Гоночный симулятор Arduino и кокпит: 3 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

В этом руководстве я покажу вам, как я построил симулятор гонок VR, полностью управляемый Arduino, с мощным колесом с обратной связью по усилию, переключателем на 6 скоростей и алюминиевой стойкой для педалей. Каркас будет изготовлен из ПВХ и МДФ. Моей целью в этом проекте было создать гоночный опыт, который в VR ощущается максимально реалистично. Меня не волновало, как выглядит симулятор, а только то, как он себя чувствует, когда надеты очки виртуальной реальности. Я также хотел сделать этот проект бюджетным, и все материалы, кроме очков виртуальной реальности, стоили мне менее 350 долларов в местном хозяйственном магазине и на Amazon. Обратите внимание, что его проект не завершен, так как это текущий проект, и я буду часто обновлять это руководство, но я начинаю его сейчас, так как этот проект является моим краеугольным камнем в моем классе STEM в старшей школе.

Запасы

Материалы для этого проекта можно легко найти в интернет-магазинах и магазинах бытовой техники. При этом я не буду предоставлять полный список компонентов из ПВХ или размеров из ПВХ, поскольку этот симулятор был построен с учетом определенного стиля автомобиля, а также был построен с ограничениями по размеру, чтобы поместиться в комнате, которую я выбрал для его установки. При проектировании рамы необходимо учитывать множество различных факторов, таких как стиль автомобиля (GT Car, Drift Car, Time Attack, Formula 1 и другие классы Open Cockpit…). Для своего дизайна я решил имитировать расположение и расположение драйверов Drift / Time Attack. Теперь о материалах.

Необходимые материалы:

Прибл. 40 футов 1,5-дюймового ПВХ

Прибл. 12 1,5-дюймовых колен из ПВХ под углом 90 градусов

Прибл. 25 1,5-дюймовых Т-образных фитингов из ПВХ

3/4 лист МДФ

100 упаковок винтов для листового металла # 10 длиной 1 дюйм

100 шт. Шурупов по дереву №10 длиной 1,5 дюйма

75 футов провода с твердым сердечником 20 AWG

Ардуино Леонардо (1)

Потенциометр 10 кОм (3)

Поворотный энкодер AMT103 (1)

Контроллер двигателя BTS7960 43a (1)

Блок питания 12v 30a (1)

Стандартные концевые выключатели (7)

Двигатель VEX Robotics 2,5 дюйма CIM

Коробка передач CIMple Gearbox от VEX Robotics 4.61: 1

Концентратор с ключом 1/2 дюйма от andymark.com (продукт № am-0077a) (1)

3D-принтер и нить (ABS и TPU)

разъемы xt60 и xt90

Термоусадочные трубки

Рулевое колесо с монтажной схемой 6x70 мм

Дополнительное быстросъемное рулевое колесо

Ковшеобразное сиденье и ползунки

Дополнительные ремни безопасности 4pt

Шаг 1: Строительство каркаса

Размеры оправы очень подвижны и зависят от нескольких факторов. Следует учитывать такие факторы, как сиденье, которое вы выбираете для создания основной рамы, размер пользователя для определения расстояния до педали, место, куда будет помещен симулятор, так как после сборки его будет нелегко передвинуть, и конечно автомобиль стиль и чувство то, что ты ищешь. После того, как вы проработаете все эти детали, процесс строительства в разных симуляторах будет очень похож. Начните с создания прямоугольника, в котором будет сиденье. Обратите внимание, что рулевое колесо установлено в передней части прямоугольника сиденья, а также убедитесь, что сиденье достаточно места для скольжения во всем диапазоне его движения, чтобы обеспечить возможность регулировки. Затем вырежьте из МДФ 3/4 дюйма прямоугольник шириной с прямоугольник сиденья из ПВХ и длиной с монтажные отверстия для ползунков сиденья. Оттуда вы можете прикрутить сиденье и начать измерять, какой высоты должно быть рулевое колесо, а также какой длины должна быть рама педали. Использование треугольной конструкции для соединения конца стойки для педалей с верхней частью крепления рулевого колеса значительно повышает жесткость рамы. Если вы решите установить ремни безопасности, вы можете просто прикрутить концы ремня к направляющим сиденья через их отверстия для болтов. Хотя в реальной машине это было бы небезопасно, для симулятора такой жесткости более чем достаточно. Фотографии выше могут помочь вам понять конструкцию рамы и спланировать ее. Я не стал вдаваться в конструкцию с какими-либо жесткими размерами, поскольку все начинает меняться, когда вы садитесь на сиденье и пытаетесь сделать его удобным и удобным. После сборки рамы убедитесь, что все соединения надежно закреплены, проверяя каждую деталь резиновым молотком. Затем вы можете просверлить пилотные отверстия в каждом стыке ПВХ и установить винт № 10 для листового металла, чтобы скрепить ПВХ. Для большинства соединений достаточно одного винта, хотя на вертикальном креплении рулевого колеса может потребоваться установка большего количества. Как только ваша рама будет собрана, вы можете приступить к установке электроники.

Шаг 2: Электроника

Установить энкодер очень просто, так как отверстие энкодера составляет 1/2 дюйма и идеально подходит для вала коробки передач. Кодировщик с интерфейсом с Arduino Leonardo, чтобы сообщить компьютеру, куда направлено рулевое колесо. Затем следуйте схеме подключения, чтобы выполнить все необходимые подключения. Вы можете либо напрямую припаять к Arduino, либо использовать штыревые разъемы. Я решил спаять, чтобы случайно не разорвать соединения. Затем вам нужно выбрать корпус для вашего блока питания, контроллера мотора и Arduino. Я решил использовать баллончик с патронами, так как он дешев, легко доступен и очень прочен. Я просверлил отверстия сбоку и установил резиновые втулки, чтобы защитить кабели от острых краев. Затем я отключил все соединения от Arduino и вытащил втулку с помощью плетеной нейлоновой кабельной муфты. Я также установил разъемы xt60 и xt90 примерно на 6 дюймов после втулки, чтобы упростить замену и будущие обновления. После того, как вся проводка будет выполнена, вы можете установить двигатель с обратной связью по усилию на крепление рулевого колеса. Чтобы прикрепить рулевое колесо к ступице двигателя, вам понадобится 3D-печать адаптера. Файл Solidworks для адаптера связан. Переключатель не был моей разработкой, после нескольких неудачных попыток я решил использовать популярный дизайн на Thingiverse. Его можно найти с помощью быстрого поиска, и в нем есть вся документация, необходимая для сборки, поэтому я не буду вдаваться в подробности здесь. Для установки переключателя вам потребуются файлы для крепления и ремня переключения. Крепление должно быть напечатано из АБС-пластика, а ремешок - из гибкого ТПУ. Это крепление позволяет быстро отрегулировать рычаг переключения передач и даже поменять местами для автомобилей с левым и правым рулем. На данный момент я закончил до этого момента. Следующие шаги - сборка педальной стойки и коробки. Это произойдет в ближайшее время, и инструкции будут обновлены, чтобы отразить мой прогресс. На YouTube есть отличные примеры самодельных педалей для симуляторов, которые можно легко адаптировать для работы с этим проектом, но я решил собрать педальный узел полностью из алюминия, чтобы повысить реалистичность.

Шаг 3. Дальнейшие действия

После завершения сборки педали можно доработать проводку, и тогда тренажер готов к использованию. Помните, что этот симулятор не предназначен для использования с монитором, поэтому здесь нет приспособлений для установки каких-либо экранов. Я выбрал этот путь, потому что хороший набор очков виртуальной реальности намного дешевле, чем традиционная установка с тремя мониторами, и я считаю, что реалистичность возможности осматривать салон автомобиля в таких играх, как Assetto Corsa или Project Cars 2, приносит Совершенно новое измерение в симуляторе.