Panel Suis Sim Penerbangan DIY: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:06

Setelah menghabiskan masa bertahun-tahun di komuniti sim penerbangan dan terlibat dalam pesawat yang lebih rumit, saya mendapati diri saya merindui kemampuan untuk terus menggunakan suis fizikal dan bukannya cuba terbang dengan tangan kanan saya sambil menggunakan tetikus di tempat yang tidak dominan tangan kiri untuk mengklik suis kecil di sekitar kokpit dalam masa yang singkat. Saya tidak mempunyai wang atau masa untuk persediaan kokpit penuh, dan walaupun saya melakukannya, saya tidak akan membina satu untuk setiap pesawat yang saya terbang (ada banyak). Selain itu, saya tidak pernah menggunakan banyak suis di kokpit, dan lebih sedikit lagi yang harus saya akses dengan segera. Walau bagaimanapun, saya kehabisan butang dan menghidupkan HOTAS saya. Jadi apa yang perlu dibuat?

Ini adalah ketika otak saya mendapat ingatan sejak beberapa ketika yang lalu ketika saya melayari perkakasan sim penerbangan hanya untuk bersenang-senang (antisosial, versi kutu buku saya yang membeli-belah di pusat membeli-belah). Saya pernah melihat panel suis Saitek, dilabel dengan fungsi gaya penerbangan umum: lampu luaran, kawalan magneto, gear pendaratan, kepanasan pitot, dan lain-lain. Sudah tentu, ini berada di luar julat harga saya, dan saya harus melakukan beberapa perkara yang serius pelabelan semula jika saya akan menggunakannya untuk pesawat tempur, yang memang saya perlukan untuk menukar panel pertama. Namun, idea itu tersekat, dan musim panas lalu, tanpa ada yang lebih baik, saya fikir saya akan membina sendiri.

Bekalan:

Bahan untuk membina kotak

Kawalan pilihan (saya menggunakan suis, tetapi anda mungkin mempunyai butang, tombol putar, slider, atau apa sahaja yang anda dapat mengetahui cara memasang kabel.)

Beberapa suis kedudukan 2 yang baik (Amazon)

Beberapa suis kedudukan 3 yang baik (Amazon)

Teensy Board (Saya menggunakan 3.2, tetapi 3.x, 4.x, dan LC akan berfungsi dengan pasti; Saya tidak pasti mengenai 2.x. Untuk maklumat lebih lanjut mengenai Teensy board lihat https://www.pjrc.com / remaja /)

Sebilangan wayar elektrik tolok 22ish (inti pepejal paling mudah digunakan; saya menjumpai tambang di Amazon di sini)

Pateri elektrik nipis 60/40 (Amazon)

Papan Lebar (Amazon)

Pin Header yang Diperlukan (mereka sangat mudah dicari dan keperluan anda akan berbeza-beza berdasarkan apa yang anda miliki dan bagaimana anda memilih untuk meneruskan, jadi saya belum memasukkan pautan)

PCB Spacers (sekali lagi, terdapat banyak pilihan dan keperluan semua orang akan sedikit berbeza, jadi saya tidak memasukkan pautan. Saya sangat mengesyorkan untuk mendapatkan logam, bukan plastik, kerana kemungkinan besar anda akan menanggalkan secara tidak sengaja mereka.)

Langkah 1: Prototaip

Prototaip saya agak memalukan. Ini melibatkan banyak wayar telanjang, berpintal, beberapa kod Arduino yang sangat tidak kemas, Teensy 3.2, dan sambungan elektrik yang sangat tidak boleh dipercayai. Mungkin ada juga kadbod. Walaupun terdapat banyak kekurangan, ia memberikan bukti konsep, dan membolehkan saya mencubanya secara percuma kerana saya sudah mempunyai semua bahagian. Ini terbukti sangat berharga dalam jangka masa panjang kerana saya menemui dan membetulkan banyak masalah dengan prototaip dan harus memperbaiki tujuan saya untuk produk akhir. Saya juga menggunakan hampir semua perkara (kadbod adalah penyebab hilang) dalam manifestasi seterusnya, itulah yang saya gunakan sekarang. Saya sangat mengesyorkan membina prototaip khusus untuk memberi peluang kepada diri sendiri untuk mencubanya dan menyelesaikan kejutan sebelum keluar dan membina versi terakhir.

Langkah 2: Tentukan Senarai Fungsi yang Anda Mahukan / Perlu

Sebaik-baiknya, ini mesti merangkumi perkara-perkara yang perlu anda akses dengan segera tetapi tidak mempunyai ruang untuk HOTAS anda, seperti master arm, sistem kawalan penerbangan sandaran, kawalan jammer, kawalan penanggulangan, dan lain-lain. Saya cadangkan anda merasa selesa dengan HOTAS sebelum membina panel suis, kerana keperluan anda mungkin berubah berdasarkan HOTAS anda. Semasa percubaan prototaip saya, saya mendapati saya juga suka menukar suis pada perkara yang biasanya saya gunakan untuk papan kekunci, kerana ia meningkatkan perendaman dengan ketara. Oleh itu, saya menambah perkara seperti kawalan enjin (mesin berjalan / berhenti, kawalan kanopi, gear, penutup, dll.). Di pesawat lain, seperti pesawat 737 atau GA, saya menggunakannya untuk perkara seperti kawalan autopilot, kawalan lampu luaran, sistem kecemasan, dan lain-lain. Ia juga sangat berguna jika mereka ditugaskan untuk sistem anti-ais seperti panas pitot dan panas karbohidrat sejak itu adalah perkara yang sering saya hidupkan dan matikan.

Saya menggunakan hamparan untuk menyusun semua senarai tersebut, dan untuk menyusun suis kedudukan 2 dan 3 kedudukan. Anda mungkin boleh melepaskan hanya dengan suis 2 kedudukan, tetapi perkara seperti kawalan jammer dan dispenser di F / A-18 lebih mendalam dan benar-benar bentuk dengan suis 3 kedudukan, dan dalam beberapa kes, cukup perlu, seperti pemilih Waypoint / Markpoint / Mission dalam CDU A-10C. Sebilangan besar penutup pesawat juga mempunyai sekurang-kurangnya tiga posisi (A-10C dan F / A-18 adalah contoh), dan yang hanya mempunyai 2 posisi tutup boleh menggunakan suis 3-posisi juga dengan hanya menggunakan 2 dari 3 kedudukan. (Petunjuk membeli-belah: Perlu diketahui nama teknikal suis (beralih SPST, togol SPDT, putar, dll.) Mesin carian biasanya tidak tahu maksud anda apabila anda meminta "suis togol." Tempat yang baik untuk mengetahui perkara ada di sini.)

Trik terakhir di sini adalah memutuskan pesanan untuk pertukaran. Perlu diingat di mana panel suis berada; anda mungkin mahu menukar suis yang anda perlukan untuk mengakses lebih cepat lebih dekat ke tempat tangan anda berada. Dalam kes saya, saya terbang dengan tangan kanan saya di tongkat dan tangan kiri saya di pendikit, jadi panel suis akan berada di sebelah kiri meja saya. Oleh kerana papan kekunci dan tetikus saya berada di antara tongkat dan pendikit saya, panel akan berada di sebelah kiri pendikit saya, jadi suis akses pantas harus berada di sebelah kanan panel suis, dekat dengan tangan saya.

Sekiranya anda berminat dengan hamparan yang saya gunakan, terdapat di Helaian Google di sini. (Malangnya, Instructables tidak akan membiarkan saya memuat naik spreadsheet kerana sebab tertentu.)

Langkah 3: Reka Kotak

Suis mesti dipasang pada sesuatu, dan sesuatu itu mungkin akan diletakkan di atas meja anda. Dalam kes saya, saya membuat kotak 29 cm 12 cm dan tinggi 6 cm dari 1x4 kepingan kayu, dengan bahagian depan akrilik tebal 1/4 . Ini secara berlebihan secara struktural, tetapi menggunakan bahan yang lebih besar menjadikannya lebih mudah untuk mengikatnya bersama dan membiarkan lebih banyak ruang untuk kesilapan. Semasa memilih bahan, ingatlah lebih berat biasanya lebih baik kerana ini bermaksud anda boleh menekan suis dengan kuat dan berat kotak akan menjauhkannya dari bergerak. Sekiranya anda ingin menggunakan bahan konduktif, seperti logam lembaran, secara teorinya ia tidak akan merosakkan barang (saya belum mencubanya; anda mungkin perlu mengasingkan elektrik spacer PCB dari selebaran lain pada langkah masa depan). Reka sahaja kotak supaya anda dapat memasang dan membongkarnya sesuka hati. Anda mungkin perlu menyelesaikan masalah!

Saya jarakkan suis saya kira-kira 1.4 cm, walaupun anda boleh memberi ruang lebih banyak. Saya mendapati jarak 1.4 cm adalah jurang yang selesa di mana saya dapat merasa cukup yakin bahawa saya boleh menekan suis yang betul dan bukan yang berada di kedua-dua belah pihak. Ia kelihatan sedikit sesak, tetapi rasanya tidak begitu, terutama setelah melakukan sedikit latihan. Saya tidak mahu mereka lebih rapat,

Langkah 4: Beli Bahagian dan Bina Kotak

Ini adalah langkah paling menggembirakan dan paling sukar bagi saya. Saya memilih untuk menyemburkan cat kotak saya dengan hitam berkilat di bahagian luar dan putih berkilat di bahagian dalam. Saya memilih warna hitam untuk bahagian luar kerana ia sesuai dengan tema hitam yang saya jalankan dengan barang komputer saya, dan putih untuk bahagian dalam kerana saya tahu saya mahu menyalakan kotak dan mempunyai bahagian dalam yang dicat putih bermaksud ia akan mencerminkan warna apa pun yang saya pilih untuk menyalakannya. Mengkilap hanya kerana kelihatan bagus (dan akan membantu memantulkan cahaya di bahagian dalam kotak). Perlu mengambil kira-kira 22 wayar tolok, kerana ia sesuai dengan lubang di kebanyakan prototaip PCB. Sebilangan orang lebih suka wayar jalinan kerana anda mendapat sambungan elektrik yang sedikit lebih baik dengan cara itu, tetapi saya rasa ia adalah mimpi ngeri mutlak untuk bekerja, terutamanya pada skala kecil, jadi saya menggunakan wayar tembaga padat dan hanya menggunakan banyak pateri. Saya juga menggunakan warna untuk mengatur wayar saya, yang banyak membantu. Hitam tanah (seperti biasa) dan merah 3.3V dan output suis. (Saya akan menggunakan biru atau hijau atau sesuatu untuk output suis, tetapi saya tidak mempunyai apa-apa dan tidak mahu membeli beberapa hanya untuk projek ini.)

Saya suka dapat memasang dan mencabut mikrokontroler saya dari projek dan bukannya menyolder sehingga saya dapat menggunakannya lagi, jadi saya menyisipkan header pin wanita ke papan jalur saya, kemudian memasang papan Teensy saya ke dalamnya. Papan pelekat dipasang di bahagian belakang kotak dengan spacer PCB. LED dilekatkan panas ke segi empat kecil dengan akrilik 1/4 yang sama yang saya gunakan pada permukaan panel dan dipasang pada sisi kotak dengan spacer PCB. Setiap sambungan elektrik disolder kecuali header pin pada Teensy yang dilekatkan pada papan jalur dengan header pin wanita-lelaki.

Berurusan dengan spacer PCB: perkara-perkara itu adalah mimpi buruk untuk disekat hanya dengan jari, jadi saya menjumpai soket bersaiz baik untuk mendapatkan pembelian, kemudian mengetatkan jari. (Lihat gambar.) Juga, jangan terlalu banyak tekanan pada spacer ini; semua yang mereka perlukan adalah sedikit elektronik. Tidak perlu mengetatkan ini sama sekali. Ketegangan yang lembut tetapi tegas harus dilakukan. Akhirnya, akan menjadi lebih mudah jika anda menggerudi lubang juruterbang bersaiz baik sebelum mencubanya.

Pastikan untuk menguji sambungan anda dengan kerap untuk memastikan solder tidak bertindih pada jalur sebelah. Petunjuk: jika multimeter anda mengatakan bahawa jalur anda disambungkan, tetapi anda tidak dapat melihat solder yang menghubungkannya, PASTIKAN PEMAKAIAN ANDA DIBUKA, TIDAK DITUTUP! Saya melakukan kesilapan ini dan saya memerlukan setengah jam yang sangat mengecewakan.

Teori elektrik sedikit: Suis tidak berfungsi hebat sebagai input melainkan anda menggunakan perintang penarik atau perintang pulldown. Masalahnya timbul dari kenyataan bahawa apabila suis terbuka, ia tidak disambungkan ke titik rujukan untuk mikrokontroler, jadi ia tidak tahu sama ada ia terbuka atau ditutup. (Itulah versi yang dipermudahkan, saya merasa selesa untuk menjelaskannya.) Teensys (dan Arduinos juga, sejauh yang saya tahu) mempunyai perintang penarik yang boleh anda hidupkan dengan menggunakan

pinmode (pin, INPUT_PULLUP);

bukannya

pinmode (pin, INPUT);

Ini berfungsi untuk menghubungkan pin ke titik rujukan ketika dibuka, dan titik rujukan yang berbeza ketika ditutup (saya menggunakan tanah, tetapi internet mengatakan anda juga boleh menggunakan VIN). Saya juga menggunakan perpustakaan Bounce untuk menghilangkan sebarang ketidakkonsistenan mekanikal pada suis itu sendiri. Untuk LED, saya akan menyerahkan reka bentuk litar kepada anda. Saya akan memberitahu anda dari pengalaman bahawa LED tidak akan bertahan lama jika dilebih-lebihkan, dan menggantinya adalah kesakitan yang besar, jadi perlu masa untuk membuang Peraturan Loop Kirchhoff dan mengetahui nilai rintangan. Untuk 2 LED 20mA yang saya ada, saya menggunakan perintang 6-dan-a-bit-Ohm untuk menjatuhkan voltan dari 3.3V (terdapat pin 3.3V pada Teensy saya) hingga voltan 3.1-ish, yang baik dalam 3.0 -3.2V toleransi LED saya.

Beberapa petua pematerian: Sekiranya anda mendapati solder anda telah menghubungkan dua jalur secara tidak sengaja, terdapat beberapa perkara yang boleh anda cuba. Saya menjumpai alat Dremel dengan alat yang sangat kecil dan berfungsi dengan baik untuk menghilangkan kepingan kecil solder yang tepat. Walau bagaimanapun, jika anda secara tidak sengaja membentuk gumpalan solder di sekitar dua wayar pada jalur yang berbeza, alat Dremel akan kekal selama-lamanya. Setelah melakukan percubaan, saya dapati perkara terbaik yang perlu dilakukan ialah memanaskan solder dengan besi pematerian anda, kemudian jalankan sesuatu yang sempit seperti klip kertas yang bengkok di antara wayar untuk menolak solder ke kedua-dua belah pihak. Ini berfungsi dengan baik untuk saya dan membuat sedikit kekacauan.

Penolakan pematerian untuk orang baru: Ini bukan projek pematerian mudah untuk pemula. Saya membuat solder selama lebih kurang setahun sebelum projek ini dan ini adalah projek yang sukar bagi saya (sebab itulah ia kelihatan tidak kemas). Memateri tidak mudah pada mulanya dan akan menjadi latihan. Saya tidak cukup baik untuk mengajar anda solder, jadi saya tidak boleh bertanggungjawab atas timbal / fluks pembakaran cair anda. Belajar memateri dan melakukannya dengan betul / selamat adalah tugas anda. Walaupun begitu, ada banyak sumber yang baik di luar sana (kadang-kadang internet adalah sesuatu yang luar biasa), jadi jangan putus asa dari projek ini jika anda belum tahu bagaimana untuk menyelesaikannya. Latihan, ketabahan, dan kesabaran adalah semua yang anda perlukan. Dan untuk ninja solder di luar sana, jangan ragu untuk menunjukkan saya.;)

Sekiranya anda bimbang kehabisan pin: anda tidak akan melakukannya kecuali anda menggunakan banyak butang. Perisian akan kehabisan input butang sebelum papan Teensy kehabisan pin, walaupun anda menggunakan Teensy 3.2 seperti saya. Saya menghabiskan sepenuhnya perisian dengan menggunakan semua 32 input butang dan hanya menggunakan sekitar 3/4 pin pada Teensy saya.

Langkah 5: Tangen Ringkas pada Pengawal Mikro

Mikrokontroler elektronik hobi lalai biasanya merupakan Arduino beberapa keterangan. Mereka adalah perkara kecil yang hebat; namun, majoriti Arduino tidak dapat berperilaku secara langsung sebagai peranti USB-HID. Anda harus menggunakan program perantara (seperti skrip Pemprosesan) untuk menjadi orang tengah dan menggunakan kayu bedik maya untuk benar-benar memberikan input, yang menyakitkan. Papan teensy, sebaliknya, boleh menjadi kayu bedik USB-HID biasa, yang muncul di komputer anda sama dengan HOTAS atau pengawal permainan lain. Ini bukan perkara perisian; papan Teensy sebenarnya menggunakan kerepek yang berbeza.

Pada masa penulisan ini, terdapat beberapa Arduino yang dapat berperilaku sebagai peranti USB-HID: Leonardo, Mini, dan Pro Mini. Sekiranya anda memilih untuk mengikuti jalan ini, sila periksa perpustakaan Github ini untuk menggunakannya sebagai kayu bedik dan bukannya papan kekunci / tetikus lalai. (Terima kasih kepada willem.beel kerana menunjukkannya dalam komen.)

Papan Teensy berkisar antara $ 15 hingga sekitar $ 35. Anda boleh mendapatkan Arduino asas dengan harga hanya $ 10, tetapi anda mungkin akan menghabiskan berjam-jam lebih banyak daripada yang layak untuk membuat dan menyahpepijat skrip Pemprosesan, kayu bedik maya, dan antara muka antara setiap langkah jika anda memilih untuk mengikuti jalan itu. Walau bagaimanapun, perpustakaan Joystick bawaan Teensy dan perpustakaan Github Arduino Leonardo / Mini / Pro Mini hanya mempunyai sokongan untuk 32 input butang, jadi jika anda mahukan banyak suis, anda harus pergi ke laluan joystick maya pula, kerana satu-satunya had adalah kemahiran dan kesabaran pengekodan anda.

Langkah 6: Tulis / Debug Kod

Inilah fail Arduino dengan kod saya. Sekiranya anda ingin menggunakannya, anda harus mengubahnya agar sesuai dengan tempat suis 2-posisi dan 3-kedudukan, kerana kemungkinan anda akan berbeza dari yang saya. Saya menyedari pengaturcaraan berorientasikan objek dalam bahasa yang didasarkan pada Arduino dan Teensy, jadi saya hanya mengkodkannya. Ia tidak cantik, tetapi berfungsi. Anda juga harus menukar Jenis USB ke "Flight Sim Controls + Joystick" di bawah Tools (terima kasih kepada primus57 kerana menunjukkannya dalam komen). Jangan ragu untuk membuat / mengedarkan karya terbitan; Saya sedar bahawa kemahiran pengekodan saya tidak bagus, jadi sebarang penambahbaikan dialu-alukan.

Saya menggunakan Windows 10, jadi untuk menguji kod saya, saya pergi ke menu Mula dan mengetik "joy.cpl" dan menekan Enter, kemudian klik dua kali pada Teensy Flight Sim Controls dan pergi ke tab Uji. (Lihat tangkapan skrin.) Ini akan menunjukkan setiap kali komputer mendaftarkan input (sangat berguna untuk debugging).

Langkah 7: Elakkan Kesalahan Saya

Sekiranya saya melakukan ini sekali lagi, perkara utama yang akan saya lakukan dengan cara yang berbeza adalah saya harus berhati-hati memastikan kotak itu akan diletakkan di atas meja. (Ini tidak buat masa ini dan itu sangat menjengkelkan.) Perkara seterusnya yang menjadikannya lebih mudah adalah jika saya mengesan di mana untuk menggerudi lubang perintis untuk spacer PCB sebelum menyolder / melampirkan sesuatu, bukan setelahnya. Saya juga harus menyedari bahawa saya dapat menyolder wayar dari suis ke papan jalur di mana sahaja di sepanjang jalur pin dan memilih untuk tidak menyoldernya tepat di sebelah satu sama lain. Nick Lee mencadangkan dalam komen menggunakan superglue, tape, atau zip untuk membersihkan pendawaian, yang merupakan idea yang bagus.:) Akhirnya, saya akan melakukan kerja melukis dengan lebih berhati-hati di luar, kerana cat kotak lebih kelihatan daripada yang saya fikirkan dan menggunakan skru yang lebih pendek dan tidak serong untuk memegang kotak bersama

Beberapa perkara yang berfungsi dengan baik: lampu dalaman berfungsi dengan baik dan mempunyai satu di kedua-dua sisi memberikan pencahayaan yang mencukupi. Perpustakaan Bounce juga berjaya; Saya tidak pernah mendapat input palsu tetapi saya masih merasakan input saya seketika. Suis adalah ukuran yang bagus dan memberikan ketahanan yang cukup untuk merasa "nyata" tanpa sukar untuk menukar. Kawat 22-gauge nampaknya ukuran yang sempurna dan, sebagai teras padat, ia sangat mudah digunakan. Lukisan semburan menghasilkan penampilan yang sangat profesional dan secara keseluruhan saya rasa produk akhir kelihatan sangat bagus.