových desek plošných spojů. Někteří lidé upřednostňují splétaný drát, protože tím získáte trochu lepší elektrická připojení, ale já považuji za naprostou noční můru s ním pracovat, zvláště v tak malém měřítku, takže jsem použil pevný měděný drát a použil jsem hodně pájky. Také jsem použil barvy k uspořádání svých drátů, což hodně pomohlo. Černá byla uzemněna (jako obvykle) a červená byla 3,3 V a výstupy přepínačů. (Pro spínací výstupy bych použil modrou nebo zelenou nebo něco podobného, ale žádné jsem neměl a nechtěl jsem si je koupit jen pro tento projekt.)

Líbí se mi, že mohu místo pájení zapojit a odpojit svůj mikrokontrolér z projektů, abych je mohl znovu použít, a tak jsem na svůj stripboard připájel ženské kolíkové hlavičky a poté do toho zapojil svoji desku Teensy. Pásová deska byla připevněna k zadní části krabice pomocí distančních desek plošných spojů. LED diody byly nalepeny za tepla na malý obdélník ze stejného 1/4”akrylátu, který jsem použil na líc panelu, a byly připevněny k bočnicím krabice pomocí distančních desek plošných spojů. Každé elektrické připojení bylo pájeno kromě kolíkových konektorů na Teensy, které byly připevněny k stripboardu pomocí konektorů pin-female.

Vyrovnávání s distančními deskami plošných spojů: tyto věci jsou noční můrou k zašroubování pouhými prsty, takže jsem našel zásuvku dobré velikosti, abych si mohl koupit, a pak ji dotáhl prstem. (Viz obrázky.) Také by na tyto rozpěrky nemělo být velké napětí; vše, co potřebují k podpoře, je trochu elektroniky. Vůbec není třeba je tolik utahovat. Mělo by stačit jemné, ale pevné napětí. Nakonec bude mnohem snazší, když před pokusem o zašroubování vyvrtáte pilotní otvor dobré velikosti.

Nezapomeňte často testovat svá připojení, abyste se ujistili, že se pájka nepřekrývá na sousední pásek. Tip: pokud váš multimetr říká, že jsou vaše proužky připojené, ale nevidíte žádnou pájku, která by je spojovala, ZAJISTĚTE SI, ŽE VAŠE SPÍNAČE JSOU OTEVŘENÉ, NEZAVŘENÉ! Udělal jsem tuto chybu a stálo mě to velmi frustrující půl hodiny.

Trochu elektrické teorie: Přepínače nefungují skvěle jako vstupy, pokud nepoužíváte vytahovací odpor nebo rozbalovací odpor. Problém vyplývá ze skutečnosti, že když je spínač otevřený, není připojen k žádnému referenčnímu bodu pro mikrokontrolér, takže neví, zda je otevřený nebo zavřený. (Každopádně je to zjednodušená verze, kterou si vysvětluji.) Teensys (a pokud vím také Arduinos) mají vestavěné vytahovací odpory, které můžete zapnout pomocí

pinmode (pin, INPUT_PULLUP);

namísto

pinmode (pin, INPUT);

Slouží k připojení kolíku k referenčnímu bodu, když je otevřený, a k jinému referenčnímu bodu, když je zavřený (použil jsem zem, ale internet říká, že můžete také použít VIN). Také jsem použil knihovnu Bounce k odstranění mechanických nesrovnalostí v samotném přepínači. U diod LED nechám návrh obvodu na vás. Ze zkušenosti vám řeknu, že LED diody netrvají příliš dlouho, pokud jsou přeplněné, a jejich výměna je velkou bolestí, takže stojí za to, abyste se dostali do Kirchhoffova pravidla smyčky a zjistili hodnoty odporu. Pro 2 LED diody 20 mA, které jsem měl, jsem použil odpor 6 a a-bit-Ohm, abych snížil napětí z 3,3 V (na mém Teensy je pin 3,3 V) na 3,1-ish voltů, což je pěkně v 3,0 -3,2V tolerance mých LED diod.

Několik tipů pro pájení: Pokud zjistíte, že vaše pájka omylem spojila dva proužky, můžete vyzkoušet několik věcí. Zjistil jsem, že nástroj Dremel s velmi malým bitem fungoval dobře na přesné odlupování malých kousků pájky. Pokud byste však omylem vytvořili pájecí kuličku kolem dvou vodičů na různých pásech, nástroj Dremel by trval věčnost. Po nějakém experimentování jsem zjistil, že nejlepší je zahřát pájku páječkou a poté mezi dráty spustit něco úzkého jako ohnutou sponku, aby se pájka zatlačila na obě strany. To fungovalo dobře pro mě a způsobilo minimální nepořádek.

Prohlášení o pájení pro nové lidi: Pro začátečníka to není snadné pájení. Před tímto projektem jsem pájel asi rok a byl to pro mě obtížný projekt (proto to vypadá tak chaoticky). Pájení není zpočátku snadné a bude vyžadovat praxi. Nejsem dost dobrý na to, abych tě naučil pájet, takže nemohu převzít odpovědnost za tvé roztavené olovo/hořící tavidlo. Naučit se pájet a dělat to správně/bezpečně je vaše práce. To znamená, že existuje mnoho dobrých zdrojů (internet je někdy úžasná věc), takže se nenechte odradit tímto projektem, pokud ještě nevíte, jak pájet. Cvičení, vytrvalost a trpělivost jsou vše, co potřebujete. A pokud jde o pájecí ninjy, klidně se mi ukažte.;)

Pokud se obáváte, že vám dojdou piny: nebudete, pokud nepoužijete spoustu tlačítek. Softwaru dojdou tlačítkové vstupy, než desce Teensy dojdou piny, i když použijete trochu Teensy 3.2 jako já. Software jsem úplně vyčerpal pomocí všech 32 tlačítkových vstupů a na svém Teensy jsem použil jen asi 3/4 pinů.

Krok 5: Krátká tangenta k mikrokontrolérům

Výchozí mikrokontrolér hobby elektroniky je obvykle Arduino s nějakým popisem. Jsou to fantastické maličkosti; většina Arduinos se však nemůže chovat přímo jako zařízení USB-HID. Abyste mohli být prostředníkem, budete muset použít zprostředkující program (jako skript pro zpracování) a používat virtuální joystick, abyste mohli zadávat vstupy, což je bolest. Teensy desky na druhé straně mohou být normální USB-HID joystick, který se na vašem počítači zobrazuje stejně jako vaše HOTAS nebo jiné herní ovladače. Nejedná se o softwarovou záležitost; desky Teensy ve skutečnosti používají různé čipy.

V době psaní tohoto článku existuje několik Arduinos, které se mohou chovat jako zařízení USB-HID: Leonardo, Mini a Pro Mini. Pokud se rozhodnete jít touto cestou, podívejte se prosím do této knihovny Github, kde je můžete použít jako joystick namísto výchozí klávesnice/myši. (Díky willem.beel za to, že na to poukázal v komentářích.)

Dospělé desky se pohybují od asi 15 do asi 35 dolarů. Základní Arduino můžete získat už za 10 $, ale pravděpodobně strávíte mnohem více hodin, než stojí za to vytvářet a ladit skript pro zpracování, virtuální joystick a rozhraní mezi jednotlivými kroky, pokud se rozhodnete jít touto cestou. Vestavěná knihovna Joysticku v Teensy a knihovna Github Arduino Leonardo/Mini/Pro Mini však podporují pouze 32 tlačítkových vstupů, takže pokud chcete hodně přepínačů, stejně budete muset jít cestou virtuálního joysticku, protože jediným omezením jsou vaše kódovací schopnosti a trpělivost.

Krok 6: Zápis/ladění kódu

Zde je soubor Arduino s mým kódem. Pokud ho chcete použít, budete jej muset upravit tak, aby odpovídal tomu, kde jsou 2polohové a 3polohové přepínače, protože ten váš bude pravděpodobně jiný než můj. Nasávám objektově orientované programování v jazyce, na kterém jsou založeny Arduino a Teensy, takže jsem to napevno zakódoval. Není to hezké, ale funguje to. Musíte také přepnout typ USB na „Flight Sim Controls + Joystick“v části Nástroje (díky primus57 za to, že jste na to poukázali v komentářích). Neváhejte vytvářet/distribuovat odvozená díla; Jsem si dobře vědom toho, že moje kódovací schopnosti nejsou skvělé, takže jakákoli vylepšení jsou vítána.

Používám Windows 10, takže abych otestoval svůj kód, šel jsem do nabídky Start a napsal „joy.cpl“a stiskl Enter, poté dvakrát klikl na Teensy Flight Sim Controls a šel na kartu Test. (Viz snímek obrazovky.) To se zobrazí vždy, když počítač zaregistruje vstup (velmi užitečné pro ladění).

Krok 7: Vyhněte se mým chybám

Pokud bych to udělal znovu, hlavní věc, kterou bych udělal jinak, je, že bych se lépe staral o to, aby krabice seděla naplocho na stole. (V současné době není a to je velmi nepříjemné.) Další věc, která by to hodně usnadnila, je, kdybych vysledoval, kde vyvrtat pilotní otvory pro distanční podložky před spojováním/připojováním věcí místo po. Také jsem si měl uvědomit, že mohu pájet vodiče od spínačů k stripboardu kdekoli podél pásu každého kolíku a rozhodl jsem se je nepájet těsně vedle sebe. Nick Lee v komentářích navrhl použít superlepidlo, pásku nebo zipy k vyčištění kabeláže, což je skvělý nápad.:) Nakonec bych zvenčí provedl pečlivější malířskou práci, protože barva krabice je viditelnější, než jsem si myslel, a použil kratší nekosené šrouby, aby krabici držel pohromadě

Některé věci fungovaly dobře: vnitřní světla fungují jako lahůdka a jedno na obou stranách poskytuje dokonce i dostatečné osvětlení. Knihovna Bounce také odvádí vynikající práci; Nikdy nedostávám falešné vstupy, ale stále mám pocit, že moje vstupy jsou okamžité. Přepínače jsou pěkné velikosti a poskytují dostatečný odpor, aby se cítily „skutečné“, aniž by bylo obtížné je přepínat. Zdálo se, že drát o rozměru 22 je ideální velikosti, a protože je pevný, pracuje se s ním velmi snadno. Malování sprejem mělo velmi profesionální vzhled a celkově si myslím, že konečný produkt vypadá velmi pěkně.