KerbalController: Bảng điều khiển tùy chỉnh cho trò chơi tên lửa Chương trình không gian Kerbal: 11 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Tại sao phải xây dựng một KerbalController?

Chà, bởi vì việc nhấn các nút và ném các công tắc vật lý mang lại cảm giác đáng kể hơn nhiều so với việc bạn nhấp chuột. Đặc biệt khi đó là một công tắc an toàn lớn màu đỏ, nơi bạn phải mở nắp trước, chạm nhẹ vào công tắc để trang bị tên lửa của bạn, bắt đầu đếm ngược và 3.. 2.. 1.. chúng ta đã cất cánh!

KerbalController là gì?

KerbalController, còn được gọi là Bảng điều khiển, Simpit (buồng lái mô phỏng), DSKY (bàn phím hiển thị) hoặc cần điều khiển tùy chỉnh, là một thiết bị đầu vào tùy chỉnh để điều khiển tên lửa phổ biến-xây dựng và bay và hy vọng-không phát nổ trò chơi Chương trình Không gian Kerbal kết hợp với đầu ra tùy chọn từ trò chơi, chẳng hạn như đèn trạng thái, màn hình đo từ xa và / hoặc đồng hồ đo nhiên liệu.

Phiên bản cụ thể này bao gồm các yếu tố đầu vào như điều khiển xoay và dịch thông qua cần điều khiển, thanh trượt ga, vô số nút với đèn trạng thái, đồng hồ đo nhiên liệu LED và màn hình LCD đo từ xa với nhiều chế độ.

Hướng dẫn này sẽ bao gồm mọi thứ bạn cần để tạo một bản sao giống hệt hoặc thực hiện các điều chỉnh và cải tiến trong quá trình thực hiện, khi bạn thấy phù hợp. Bao gồm:

• một danh sách các bộ phận
• các bản vẽ thiết kế kỹ thuật số đã sẵn sàng để cắt laser
• hướng dẫn hệ thống dây điện
• Mã Arduino
• Mã cho plugin KSP đi kèm
• Rất nhiều hình ảnh

Săn sang cât canh? Đi nào!

Bước 1: Công cụ

Công cụ quan trọng nhất bạn cần phải có cho việc xây dựng này là một mỏ hàn. Điều đó bao gồm một số chất hàn, một miếng bọt biển làm sạch kim loại để làm sạch đầu mỏ hàn và một "bàn tay thứ ba".

Các công cụ khác là máy tuốt dây, máy cắt dây, nhíp và một số tua vít cỡ nhỏ.

Bước 2: Các bộ phận và bố cục cơ bản

Tạo bộ điều khiển tốt nhất có thể cho bạn có nghĩa là chọn chính xác các nút và công tắc bạn muốn triển khai. Bởi vì mọi người chơi trò chơi khác nhau. Một số người lái máy bay và xây dựng SSTO (một giai đoạn đến quỹ đạo). Những người khác thích những người đi qua trạm vũ trụ. Và một số chỉ muốn mọi thứ bùng nổ một cách ngoạn mục!

Nó giúp vẽ tất cả các phần với kích thước gần đúng của chúng và kéo chúng xung quanh trong chương trình vẽ vector (như Affinity Designer hoặc Inkscape) hoặc chương trình vẽ 3D (như SketchUp).

Nếu bạn muốn xây dựng dễ dàng hơn, bạn chỉ cần sao chép bộ điều khiển của tôi và lấy các bộ phận được liệt kê trong danh sách bộ phận đính kèm.

Bước 3: Tạo Nguyên mẫu (tùy chọn)

Nếu bạn đang sao chép bộ điều khiển của tôi, bạn có thể bỏ qua bước này.

Nếu bạn muốn bố trí tùy chỉnh, tôi khuyên bạn nên sử dụng hộp đựng giày trước tiên để tạo nguyên mẫu hoạt động với các điều khiển chính. Nó thực sự giúp tinh chỉnh vị trí của các nút điều khiển chính. Thật tuyệt khi có được sự tự tin mà bạn có thể làm cho nó hoạt động trước khi bạn tiếp tục đầu tư thời gian và tiền bạc vào bản dựng cuối cùng. Tôi thực sự đã chơi trò chơi khá lâu với bộ điều khiển hộp giày của mình. Đó không phải là cách Kerbal sử dụng các bộ phận tận dụng để hack một thứ gì đó cùng nhau?

Bước 4: Mẹo về cách đấu dây

Khi tạo một mẫu thử nghiệm, đừng hàn tất cả các nút của bạn vào trừ khi bạn muốn khử hàn chúng khi bạn đến vỏ bọc cuối cùng. Tôi đã hàn một số dây vào các nút và sử dụng một breadboard không hàn để tạo các kết nối tạm thời với Arduino.

Khi kết nối tất cả các thiết bị điện tử với mặt nạ cuối cùng, bạn có thể giảm sự lộn xộn bằng cách tạo các vòng lặp cho 5V và nối đất. Bạn không kết nối trực tiếp tất cả các chân nối đất với Arduino, mà kết nối đất trên một nút với tiếp đất trên nút tiếp theo và lặp lại xung quanh. Cuối cùng, bạn kết nối với Arduino.

Sau khi tạo vòng lặp cho nguồn và nối đất, tất cả các kết nối với các chân Arduino vẫn còn. Tôi khuyên bạn nên lấy một số dải chân cắm tiêu đề và hàn dây vào chúng. Bạn có thể sử dụng những thứ này như một đầu nối lớn, vì vậy bạn vẫn có thể rút phích cắm Arduino của mình để thử nghiệm.

Chiều dài của dây là sự cân bằng giữa đủ ngắn để giữ cho vỏ bọc không có dây thừa (có thể khiến bạn không thể đóng hộp) và đủ dài để có thể di chuyển các bộ phận ra khỏi vật hàn các bộ phận khác trong, siết chặt các vít và chọc xung quanh bằng đồng hồ vạn năng của bạn trong khi gỡ lỗi.

Bước 5: Lấy Lasercut Faceplate

Để đạt được vẻ sạch sẽ, chuyên nghiệp là rất khó khi cưa và sơn bằng tay. May mắn thay, cắt laser không phải là rất tốn kém nữa. Nó cho phép độ chính xác cao, miễn là thiết kế của bạn chính xác.

Đính kèm là thiết kế mặt nạ của tôi, ở các định dạng thích hợp cho Affinity Designer và các chương trình vẽ vector khác như InkScape miễn phí.

Tôi đã có món lasercut mặt nạ ở Hà Lan tại Lichtzwaard. Họ đã đóng cửa kể từ đó và các hoạt động đã được tiếp quản bởi Laserbeest, nơi tôi đã cắt laser hộp. Mỗi cửa hàng có thể có các yêu cầu khác nhau về thiết kế, vì vậy hãy kiểm tra với cửa hàng của bạn trước khi gửi. Họ cũng hầu như luôn cung cấp trợ giúp thiết kế với tốc độ hàng giờ.

Những điều quan trọng cần ghi nhớ:

• Mọi thứ phải dựa trên vector. Đó là lý do tại sao logo trong thiết kế mặt nạ của tôi không được khắc. Lưu ý điều này không cố định trong các thiết kế đính kèm.
• Ngay cả văn bản cũng có dựa trên vector. Vì vậy, hãy chuyển những chữ cái đó thành đường cong!
• Đo lường. Đo lường. Đo lường. Tôi đã không tính đến kích thước cần thiết để gắn các cần điều khiển và phải hack nó. Hóa ra tốt, may mắn. Lưu ý điều này được cố định trong các thiết kế đính kèm.

Sau khi kiểm tra mọi thứ kỹ lưỡng, hãy gửi nó đến cửa hàng lasercutting. Mong đợi để trả 40-50 euro ở Hà Lan và nhận được kết quả tuyệt đẹp này trong thư vào ngày hôm sau!

Bước 6: Kết nối các nút và chuyển đổi

Hầu hết các công tắc và nút đều có các đầu nối có nhãn C, NO, NC, +, -. Đây là cách kết nối chúng với Arduino.

Công tắc hoặc nút ấn đơn giản:

• Mặt đất C (chung)
• Pin kỹ thuật số Arduino NO (thường mở)

Chúng tôi sẽ cấu hình chân kỹ thuật số là INPUT_PULLUP, có nghĩa là Arduino sẽ giữ chân ở mức 5V và phát hiện khi nào chân được nối đất và coi đó như một đầu vào. Đầu nối NO trên công tắc hoặc nút là Thường Mở, do đó mạch không được kết nối. Khi bạn nhấn nút hoặc bật công tắc, mạch sẽ đóng và chốt được nối đất.

Nút bấm có đèn LED:

Phần nút cũng giống như trên. Đối với đèn LED, bạn gắn thêm dây:

• Mặt đất - (phủ định)
• Pin kỹ thuật số Arduino + (tích cực)

Phần này khá đơn giản. Chúng tôi sẽ sử dụng chân Arduino ở chế độ OUTPUT bình thường.

Công tắc an toàn với đèn LED:

Chúng hơi khác một chút và không cho phép điều khiển đèn LED độc lập với vị trí công tắc. Đèn LED sẽ luôn chỉ sáng khi bật công tắc. Chúng có một +, - và đầu nối tín hiệu.

• Mặt đất - (tiêu cực)
• 5V + (tích cực)
• Chân kỹ thuật số Arduino S (tín hiệu)

Chúng tôi sẽ sử dụng chân Arduino ở chế độ INPUT. Khi bật công tắc, đèn LED sẽ sáng và chân tín hiệu ở mức cao.

Bước 7: Gắn Joysticks và màn hình LCD

LCD

Màn hình LCD rất đơn giản. Nó chỉ cần nguồn, nối đất và nối tiếp.

• 5V VDD
• GND mặt đất
• Arduino Tx PIN RX

Bạn có thể sử dụng đầu nối JST hoặc hàn dây trực tiếp vào bo mạch.

Cần điều khiển

Các cần điều khiển thoạt nhìn có vẻ khó khăn, nhưng chúng khá dễ kết nối. Có ba trục được kết nối theo cùng một cách. Hai trong số họ đang sử dụng các đầu nối ở dưới cùng của cần điều khiển. Thứ ba sử dụng một số dây.

• Đất
• Chân đầu vào tương tự của Wiper Arduino
• 5V

Các đầu nối có thể được gắn theo thứ tự này. Đừng lo lắng về việc nó bị giật ngược, cần gạt nước luôn ở giữa. Nếu nguồn và mặt đất được hoán đổi, chúng ta có thể lật trục xung quanh trong mã Arduino sau đó.

Các dây có thể có một bảng màu khác trên cần điều khiển của bạn, nhưng nói chung: hai dây có màu giống hệt nhau là dành cho nút trên cùng. Đỏ hoặc cam là 5V, Đen hoặc nâu là Đất. Dây còn lại là cần gạt nước.

Bước 8: Đồng hồ đo nhiên liệu trên thanh LED

Được chứ. Đây là phần khó nhất của toàn bộ quá trình xây dựng. Vui lòng bỏ qua điều này trong bản dựng đầu tiên của bạn hoặc cải thiện nó và cho tôi biết!

Tôi có những thanh LED tuyệt vời này, tôi muốn sử dụng làm đồng hồ đo nhiên liệu. Đèn LED trên cùng có màu xanh lam, sau đó là một số màu xanh lá cây, sau đó là màu cam và cuối cùng là màu đỏ. Nếu chúng ta có thể thắp sáng một đèn LED tại một thời điểm, chúng ta có thể để nó thể hiện mức nhiên liệu trên tàu vũ trụ của chúng ta.

Ban đầu tôi đã đặt hàng IC điều khiển với họ. Họ làm việc tuyệt vời! Bạn có thể chọn chế độ chấm hoặc chế độ thanh và nó sẽ hiển thị điện áp đầu vào tương tự dưới dạng một đèn LED (chấm) hoặc một dải đèn LED (thanh). Nhưng Arduino không tạo ra điện áp tương tự! Và tính năng PWM cho phép bạn làm mờ đèn LED bằng cách mô phỏng điện áp tương tự, không hoạt động với các IC điều khiển này.

Về kế hoạch 2: sổ đăng ký ca. Bạn có thể làm việc với những thứ này trong mọi bộ khởi động Arduino. Và bạn có thể tìm hiểu thêm về chúng tại đây:

Kế hoạch là bằng cách nào đó chuyển đổi mức nhiên liệu thành chuỗi bit thích hợp sẽ đại diện cho mức nhiên liệu trên các thanh đèn LED. Với 5 đồng hồ đo nhiên liệu, tất cả các mức nhiên liệu đã đầy sẽ phải là 10000000001000000000100000000010000000001000000000. Với sản phẩm trống đơn chất, nó sẽ trở thành: 10000000001000000000100000000010000000000000000001.

Âm thanh đủ đơn giản. Có một số biến chứng. Thanh ghi dịch chuyển có 8 chân, trong khi các thanh LED có 10 đèn LED. Tôi sử dụng 7 thanh ghi dịch chuyển để có được 56 đầu ra. Khi đấu dây chúng vào, tôi đã bỏ qua một chân IC ở đâu đó (chúng tôi sẽ lắp nó vào mã). Và tôi đấu dây một thanh LED bắt đầu ở đầu kia (chúng tôi sẽ sửa điều đó trong mã). Oh và phép toán Arduino mà chúng ta cần đôi khi sử dụng số học dấu phẩy động gây ra lỗi làm tròn (chúng ta sẽ sửa lỗi đó trong mã). Lưu ý rằng tôi chia sẻ mã ở bước sau.

Bản dựng cuối cùng của tôi không khớp với sơ đồ nối dây đính kèm, vì vậy nếu bạn xây dựng lại bộ điều khiển này, một số bản cập nhật là bắt buộc đối với mã. Bình luận bên dưới nếu bạn cần hỗ trợ.

Mỗi đèn LED yêu cầu điện trở riêng của nó. Hãy thử một số giá trị khác nhau để phù hợp với độ sáng. Màu xanh lá cây xuất hiện sáng hơn nhiều so với màu đỏ với cùng một điện trở, vì vậy nó giúp cân bằng điều đó.

Kết quả cuối cùng: thay vì 50 chân kỹ thuật số được yêu cầu để cấp nguồn cho 5 thanh LED, điều đó được giảm xuống còn 3: tín hiệu đồng hồ, tín hiệu chốt và tín hiệu dữ liệu.

Bước 9: Xây dựng Bao vây

Đã đến lúc trả thù của tôi với những logo đó!

Tôi đã chuyển đổi logo thành các bản vẽ vector thích hợp để chúng được khắc tốt. Lần này, tôi có một vấn đề khác. Các lỗ vít không ở đúng vị trí để lắp ráp hộp đúng cách. Tôi đã sử dụng MDF 6mm cho hộp. Thật không may, việc vặn đinh vào các cạnh khiến chúng bị tách ra. Tôi đã hack nó cùng với các mảnh gỗ và keo dán bổ sung. Rất nhiều keo.

Đối với những bạn tốt hơn với gỗ, keo dán và / hoặc đinh, tôi đã đính kèm một phiên bản của các thiết kế mà không có lỗ bắt vít hoàn toàn.

Bất chấp những khó khăn, kết quả cuối cùng là khá tốt.

Bước 10: Phần mềm và Kiểm tra

Tải xuống phần mềm sau để làm cho bộ điều khiển hoạt động với Chương trình Không gian Kerbal:

Plugin KSP:

Tệp ZIP là plugin đã biên dịch. Phần còn lại là mã nguồn bạn có thể sử dụng để sửa đổi plugin và biên dịch phiên bản của riêng bạn. Giải nén plugin vào thư mục GamaData.

Mã Arduino:

Sử dụng Arduino IDE để tải mã lên Arduino Mega trong bộ điều khiển của bạn.

Nhìn vào phía dưới bên phải của Arduino IDE để biết bộ điều khiển đang sử dụng cổng nối tiếp nào (ví dụ: /dev/cu.usbmodem1421). Mở tệp config.xml từ thư mục plugin và đảm bảo rằng cổng của bạn đã được điền. Bây giờ bạn đã sẵn sàng!

Bạn có thể sử dụng chế độ gỡ lỗi bằng cách đặt công tắc bật / tắt nhỏ trên cùng bên trái vào vị trí BẬT. Màn hình LCD sẽ hiển thị một chuỗi các chữ cái. Mỗi chữ cái đại diện cho một nút hoặc công tắc và chuyển đổi giữa chữ thường và chữ hoa khi bạn nhấn nút hoặc chuyển đổi công tắc. Đặt công tắc xyz thành Xyz (bật / tắt / tắt) cũng sẽ hiển thị các giá trị thanh trượt ga. xYz hiển thị các giá trị cần điều khiển cho cần điều khiển Dịch (trái). xyZ cho cần điều khiển Xoay (bên phải).

Chế độ LCD

Các chế độ hiển thị sau có thể được chọn để hiển thị trên màn hình LCD bằng cách sử dụng các công tắc x, y và z

Chế độ TakeOff: Suface Velocity / Acceleration (G)

Chế độ quỹ đạo: Apoapsis + Time to Apoapsis / Periapsis + Time to Periapsis

Chế độ cơ động: Thời gian đến nút điều động tiếp theo / Delta-V còn lại cho nút tiếp theo

Chế độ điểm hẹn: Khoảng cách tới mục tiêu / Vận tốc so với mục tiêu

Chế độ vào lại: Phần trăm quá nhiệt (tối đa) / Giảm tốc (G)

Chế độ bay: Độ cao / số Mach

Chế độ hạ cánh: Độ cao radar / Vận tốc dọc

Chế độ bổ sung: chưa được triển khai (chưa)

Để xem các chế độ khác nhau đang hoạt động, hãy xem video ở cuối phần hướng dẫn.

Bước 11: Lên Mặt trăng

Kích hoạt KSP, tải tàu yêu thích của bạn hoặc chế tạo một tàu mới và bạn sẽ đi!

Lời khuyên:

• Sử dụng nhóm hành động tùy chỉnh 5 cho thang của bạn
• Sử dụng nhóm hành động tùy chỉnh 6 cho các tấm pin mặt trời của bạn
• Sử dụng nhóm hành động tùy chỉnh 7 cho dù hoặc máng trượt
• Chỉ định hệ thống thoát khởi chạy và các bộ phân tách thích hợp cho nhóm hành động Hủy bỏ
• Đừng quên bạn cần phải trang bị nút Staging

Về nhì trong Cuộc thi Arduino 2017

Á quân Cuộc thi Tác giả Lần thứ Nhất 2018