Bảng điều khiển chuyển đổi sim chuyến bay tự làm: 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Sau nhiều năm tham gia cộng đồng mô phỏng chuyến bay và tham gia vào những chiếc máy bay ngày càng phức tạp, tôi thấy mình khao khát khả năng giữ tay trên các công tắc vật lý thay vì cố gắng bay bằng tay phải trong khi sử dụng chuột ở chế độ không thuận. tay trái để nhấp vào các công tắc nhỏ xung quanh buồng lái trên thông báo ngắn. Tôi không có tiền hoặc thời gian để thiết lập toàn bộ buồng lái và ngay cả khi có, tôi sẽ không chế tạo một buồng lái cho mọi máy bay tôi bay (có rất nhiều). Bên cạnh đó, tôi hầu như không bao giờ sử dụng nhiều công tắc trong buồng lái, và thậm chí còn ít hơn những công tắc tôi phải truy cập trong thời gian ngắn. Tuy nhiên, tôi đã hết các nút và công tắc trên HOTAS của mình. Vậy lam gi?

Đây là lúc bộ não của tôi gọi lên một ký ức từ một thời gian trước đây khi tôi đang duyệt phần cứng sim chuyến bay chỉ để giải trí (phiên bản mua sắm qua cửa sổ ở trung tâm thương mại, phản xã hội của tôi). Tôi đã thấy một bảng điều khiển công tắc Saitek, được dán nhãn với các chức năng theo phong cách hàng không chung: đèn bên ngoài, điều khiển từ tính, thiết bị hạ cánh, nhiệt pitot, v.v. Tất nhiên, nó nằm ngoài phạm vi giá của tôi và tôi sẽ phải làm một số việc nghiêm túc ghi nhãn lại nếu tôi định sử dụng nó cho máy bay chiến đấu, đó là những gì tôi thực sự cần một bảng chuyển đổi ngay từ đầu. Tuy nhiên, ý tưởng bị mắc kẹt và vào mùa hè năm ngoái, không còn gì tốt hơn để làm, tôi nghĩ rằng tôi sẽ xây dựng cho riêng mình.

Quân nhu:

Vật liệu để xây dựng một chiếc hộp

Tùy chọn điều khiển (Tôi đã sử dụng công tắc, nhưng bạn có thể có các nút, núm xoay, thanh trượt hoặc bất kỳ thứ gì khác mà bạn có thể tìm ra cách nối dây.)

Một số công tắc 2 vị trí tốt (Amazon)

Một số công tắc 3 vị trí tốt (Amazon)

Bảng Teensy (Tôi đã sử dụng 3.2, nhưng 3.x, 4.x và LC chắc chắn sẽ hoạt động; Tôi không chắc về 2.x. Để biết thêm thông tin về Bảng Teensy, hãy xem https://www.pjrc.com / teensy /)

Một số dây điện cỡ 22 (lõi rắn dễ làm việc nhất; tôi đã tìm thấy dây của tôi trên Amazon ở đây)

Máy hàn điện 60/40 mỏng (Amazon)

Stripboard (Amazon)

Các tiêu đề ghim bắt buộc (chúng rất dễ tìm và nhu cầu của bạn sẽ khác nhau dựa trên những gì bạn có và cách bạn chọn để tiếp tục, vì vậy tôi chưa đưa vào liên kết)

PCB Spacers (một lần nữa, có sẵn nhiều lựa chọn và nhu cầu của mọi người sẽ khác nhau một chút, vì vậy tôi không bao gồm liên kết. Tôi thực sự khuyên bạn nên sử dụng kim loại, không phải nhựa, vì bạn sẽ ít có khả năng vô tình dải họ.)

Bước 1: Nguyên mẫu

Nguyên mẫu của tôi khá thẳng thắn và hơi xấu hổ. Nó liên quan đến rất nhiều dây xoắn trần, một số mã Arduino vô cùng lộn xộn, Teensy 3.2 và các kết nối điện đặc biệt không đáng tin cậy. Cũng có thể đã được các tông. Mặc dù có nhiều sai sót, nhưng nó đã cung cấp bằng chứng về khái niệm và cho phép tôi dùng thử miễn phí vì tôi đã có tất cả các bộ phận. Nó được chứng minh là cực kỳ có giá trị về lâu dài vì tôi đã phát hiện ra và sửa chữa nhiều vấn đề với nguyên mẫu và phải tinh chỉnh các mục tiêu của mình cho sản phẩm cuối cùng. Tôi cũng đã sử dụng lại hầu hết mọi thứ (bìa cứng là nguyên nhân bị mất) trong biểu hiện tiếp theo của nó, đó là những gì tôi đang sử dụng bây giờ. Tôi thực sự khuyên bạn nên xây dựng một nguyên mẫu chuyên dụng để cho bản thân bạn có cơ hội dùng thử và sắp xếp những điều bất ngờ trước khi hoàn thành và xây dựng phiên bản cuối cùng.

Bước 2: Xác định danh sách các chức năng bạn muốn / cần

Tốt nhất, điều này nên bao gồm những thứ mà bạn cần truy cập trong thời gian ngắn nhưng không có chỗ trên HOTAS của bạn, chẳng hạn như cánh tay chính, hệ thống điều khiển chuyến bay dự phòng, điều khiển gây nhiễu, điều khiển biện pháp đối phó, v.v. Tôi khuyên bạn nên làm quen với HOTAS trước khi xây dựng bảng chuyển đổi, vì nhu cầu của bạn có thể thay đổi dựa trên HOTAS của bạn. Trong quá trình dùng thử nguyên mẫu của mình, tôi thấy mình cũng thích việc gán các công tắc cho những thứ mà tôi thường sử dụng bàn phím, vì nó làm tăng độ chìm một cách đáng kể. Do đó, tôi đã thêm những thứ như điều khiển động cơ (chạy / dừng động cơ, điều khiển vòm, bánh răng, cánh đảo gió, v.v.). Trong các máy bay khác, như máy bay 737 hoặc GA, tôi đã sử dụng chúng cho những thứ như điều khiển lái tự động, điều khiển đèn bên ngoài, hệ thống khẩn cấp, v.v. Nó cũng thực sự tiện dụng khi chúng được gán cho các hệ thống chống băng như nhiệt pitot và nhiệt carb kể từ đó đó là những thứ tôi thường xuyên bật và tắt.

Tôi đã sử dụng bảng tính để sắp xếp tất cả các danh sách đó và sắp xếp các công tắc 2 vị trí và 3 vị trí. Bạn có thể bỏ qua chỉ với công tắc 2 vị trí, nhưng những thứ như bộ điều khiển bộ gây nhiễu và bộ phân phối trong F / A-18 trở nên nhập vai và chân thực hơn với công tắc 3 vị trí và trong một số trường hợp, nó khá cần thiết, chẳng hạn như bộ chọn Waypoint / Markpoint / Mission trong CDU của A-10C. Hầu hết các cánh lật của máy bay cũng có ít nhất ba vị trí (ví dụ như A-10C và F / A-18), và những máy bay chỉ có 2 vị trí cánh lật cũng có thể sử dụng công tắc 3 vị trí bằng cách chỉ sử dụng 2 trong số 3 vị trí. các chức vụ. (Gợi ý mua sắm: Bạn nên biết tên kỹ thuật của các công tắc (công tắc chuyển đổi SPST, công tắc chuyển đổi SPDT, công tắc xoay, v.v.) Các công cụ tìm kiếm thường không biết ý của bạn khi bạn yêu cầu “công tắc bật tắt”. Một nơi tốt để tìm hiểu về những điều đó. mọi thứ ở đây.)

Bí quyết cuối cùng ở đây là quyết định đơn đặt hàng cho các thiết bị chuyển mạch. Hãy ghi nhớ vị trí của bảng chuyển đổi; bạn có thể muốn đặt các công tắc mà bạn sẽ cần truy cập nhanh hơn gần vị trí đặt tay của bạn hơn. Trong trường hợp của tôi, tôi bay bằng tay phải trên thanh và tay trái của tôi trên bướm ga, vì vậy bảng điều khiển sẽ nằm ở phía bên trái của bàn làm việc của tôi. Vì bàn phím và chuột của tôi nằm giữa cần và ga nên bảng điều khiển sẽ nằm ở bên trái của ga, vì vậy các công tắc truy cập nhanh phải ở bên phải bảng điều khiển, gần với tay tôi.

Nếu bạn quan tâm đến bảng tính tôi đã sử dụng, thì bảng tính đó có trong Google Trang tính tại đây. (Rất tiếc, vì lý do nào đó, những người hướng dẫn sẽ không cho phép tôi tải lên bảng tính.)

Bước 3: Thiết kế hộp

Các công tắc phải được gắn vào một thứ gì đó, và thứ gì đó có thể sẽ nằm trên bàn của bạn. Trong trường hợp của tôi, tôi đã làm một chiếc hộp cao 29 cm x 12 cm và 6 cm từ các miếng gỗ 1x4, với mặt trước bằng acrylic dày 1/4”. Nó hơi quá mức cần thiết về mặt cấu trúc, nhưng việc sử dụng các vật liệu lớn hơn sẽ dễ dàng gắn kết chúng lại với nhau hơn và có nhiều chỗ cho sai sót. Khi chọn vật liệu, hãy lưu ý rằng nặng hơn thường tốt hơn vì điều đó có nghĩa là bạn có thể ấn mạnh vào các công tắc và trọng lượng của hộp sẽ giúp hộp không di chuyển xung quanh. Nếu bạn muốn sử dụng vật liệu dẫn điện, như kim loại tấm, về mặt lý thuyết nó sẽ không làm hỏng mọi thứ (tôi chưa thử; bạn có thể phải cách ly các bộ đệm PCB khỏi phần còn lại của bảng điều khiển trong một bước trong tương lai). Chỉ cần thiết kế hộp để bạn có thể lắp ráp và tháo rời theo ý muốn. Bạn có thể phải khắc phục sự cố!

Tôi đặt các công tắc của mình cách nhau khoảng 1,4 cm, mặc dù bạn có thể đặt chúng ra nhiều hơn. Tôi thấy 1,4 cm là một khoảng cách thoải mái mà tôi có thể cảm thấy đủ tự tin để có thể đánh đúng công tắc chứ không phải công tắc ở hai bên. Có vẻ hơi đông đúc, nhưng nó không cảm thấy như vậy, đặc biệt là sau khi thực hành một chút. Tuy nhiên, tôi sẽ không muốn họ gần nhau hơn.

Bước 4: Mua các bộ phận và xây dựng hộp

Đây là bước vui nhất và cũng là bước gian nan nhất đối với tôi. Tôi chọn cách phun sơn hộp của mình với màu đen bóng ở bên ngoài và màu trắng bóng ở bên trong. Tôi chọn màu đen cho bên ngoài vì nó phù hợp với chủ đề màu đen mà tôi đang sử dụng với các thiết bị máy tính của mình và màu trắng cho bên trong vì tôi biết tôi muốn làm sáng hộp và có bên trong được sơn màu trắng có nghĩa là nó sẽ phản chiếu bất kỳ màu nào tôi chọn để thắp sáng nó với. Bóng chỉ vì nó trông đẹp (và sẽ giúp phản chiếu ánh sáng xung quanh bên trong hộp). Bạn nên chọn một số dây 22 gauge, vì nó vừa vặn thoải mái trong các lỗ trong hầu hết các PCB tạo mẫu. Một số người thích dây bện hơn vì bạn có kết nối điện tốt hơn một chút theo cách đó, nhưng tôi thấy đó là một cơn ác mộng tuyệt đối khi làm việc với nó, đặc biệt là ở quy mô nhỏ như vậy, vì vậy tôi đã sử dụng dây đồng đặc và chỉ sử dụng rất nhiều chất hàn. Tôi cũng sử dụng màu sắc để sắp xếp các dây của mình, điều này đã giúp ích rất nhiều. Màu đen được nối đất (như bình thường) và màu đỏ là 3,3V và đầu ra của các công tắc. (Tôi đã sử dụng màu xanh lam hoặc xanh lá cây hoặc thứ gì đó cho đầu ra của công tắc, nhưng tôi không có và không muốn mua một số chỉ cho dự án này.)

Tôi thích có thể cắm và rút bộ vi điều khiển của mình khỏi các dự án thay vì hàn để tôi có thể sử dụng lại chúng, vì vậy tôi đã hàn các đầu ghim cái vào bảng dải của mình, sau đó cắm bảng Teensy của tôi vào đó. Các dải bảng được gắn vào mặt sau của hộp bằng các miếng đệm PCB. Các đèn LED được dán nóng vào một hình chữ nhật nhỏ bằng acrylic 1/4”mà tôi đã sử dụng trên mặt của bảng điều khiển và được gắn vào các cạnh của hộp bằng miếng đệm PCB. Mọi kết nối điện đều được hàn ngoại trừ các đầu ghim trên Teensy được gắn vào bảng dải bằng các đầu ghim nữ-nam.

Đối phó với miếng đệm PCB: những thứ đó là một cơn ác mộng để vặn chỉ bằng ngón tay, vì vậy tôi đã tìm thấy một ổ cắm có kích thước tốt để mua một số, sau đó siết chặt nó bằng ngón tay. (Xem các hình ảnh.) Ngoài ra, không nên có nhiều căng thẳng đối với những miếng đệm này; tất cả những gì họ cần hỗ trợ là một chút thiết bị điện tử. Không cần phải thắt chặt những thứ này nhiều. Một sự căng thẳng nhẹ nhàng nhưng chắc chắn là điều nên làm. Cuối cùng, sẽ dễ dàng hơn nhiều nếu bạn khoan một lỗ thí điểm có kích thước tốt trước khi cố gắng vặn nó vào.

Hãy nhớ kiểm tra các kết nối của bạn thường xuyên để đảm bảo chất hàn không chồng lên dải lân cận. Gợi ý: nếu đồng hồ vạn năng của bạn cho biết các dải của bạn đã được kết nối, nhưng bạn không thể thấy bất kỳ mối hàn nào kết nối chúng, hãy ĐẢM BẢO CÁC CÔNG TẮC CỦA BẠN ĐƯỢC MỞ, KHÔNG ĐÓNG CỬA! Tôi đã mắc phải sai lầm này và khiến tôi mất nửa giờ rất bực bội.

Một chút lý thuyết về điện: Công tắc không hoạt động tốt như đầu vào trừ khi bạn sử dụng điện trở kéo lên hoặc điện trở kéo xuống. Vấn đề phát sinh từ thực tế là khi công tắc mở, nó không được kết nối với bất kỳ điểm tham chiếu nào cho bộ vi điều khiển nên không biết nó đang mở hay đóng. (Dù sao thì đó cũng là phiên bản đơn giản mà tôi cảm thấy thoải mái khi giải thích.) Teensys (và cả Arduinos nữa, theo như tôi biết) có điện trở kéo tích hợp mà bạn có thể bật bằng cách sử dụng

pinmode (pin, INPUT_PULLUP);

thay vì

pinmode (pin, INPUT);

Điều này phục vụ để kết nối pin với một điểm tham chiếu khi nó mở và một điểm tham chiếu khác khi nó đóng (tôi đã sử dụng nối đất, nhưng internet nói rằng bạn cũng có thể sử dụng VIN). Tôi cũng đã sử dụng thư viện Bounce để loại bỏ bất kỳ sự mâu thuẫn cơ học nào trong chính công tắc. Đối với đèn LED, tôi sẽ để thiết kế mạch tùy thuộc vào bạn. Tôi sẽ cho bạn biết từ kinh nghiệm rằng đèn LED không tồn tại lâu nếu chúng bị quá áp và việc thay thế chúng là một vấn đề lớn, vì vậy, bạn nên dành thời gian để tìm ra Quy tắc vòng lặp của Kirchhoff và tìm ra các giá trị điện trở. Đối với 2 đèn LED 20mA mà tôi có, tôi đã sử dụng điện trở 6-bit-Ohm để giảm điện áp từ 3,3V (có một chân 3,3V trên Teensy của tôi) xuống 3,1-ish volt, nằm trong khoảng 3.0 Dung sai -3,2V của đèn LED của tôi.

Một số mẹo hàn: Nếu bạn thấy vật hàn của mình đã vô tình kết nối hai dải, bạn có thể thử một số cách. Tôi nhận thấy một công cụ Dremel có một chút rất nhỏ hoạt động tốt để làm bong một cách chính xác những mảnh nhỏ của vật hàn ngớ ngẩn. Tuy nhiên, nếu bạn vô tình hình thành vết hàn xung quanh hai dây trên các dải khác nhau, một công cụ Dremel sẽ mất vĩnh viễn. Sau một số thử nghiệm, tôi thấy điều tốt nhất nên làm là làm nóng vật hàn bằng mỏ hàn của bạn, sau đó chạy một thứ hẹp như kẹp giấy uốn cong giữa các dây để đẩy vật hàn sang hai bên. Điều này làm việc tốt cho tôi và tạo ra một mớ hỗn độn tối thiểu.

Tuyên bố từ chối trách nhiệm hàn cho người mới: Đây không phải là một dự án hàn dễ dàng cho người mới bắt đầu. Tôi đã hàn khoảng một năm trước dự án này và đây là một dự án khó khăn đối với tôi (đó là lý do tại sao nó trông rất lộn xộn). Lúc đầu, việc hàn không hề dễ dàng và bạn sẽ phải thực hành. Tôi không đủ giỏi để dạy cho bạn về chất hàn, vì vậy tôi không thể chịu trách nhiệm về chì nóng chảy / thông lượng cháy của bạn. Học cách hàn và thực hiện đúng cách / an toàn là công việc của bạn. Điều đó nói rằng, có rất nhiều tài nguyên tốt trên mạng (đôi khi internet là một điều tuyệt vời), vì vậy đừng nản lòng với dự án này nếu bạn chưa biết cách hàn. Thực hành, kiên trì và nhẫn nại là tất cả những gì bạn cần. Và đối với các ninja hàn ngoài kia, hãy thoải mái cho tôi thấy.;)

Nếu bạn lo lắng về việc hết ghim: bạn sẽ không làm như vậy trừ khi bạn sử dụng nhiều nút. Phần mềm sẽ hết nút đầu vào trước khi bo mạch Teensy hết chân, ngay cả khi bạn sử dụng một chút Teensy 3.2 như tôi. Tôi đã hoàn toàn cạn kiệt phần mềm bằng cách sử dụng tất cả 32 đầu vào nút và chỉ sử dụng khoảng 3/4 số chân cắm trên Teensy của mình.

Bước 5: Tiếp tuyến ngắn gọn về bộ vi điều khiển

Bộ vi điều khiển điện tử sở thích mặc định thường là Arduino. Chúng là những thứ nhỏ bé tuyệt vời; tuy nhiên, phần lớn Arduinos không thể hoạt động trực tiếp như một thiết bị USB-HID. Bạn sẽ phải sử dụng một chương trình trung gian (như tập lệnh Xử lý) để làm người trung gian và sử dụng một cần điều khiển ảo để thực sự cung cấp thông tin đầu vào, đây là một điều khó khăn. Mặt khác, bảng thiếu niên có thể là một cần điều khiển USB-HID bình thường, hiển thị trên máy tính của bạn giống như HOTAS hoặc các bộ điều khiển trò chơi khác. Đây không phải là một thứ phần mềm; bảng Teensy thực sự sử dụng các chip khác nhau.

Tại thời điểm viết bài này, có một số Arduinos có thể hoạt động như thiết bị USB-HID: Leonardo, Mini và Pro Mini. Nếu bạn chọn đi theo con đường này, vui lòng xem thư viện Github này để sử dụng chúng làm cần điều khiển thay vì bàn phím / chuột mặc định. (Cảm ơn willem.beel đã chỉ ra điều này trong các nhận xét.)

Bảng dành cho tuổi teen có giá từ khoảng $ 15 đến khoảng $ 35. Bạn có thể nhận được một Arduino cơ bản chỉ với $ 10, nhưng có thể bạn sẽ mất nhiều giờ hơn đáng để tạo và gỡ lỗi tập lệnh Xử lý, cần điều khiển ảo và các giao diện giữa mỗi bước nếu bạn chọn đi theo lộ trình đó. Tuy nhiên, thư viện Joystick tích hợp của Teensy và thư viện Github Arduino Leonardo / Mini / Pro Mini chỉ hỗ trợ 32 đầu vào nút, vì vậy nếu bạn muốn có nhiều công tắc, bạn sẽ phải sử dụng phím điều khiển ảo, như hạn chế duy nhất là kỹ năng viết mã và sự kiên nhẫn của bạn.

Bước 6: Viết / gỡ lỗi mã

Đây là tệp Arduino với mã của tôi. Nếu bạn muốn sử dụng nó, bạn sẽ phải sửa đổi nó để tương ứng với vị trí của công tắc 2 vị trí và 3 vị trí, vì công tắc của bạn có thể sẽ khác với của tôi. Tôi rất thích lập trình hướng đối tượng bằng ngôn ngữ dựa trên Arduino và Teensy, vì vậy tôi chỉ viết mã cho nó. Nó không đẹp, nhưng nó hoạt động. Bạn cũng phải chuyển Loại USB sang “Điều khiển Sim trên máy bay + Cần điều khiển” trong Công cụ (cảm ơn primus57 đã chỉ ra điều đó trong các nhận xét). Thoải mái tạo / phân phối các tác phẩm phái sinh; Tôi biết rõ rằng kỹ năng viết mã của mình không tốt, vì vậy mọi cải tiến đều được hoan nghênh.

Tôi đang sử dụng Windows 10, vì vậy, để kiểm tra mã của mình, tôi đã vào menu Bắt đầu và nhập "joy.cpl" và nhấn Enter, sau đó nhấp đúp vào Teensy Flight Sim Controls và chuyển đến tab Kiểm tra. (Xem ảnh chụp màn hình.) Điều này sẽ hiển thị bất cứ khi nào máy tính đăng ký một đầu vào (rất hữu ích để gỡ lỗi).

Bước 7: Tránh sai lầm của tôi

Nếu tôi làm điều này một lần nữa, điều chính tôi sẽ làm khác đi là tôi sẽ cẩn thận hơn để đảm bảo rằng chiếc hộp sẽ nằm phẳng trên bàn. (Hiện tại thì không và điều đó rất khó chịu.) Điều tiếp theo sẽ khiến mọi việc trở nên dễ dàng hơn rất nhiều là nếu tôi tìm ra nơi để khoan lỗ thí điểm cho các miếng đệm PCB trước khi hàn / gắn các thứ thay vì sau đó. Ngoài ra, tôi lẽ ra phải nhận ra rằng tôi có thể hàn dây từ các công tắc đến bảng dải ở bất kỳ vị trí nào dọc theo dải của mỗi chân và chọn không hàn chúng ngay cạnh nhau. Nick Lee đã đề xuất trong phần bình luận bằng cách sử dụng dây buộc superglue, băng dính hoặc dây zip để làm sạch hệ thống dây điện, đó là một ý tưởng tuyệt vời.:) Cuối cùng, tôi sẽ thực hiện công việc sơn cẩn thận hơn ở bên ngoài, vì lớp sơn của hộp có thể nhìn thấy rõ hơn tôi nghĩ và sử dụng các vít ngắn hơn, không vát để giữ hộp lại với nhau

Một số điều hoạt động tốt: đèn bên trong hoạt động tốt và có một trong hai bên cung cấp đủ ánh sáng. Ngoài ra, thư viện Bounce thực hiện một công việc xuất sắc; Tôi không bao giờ nhận được đầu vào sai nhưng tôi vẫn cảm thấy như đầu vào của tôi là tức thời. Các công tắc có kích thước đẹp và cung cấp đủ điện trở để cảm thấy "thật" mà không gặp khó khăn khi chuyển đổi. Dây 22-gauge có vẻ là kích thước hoàn hảo và là lõi đặc nên rất dễ làm việc. Phun sơn tạo ra một cái nhìn rất chuyên nghiệp và nhìn chung, tôi nghĩ sản phẩm cuối cùng trông rất đẹp.