Arduino Racing Simulator và Cockpit: 3 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Trong phần hướng dẫn này, tôi sẽ chỉ cho bạn cách tôi đã xây dựng một bộ mô phỏng đua VR điều khiển hoàn toàn bằng arduino với bánh xe phản hồi lực mạnh, cần số 6 tốc độ và giá đỡ bàn đạp bằng nhôm. Khung sẽ được làm bằng PVC và MDF. Mục tiêu của tôi cho dự án này là tạo ra trải nghiệm đua xe cực kỳ chân thực trong VR. Tôi không quan tâm đến việc trình mô phỏng trông như thế nào, chỉ quan tâm đến cảm giác của nó khi kính VR được bật. Tôi cũng muốn biến đây thành một dự án ngân sách và tất cả các vật liệu không bao gồm kính VR có giá dưới 350 đô la từ một cửa hàng phần cứng địa phương và Amazon. Xin lưu ý rằng dự án của anh ấy chưa hoàn thành, vì đây là một dự án đang diễn ra và tôi sẽ cập nhật tài liệu Có thể hướng dẫn này thường xuyên, nhưng tôi đang bắt đầu nó ngay bây giờ vì dự án này là cơ sở của tôi trong lớp STEM thời trung học của tôi.

Quân nhu

Vật liệu cho dự án này có thể dễ dàng tìm thấy từ các nhà bán lẻ trực tuyến và các cửa hàng phần cứng hộp lớn. Điều đó đang được nói, tôi sẽ không cung cấp danh sách đầy đủ các thành phần nhựa pvc hoặc kích thước nhựa pvc, vì trình mô phỏng này được xây dựng theo phong cách ô tô cụ thể và cũng được xây dựng với các hạn chế về kích thước để phù hợp với căn phòng mà tôi đã chọn để đặt nó Có nhiều thứ khác nhau cần tính đến khi thiết kế khung, chẳng hạn như kiểu dáng xe hơi, (GT Car, Drift Car, Time Attack, Formula 1 và các lớp Open Cockpit khác…). Đối với thiết kế của tôi, tôi đã chọn để mô phỏng vị trí và bố cục của trình điều khiển drift / Time Attack. Bây giờ vào Vật liệu.

Vật liệu cần thiết:

Khoảng 40ft của 1,5 inch pvc

Khoảng 12 khuỷu tay PVC 90 độ 1,5 inch

Khoảng 25 phụ kiện chữ T PVC 1,5 inch

3/4 tấm MDF

100 gói # 10 Vít kim loại tấm dài 1in

100 gói vít gỗ số 10 dài 1,5 inch

75ft của 20awg Dây lõi rắn

Arduino Leonardo (1)

Chiết áp 10k Ohm (3)

Bộ mã hóa vòng quay AMT103 (1)

Bộ điều khiển động cơ BTS7960 43a (1)

Nguồn cung cấp 12v 30a (1)

Công tắc giới hạn tiêu chuẩn (7)

VEX Robotics 2.5in CIM Motor

VEX Robotics CIMple Hộp số 4.61: 1

Trung tâm có khóa 1 / 2in từ andymark.com (Sản phẩm # am-0077a) (1)

Máy in 3D và Filament (ABS và TPU)

kết nối xt60 và xt90

Ống co nhiệt

Vô lăng với mẫu lắp 6x70mm

Vô lăng tùy chọn Nhả nhanh

Ghế xô và thanh trượt

Dây khai thác 4pt tùy chọn

Bước 1: Xây dựng khung

Kích thước khung rất linh hoạt và phụ thuộc vào một vài yếu tố khác nhau. Những điều cần lưu ý là chỗ ngồi bạn chọn để xây dựng khung chính xung quanh, kích thước của người dùng để xác định khoảng cách bàn đạp, nơi sim sẽ được đặt, vì sau khi lắp ráp, nó không dễ di chuyển và của nhiên phong cách và cảm giác xe mà bạn đang tìm kiếm. Sau khi bạn đã làm ra tất cả các chi tiết này, quá trình xây dựng rất giống nhau trên các sim khác nhau. Bắt đầu với việc xây dựng hình chữ nhật sẽ chứa chỗ ngồi. Lưu ý rằng tay lái được gắn ở phía trước của hình chữ nhật chỗ ngồi và cũng phải đảm bảo rằng có đủ chỗ cho ghế trượt qua toàn bộ phạm vi chuyển động của nó để đảm bảo khả năng điều chỉnh. Tiếp theo, cắt một hình chữ nhật từ MDF 3 / 4in, rộng bằng hình chữ nhật ghế PVC và miễn là các lỗ lắp cho thanh trượt ghế của bạn. Từ đó, bạn có thể cố định ghế của mình xuống và bắt đầu đo độ cao của tay lái cũng như khung bàn đạp phải dài bao nhiêu. Sử dụng kết cấu hình tam giác để kết nối phần cuối của giá bàn đạp với phần trên của giá đỡ tay lái giúp tăng độ cứng rất lớn cho khung. Nếu bạn chọn lắp đặt dây nịt, bạn có thể chỉ cần lắp bu lông các đầu dây đai vào thanh vịn qua các lỗ chốt của chúng. Mặc dù điều này sẽ không an toàn trong một chiếc xe thực tế, nhưng nó là quá đủ độ cứng cho một thiết bị mô phỏng. Những bức ảnh trên có thể giúp bạn hiểu về thiết kế khung và lên kế hoạch cho khung của bạn. Tôi đã không đi vào bản dựng với bất kỳ kích thước cứng nào, vì mọi thứ bắt đầu thay đổi khi bạn ngồi vào chỗ ngồi và cố gắng làm cho nó thoải mái và có thể sử dụng được. Sau khi khung của bạn đã được lắp ráp, hãy đảm bảo mọi mối nối được chắc chắn bằng cách cho từng khớp nối lại một lần với một vồ cao su. Sau đó, bạn có thể khoan lỗ thí điểm qua mọi khớp PVC và lắp vít kim loại tấm # 10 để giữ PVC lại với nhau. Đối với hầu hết các khớp, một con vít là đủ, mặc dù trên giá treo vô lăng thẳng đứng, bạn có thể cần phải lắp thêm. Khi khung của bạn đã đồng nhất, bạn có thể bắt đầu cài đặt thiết bị điện tử.

Bước 2: Điện tử

Việc lắp đặt bộ mã hóa rất đơn giản, vì lỗ bộ mã hóa là 1/2 inch và vừa khít với trục hộp số. Bộ mã hóa có giao diện với arduino Leonardo để cho máy tính biết vị trí của tay lái. Tiếp theo, làm theo sơ đồ nối dây để thực hiện tất cả các kết nối cần thiết. Bạn có thể hàn trực tiếp vào arduino hoặc sử dụng các đầu ghim. Tôi đã chọn hàn để đảm bảo rằng không có kết nối nào vô tình bị hoàn tác. Tiếp theo, bạn cần chọn một vỏ bọc cho bộ nguồn, bộ điều khiển động cơ và arduino của mình. Tôi đã chọn sử dụng một lon đạn, vì chúng rẻ và dễ kiếm, và rất bền. Tôi đã khoan các lỗ ở cạnh bên và lắp các miếng đệm cao su để bảo vệ dây cáp khỏi các cạnh sắc. Sau đó, tôi tháo tất cả các kết nối của arduino và tháo grommet với ống bọc cáp nylon bện. Tôi cũng đã cài đặt các đầu nối xt60 và xt90 khoảng 6 inch sau grommet để dễ dàng thay thế và nâng cấp trong tương lai. Sau khi tất cả các dây đã được thực hiện, bạn có thể gắn động cơ phản hồi lực của mình vào giá đỡ vô lăng. Để gắn vô lăng vào trung tâm động cơ, bạn sẽ cần in 3D một bộ chuyển đổi. Tệp Solidworks cho bộ điều hợp có thể được liên kết. Bộ chuyển đổi không phải là thiết kế của tôi, sau nhiều lần thử không thành công, tôi đã chọn sử dụng một thiết kế phổ biến trên Thingiverse. Điều này có thể được tìm thấy với một tìm kiếm nhanh và có tất cả các tài liệu cần thiết để tập hợp, vì vậy tôi sẽ không bận tâm về nó ở đây. Để lắp cần số, bạn sẽ cần tệp mount Shifter và Shifter Strap. Giá treo phải được in bằng ABS trong khi dây đeo phải được in từ TPU dẻo. Giá đỡ này cho phép bạn nhanh chóng điều chỉnh cần số, và thậm chí hoán đổi các bên cho xe ô tô LHD và RHD. Tính đến thời điểm hiện tại, tôi đã hoàn thành cho đến thời điểm này. Các bước tiếp theo là lắp ráp giá đỡ bàn đạp và hộp. Việc này sẽ sớm diễn ra và tài liệu hướng dẫn sẽ được cập nhật để phản ánh sự tiến bộ của tôi. Có rất nhiều ví dụ tuyệt vời về bàn đạp sim tự làm trên YouTube, có thể được điều chỉnh để làm việc với dự án này một cách dễ dàng, nhưng tôi đã quyết định chế tạo cụm bàn đạp hoàn toàn bằng nhôm để tăng khía cạnh hiện thực.

Bước 3: Các bước tiếp theo

Sau khi hoàn thành việc lắp ráp bàn đạp, hệ thống dây điện có thể được hoàn thiện và sau đó trình mô phỏng đã sẵn sàng để sử dụng. Hãy nhớ rằng trình mô phỏng này không được thiết kế để sử dụng với thiết lập màn hình, vì vậy không có chỗ để lắp bất kỳ màn hình nào. Tôi chọn con đường này vì một bộ kính VR tốt rẻ hơn nhiều so với thiết lập ba màn hình truyền thống và tôi tin rằng tính chân thực của việc có thể nhìn xung quanh bên trong ô tô trong các trò chơi như Assetto Corsa hoặc Project Cars 2 mang lại hoàn toàn mới cho trải nghiệm giả lập.