Панель переключения симулятора полета своими руками: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

Проведя много лет в сообществе авиасимуляторов и участвуя во все более сложных самолетах, я обнаружил, что стремлюсь к способности держать руки на физических переключателях вместо того, чтобы пытаться летать правой рукой, используя мышь в своем недоминантном. левой рукой, чтобы быстро щелкнуть переключателями вокруг кабины. У меня нет ни денег, ни времени на установку полной кабины, и даже если бы я это сделал, я не собираюсь строить по одному для каждого самолета, на котором летаю (их много). Кроме того, я почти никогда не пользуюсь многими переключателями в кабине, и еще меньше тех, к которым мне нужно обращаться в короткие сроки. Однако у меня закончились кнопки и переключатели на моем HOTAS. Так что делать?

Это когда мой мозг вызвал воспоминания о том, что некоторое время назад я просматривал аппаратные средства симулятора полета просто для удовольствия (моя антисоциальная, занудная версия витрин в торговом центре). Я видел панель переключателей Saitek, на которой указаны функции в стиле авиации общего назначения: внешнее освещение, элементы управления магнето, шасси, тепловая нагрузка и т. Д. Это, конечно, было вне моего ценового диапазона, и мне пришлось бы сделать несколько серьезных перемаркировку, если я собирался использовать его для истребителей, для чего мне в первую очередь действительно была нужна панель переключателей. Однако идея прижилась, и прошлым летом, когда мне нечего было делать, я решил построить свою собственную.

Запасы:

Материалы для сборки коробки

Органы управления по выбору (я использовал переключатели, но у вас могут быть кнопки, поворотные ручки, ползунки или что-то еще, что вы можете придумать, как подключить).

Несколько хороших 2-х позиционных переключателей (Amazon)

Несколько хороших 3-х позиционных переключателей (Amazon)

Доска Teensy (я использовал 3.2, но 3.x, 4.x и LC наверняка будут работать; я не уверен насчет 2.x. Для получения дополнительной информации о досках Teensy см. Https://www.pjrc.com / teensy /)

Какой-то электрический провод 22-го калибра (проще всего работать с твердым сердечником; я нашел свой на Amazon здесь)

Электрический припой 60/40 тонкий (Amazon)

Стрипборд (Amazon)

Обязательные заголовки контактов (их очень легко найти, и ваши потребности будут зависеть от того, что у вас есть, и от того, как вы решите действовать, поэтому я не включил ссылку)

Прокладки для печатных плат (опять же, доступен широкий выбор, и потребности у всех будут немного разными, поэтому я не включил ссылку. Я настоятельно рекомендую приобретать металлические, а не пластиковые, так как у вас гораздо меньше шансов случайно снять их.)

Шаг 1: прототип

Откровенно говоря, мой прототип немного смущает. Он включал в себя множество оголенных скрученных проводов, невероятно запутанный код Arduino, Teensy 3.2 и исключительно ненадежные электрические соединения. Возможно, это был и картон. Несмотря на свои многочисленные недостатки, он предоставил доказательство концепции и позволил мне опробовать его практически бесплатно, так как у меня уже были все части. В конечном итоге это оказалось чрезвычайно ценным, потому что я обнаружил и исправил множество проблем с прототипом и должен уточнить свои цели в отношении конечного продукта. Я также повторно использовал почти все (картон был безнадежным) в следующем проявлении этого, что я и использую сейчас. Я настоятельно рекомендую создать специальный прототип, чтобы дать себе возможность опробовать его и разобраться с сюрпризами, прежде чем выложиться изо всех сил и создать финальную версию.

Шаг 2. Определите список функций, которые вам нужны / нужны

В идеале это должно включать в себя вещи, к которым вам необходимо получить доступ в короткие сроки, но не иметь места на вашем HOTAS, например, главный рычаг, резервные системы управления полетом, средства управления глушителями, средства противодействия и т. Д. Я рекомендую освоиться с HOTAS перед сборкой панели переключателей, так как ваши потребности могут измениться в зависимости от вашего HOTAS. Во время испытаний прототипа я обнаружил, что мне также нравятся переключатели, назначенные тем вещам, для которых я обычно использую клавиатуру, поскольку это заметно увеличивало погружение. Поэтому я добавил такие вещи, как элементы управления двигателем (работа / остановка двигателя, элементы управления кабиной, редуктором, закрылками и т. Д.). В других самолетах, таких как 737 или GA, я использовал их для таких вещей, как управление автопилотом, управление внешним освещением, аварийные системы и т.д. это то, что я часто включаю и выключаю.

Я использовал электронную таблицу, чтобы организовать все эти списки и выровнять двухпозиционные и трехпозиционные переключатели. Вы, вероятно, могли бы обойтись только с 2-позиционными переключателями, но такие вещи, как элементы управления глушителем и диспенсером в F / A-18, более захватывающие и точные с 3-позиционным переключателем, а в некоторых случаях это довольно необходимо, например, переключатель Waypoint / Markpoint / Mission в CDU A-10C. Закрылки большинства самолетов также имеют как минимум три положения (примеры A-10C и F / A-18), а те, у которых есть только 2 положения закрылков, могут использовать 3-позиционный переключатель, используя только 2 из 3 позиции. (Подсказка для покупок: стоит знать технические названия переключателей (переключатель SPST, переключатель SPDT, поворотный и т. Д.) Поисковые системы обычно не понимают, что вы имеете в виду, когда просите «переключатели». Хорошее место, чтобы узнать о таких вещи здесь.)

Последняя уловка здесь - это выбор порядка переключателей. Не забывайте, где будет панель переключателей; Вы можете разместить переключатели, к которым вам нужно будет быстрее обращаться, ближе к тому месту, где будет ваша рука. В моем случае я летаю, держа правую руку на джойстике, а левой - на дроссельной заслонке, так что панель переключателей будет находиться с левой стороны моего стола. Поскольку моя клавиатура и мышь находятся между моей ручкой и дроссельной заслонкой, панель будет находиться слева от моей дроссельной заслонки, поэтому переключатели быстрого доступа должны быть справа от панели переключателей, рядом с моей рукой.

Если вас интересует таблица, которую я использовал, она находится здесь в Google Таблицах. (К сожалению, Instructables по какой-то причине не позволяет мне загрузить электронную таблицу.)

Шаг 3. Создайте коробку

Переключатели должны быть к чему-то прикреплены, и что-то, вероятно, будет сидеть на вашем столе. В моем случае я сделал коробку 29 см на 12 см и высотой 6 см из кусков дерева 1x4 с акриловой передней панелью толщиной 1/4 дюйма. Это немного структурно излишне, но использование более крупных материалов упростило их соединение и дало больше места для ошибок. При выборе материалов имейте в виду, что чем тяжелее, тем лучше, потому что это означает, что вы можете сильно нажимать на переключатели, а вес коробки не позволит ей двигаться. Если вы хотите использовать проводящий материал, например листовой металл, он теоретически не сломает ничего (я не пробовал; вам, возможно, придется электрически изолировать прокладки печатной платы от остальной части монтажной платы в будущем). Просто сконструируйте коробку так, чтобы ее можно было собирать и разбирать по своему желанию. Возможно, вам придется устранить неполадки!

Я расположил переключатели примерно на 1,4 см друг от друга, хотя вы могли бы разнести их и больше. Я обнаружил, что 1,4 см - это удобный зазор, где я могу чувствовать себя достаточно уверенно, чтобы нажать на правильный переключатель, а не на те, которые находятся с обеих сторон. Выглядит немного тесно, но не кажется таким, особенно после небольшой практики. Но я бы не хотел, чтобы они были ближе друг к другу.

Шаг 4: купите детали и соберите коробку

Для меня это был самый веселый и трудный шаг. Я решил покрасить коробку распылением в глянцевый черный цвет снаружи и глянцевый белый внутри. Я выбрал черный снаружи, потому что он соответствует черной теме, которую я использую с моими компьютерами, и белый для внутренней, потому что я знал, что хочу зажечь коробку, а внутренняя окраска в белый цвет означала, что она будет отражать любой цвет, который я выбрал. чтобы зажечь его. Глянцевый был просто потому, что выглядел красиво (и помогал отражать свет внутри коробки). Стоит подобрать провод 22 калибра, так как он удобно входит в отверстия в большинстве прототипов печатных плат. Некоторые люди предпочитают плетеный провод, потому что таким образом вы получаете немного лучшее электрическое соединение, но я считаю, что работать с ним - настоящий кошмар, особенно в таком маленьком масштабе, поэтому я использовал сплошной медный провод и просто использовал много припоя. Я также использовал цвета для организации проводов, что мне очень помогло. Черный был заземлен (как обычно), а красный - 3,3 В и выходы переключателей. (Я бы использовал синий или зеленый или что-то еще для выходов переключателя, но у меня их не было, и я не хотел покупать только для этого проекта.)

Мне нравится иметь возможность подключать и отключать мой микроконтроллер от проектов вместо пайки, чтобы я мог использовать их снова, поэтому я припаял штекерные разъемы к моему стрипборду, а затем подключил к нему свою плату Teensy. Планшет был прикреплен к задней части коробки с помощью прокладок для печатной платы. Светодиоды были приклеены к небольшому прямоугольнику из того же акрила 1/4 дюйма, который я использовал на лицевой стороне панели, и были прикреплены к бокам коробки с помощью прокладок для печатных плат. Все электрические соединения были припаяны, за исключением разъемов контактов на Teensy, которые были прикреплены к плате с помощью разъемов типа «мама-папа».

Работа с прокладками для печатных плат: эти штуки просто кошмарно вкручивать пальцами, поэтому я нашел гнездо хорошего размера, чтобы купить его, а затем затянул его пальцами. (См. Изображения.) Кроме того, эти распорки не должны подвергаться большой нагрузке; все, что им нужно для поддержки, - это немного электроники. Нет нужды в этом сильно затягивать. Подойдет легкое, но твердое напряжение. Наконец, будет намного проще, если вы просверлите пилотное отверстие хорошего размера, прежде чем пытаться его вкрутить.

Обязательно часто проверяйте соединения, чтобы убедиться, что припой не накладывается на соседнюю полоску. Подсказка: если ваш мультиметр говорит, что ваши полоски подключены, но вы не видите никакого припоя, соединяющего их, УБЕДИТЕСЬ, ЧТО ВАШИ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ОТКРЫТЫ, а НЕ ЗАКРЫТЫ! Я совершил эту ошибку, и это стоило мне очень неприятных получаса.

Небольшая электрическая теория: переключатели не работают в качестве входов, если вы не используете подтягивающий резистор или подтягивающий резистор. Проблема возникает из-за того, что когда переключатель разомкнут, он не подключен к какой-либо контрольной точке для микроконтроллера, поэтому он не знает, открыт он или закрыт. (Во всяком случае, это упрощенная версия, которую мне удобно объяснять.) Teensys (и, насколько мне известно, Arduinos тоже) имеют встроенные подтягивающие резисторы, которые можно включить с помощью

pinmode (вывод, INPUT_PULLUP);

вместо того

pinmode (вывод, ВХОД);

Это служит для подключения штифта к контрольной точке, когда она разомкнута, и к другой контрольной точке, когда она замкнута (я использовал заземление, но в Интернете говорится, что вы также можете использовать VIN). Я также использовал библиотеку Bounce, чтобы устранить любые механические несоответствия в самом переключателе. Что касается светодиодов, я оставлю схему на ваше усмотрение. Я скажу вам по опыту, что светодиоды не работают очень долго, если они перенапряжены, и их замена является серьезной проблемой, поэтому стоит потратить время на то, чтобы нарушить правило петли Кирхгофа и выяснить значения сопротивления. Для двух светодиодов по 20 мА, которые у меня были, я использовал резистор на 6 с битом, чтобы понизить напряжение с 3,3 В (на моем Teensy есть вывод 3,3 В) до 3,1 В, что хорошо в пределах 3,0 В. -3,2В допуск моих светодиодов.

Некоторые паяльные наконечники: если вы обнаружите, что припой случайно соединил две полоски, вы можете попробовать несколько вещей. Я обнаружил, что инструмент Dremel с очень маленькой насадкой хорошо подходит для точного отслаивания мелких кусочков припоя. Однако, если вы случайно образовали каплю припоя вокруг двух проводов на разных полосках, инструмент Dremel потребовал бы вечности. После некоторых экспериментов я обнаружил, что лучше всего нагреть припой с помощью паяльника, а затем пропустить что-то узкое, например, изогнутую скрепку, между проводами, чтобы подтолкнуть припой к любой стороне. Это сработало для меня и произвело минимальный беспорядок.

Заявление об отказе от ответственности для новичков: это непростой проект по пайке для новичка. Перед этим проектом я занимался пайкой около года, и это был трудный для меня проект (поэтому он выглядит таким грязным). Паять сначала непросто и потребует практики. Я недостаточно хорош, чтобы научить вас паять, поэтому я не могу взять на себя ответственность за ваш расплавленный свинец / горящий флюс. Научиться паять и делать это правильно / безопасно - ваша работа. Тем не менее, есть много хороших ресурсов (Интернет иногда - замечательная вещь), поэтому не расстраивайтесь от этого проекта, если вы еще не знаете, как паять. Практика, настойчивость и терпение - все, что вам нужно. А что касается ниндзя-припоя, не стесняйтесь показывать меня.;)

Если вы беспокоитесь о том, что у вас кончатся булавки: вы не сделаете этого, если не используете много кнопок. В программном обеспечении закончатся кнопки ввода до того, как на плате Teensy закончатся контакты, даже если вы используете небольшой Teensy 3.2, как я. Я полностью исчерпал все возможности программного обеспечения, используя все 32 кнопочные входы, и использовал только около 3/4 контактов на моем Teensy.

Шаг 5: краткое описание микроконтроллеров

По умолчанию микроконтроллер для хобби-электроники - это обычно Arduino с некоторым описанием. Это фантастические мелочи; однако большинство Arduinos не может вести себя напрямую как USB-HID-устройство. Вам нужно будет использовать программу-посредник (например, сценарий обработки), чтобы быть посредником, и использовать виртуальный джойстик для ввода данных, что является проблемой. С другой стороны, Teensy Board может быть обычным USB-HID-джойстиком, который отображается на вашем компьютере так же, как HOTAS или другие игровые контроллеры. Это не программное обеспечение; платы Teensy на самом деле используют разные чипы.

На момент написания этой статьи было несколько Arduinos, которые могут вести себя как устройства USB-HID: Leonardo, Mini и Pro Mini. Если вы решите пойти по этому пути, ознакомьтесь с этой библиотекой Github, чтобы использовать их в качестве джойстика вместо клавиатуры / мыши по умолчанию. (Спасибо willem.beel за указание на это в комментариях.)

Доска для подростков варьируется от 15 до 35 долларов. Вы можете получить базовый Arduino всего за 10 долларов, но вы, вероятно, потратите гораздо больше часов, чем того стоит создание и отладка сценария обработки, виртуального джойстика и интерфейсов между каждым шагом, если вы решите пойти по этому пути. Однако встроенная библиотека джойстиков Teensy и библиотека Github Arduino Leonardo / Mini / Pro Mini поддерживают только 32 кнопки ввода, поэтому, если вам нужно много переключателей, вам все равно придется пойти по маршруту виртуального джойстика, так как единственное ограничение - это ваши навыки программирования и терпение.

Шаг 6: напишите / отладьте код

Вот файл Arduino с моим кодом. Если вы хотите использовать его, вам придется изменить его, чтобы он соответствовал 2-позиционным и 3-позиционным переключателям, поскольку ваш, вероятно, будет отличаться от моего. Я плохо разбираюсь в объектно-ориентированном программировании на языке, на котором основаны Arduino и Teensy, поэтому я просто написал его жестко. Это некрасиво, но работает. Вы также должны переключить тип USB на «Flight Sim Controls + Joystick» в разделе «Инструменты» (спасибо primus57 за указание на это в комментариях). Не стесняйтесь создавать / распространять производные работы; Я прекрасно понимаю, что мои навыки программирования невелики, поэтому любые улучшения приветствуются.

Я использую Windows 10, поэтому, чтобы проверить свой код, я вошел в меню «Пуск», набрал «joy.cpl» и нажал Enter, затем дважды щелкнул Teensy Flight Sim Controls и перешел на вкладку «Тест». (См. Снимок экрана.) Это будет отображаться всякий раз, когда компьютер регистрирует ввод (очень полезно для отладки).

Шаг 7. Избегайте моих ошибок

Если бы я сделал это снова, главное, что я сделал бы по-другому, - я бы лучше позаботился о том, чтобы коробка лежала на столе ровно. (В настоящее время этого нет, и это очень раздражает.) Следующее, что могло бы сделать это намного проще, - это если бы я просверлил, где просверлить пилотные отверстия для прокладок печатной платы, прежде чем паять / прикреплять вещи, а не после. Кроме того, я должен был понять, что я могу припаять провода от переключателей к монтажной плате в любом месте вдоль каждой контактной полоски, и решил не паять их рядом друг с другом. Ник Ли предложил в комментариях использовать суперклей, ленту или стяжки для очистки проводки, что является отличной идеей.:) Наконец, я бы более тщательно покрасил снаружи, так как краска на коробке более заметна, чем я думал, и использовал более короткие винты без скошенной кромки, чтобы скрепить коробку.

Некоторые вещи сработали хорошо: внутреннее освещение работает неплохо, а наличие одного с обеих сторон дает даже достаточное освещение. Кроме того, библиотека Bounce отлично справляется со своей задачей; Я никогда не получаю ложных входных данных, но все же чувствую, что мои входные данные происходят мгновенно. Переключатели имеют хороший размер и обеспечивают достаточное сопротивление, чтобы чувствовать себя «настоящими», без затруднений при переключении. Проволока 22-го калибра казалась идеального размера, и, будучи сплошной сердцевиной, с ней было очень легко работать. Окрашивание распылением произвело очень профессиональный вид, и в целом я думаю, что конечный продукт выглядит очень красиво.