Arduino Racing Simulator και Cockpit: 3 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Σε αυτό το διδακτικό θα σας δείξω πώς έφτιαξα έναν εξομοιωτή αγώνων VR πλήρως ελεγχόμενου με arduino με έναν ισχυρό τροχό ανατροφοδότησης δύναμης, μοχλό αλλαγής ταχυτήτων 6 ταχυτήτων και ράφι πεντάλ αλουμινίου. Το πλαίσιο θα είναι κατασκευασμένο από PVC και MDF. Ο στόχος μου για αυτό το έργο ήταν να δημιουργήσω μια αγωνιστική εμπειρία που αισθάνεται εξαιρετικά πραγματική στο VR. Δεν με ενδιέφερε πώς φαίνεται ο προσομοιωτής, αλλά πώς αισθάνεται όταν είναι ενεργοποιημένα τα γυαλιά VR. Iθελα επίσης να κάνω αυτό ένα έργο προϋπολογισμού και όλα τα υλικά που δεν περιλαμβάνουν γυαλιά VR μου κόστισαν λιγότερο από $ 350 από ένα τοπικό κατάστημα υλικού και την Amazon. Σημειώστε ότι το έργο του δεν είναι πλήρες, καθώς πρόκειται για ένα έργο που βρίσκεται σε εξέλιξη και θα ενημερώνω συχνά αυτό το Instructable, αλλά το ξεκινάω τώρα καθώς αυτό το έργο είναι το θεμέλιο λίθο μου στην τάξη STEM του λυκείου.

Προμήθειες

Τα υλικά για αυτό το έργο μπορούν να προμηθευτούν εύκολα από διαδικτυακούς λιανοπωλητές και μεγάλα καταστήματα υλικού κουτιών. Τούτου λεχθέντος, δεν θα παράσχω έναν πλήρη κατάλογο εξαρτημάτων PVC ή διαστάσεων PVC, καθώς αυτός ο προσομοιωτής κατασκευάστηκε με γνώμονα ένα συγκεκριμένο στυλ αυτοκινήτου και επίσης χτίστηκε με περιορισμούς μεγέθους για να ταιριάζει στο δωμάτιο που επέλεξα να το βάλω. Υπάρχουν πολλά διαφορετικά πράγματα που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά το σχεδιασμό του πλαισίου, όπως το στυλ του αυτοκινήτου, (GT Car, Drift Car, Time Attack, Formula 1 και άλλες τάξεις Open Cockpit…). Για το σχέδιό μου επέλεξα να μιμηθώ τη θέση και τη διάταξη οδηγών drift/Time Attack. Τώρα στα Υλικά.

Χρειαζονται ΥΛΙΚΑ:

Περίπου 40 πόδια από pvc 1,5 ιντσών

Περίπου 12 αγκώνες PVC 1,5 σε 90 μοίρες

Περίπου 25 PVC Τ-εξαρτήματα 1,5 ιντσών

3/4 Φύλλο MDF

100 πακέτο #10 Βιδωτές βίδες φύλλου 1in μήκος

100 συσκευασίες #10 Ξυλόβιδες μήκους 1,5 ιντσών

75 πόδια από 20awg Solid Core Wire

Arduino Leonardo (1)

Ποτενσιόμετρο 10k Ohm (3)

AMT103 Περιστροφικός κωδικοποιητής (1)

Ελεγκτής κινητήρα BTS7960 43a (1)

Τροφοδοτικό 12v 30a (1)

Διακόπτες τυπικού ορίου (7)

VEX Robotics 2.5in CIM Motor

VEX Robotics CIMple Gearbox 4.61: 1

1/2inin Keyed Hub από το andymark.com (Προϊόν #am-0077a) (1)

3D εκτυπωτής και νήματα (ABS και TPU)

συνδετήρες xt60 και xt90

Σωλήνες θερμοσυρρίκνωσης

Τιμόνι με μοτίβο τοποθέτησης 6x70mm

Προαιρετικό τιμόνι Γρήγορη απελευθέρωση

Κάδος κάδου και ρυθμιστικά

Προαιρετικά λουριά 4pt

Βήμα 1: Κατασκευή πλαισίου

Οι διαστάσεις των πλαισίων είναι πολύ ρευστές και εξαρτώνται από δύο διαφορετικούς παράγοντες. Τα πράγματα που πρέπει να λάβετε υπόψη είναι το κάθισμα που επιλέγετε για να φτιάξετε το κύριο πλαίσιο, το μέγεθος του χρήστη για να καθορίσει την απόσταση του πεντάλ, όπου θα τοποθετηθεί η κάρτα SIM, καθώς αφού συναρμολογηθεί δεν είναι εύκολο να μετακινηθεί και φυσικά το στυλ του αυτοκινήτου και την αίσθηση που ψάχνετε. Αφού επεξεργαστείτε όλες αυτές τις λεπτομέρειες, η διαδικασία κατασκευής είναι πολύ παρόμοια σε διαφορετικά sims. Ξεκινήστε με την κατασκευή του ορθογωνίου που θα φιλοξενήσει το κάθισμα. Σημειώστε ότι το τιμόνι είναι τοποθετημένο στο μπροστινό μέρος του ορθογωνίου του καθίσματος και επίσης βεβαιωθείτε ότι υπάρχει αρκετός χώρος για να γλιστρήσει το κάθισμα σε όλο το εύρος της κίνησής του για να διασφαλιστεί η δυνατότητα προσαρμογής. Στη συνέχεια, κόψτε ένα ορθογώνιο από MDF 3/4 ιντσών, όσο το ορθογώνιο του καθίσματος PVC και όσο οι οπές στερέωσης για τα ρυθμιστικά καθισμάτων σας. Από εκεί, μπορείτε να βιδώσετε το κάθισμά σας και να αρχίσετε να μετράτε πόσο ψηλά χρειάζεται το τιμόνι, καθώς και πόσο πρέπει να είναι το πλαίσιο του πεντάλ. Χρησιμοποιώντας μια τριγωνική κατασκευή για να συνδέσετε το άκρο της βάσης του πεντάλ στην κορυφή της βάσης του τιμονιού, βοηθά πολύ να σκληρύνετε το πλαίσιο. Εάν επιλέξετε να εγκαταστήσετε ζώνες, μπορείτε απλά να τοποθετήσετε τα άκρα της πλεξούδας στις ράγες των καθισμάτων μέσω των οπών τους. Ενώ αυτό δεν θα ήταν ασφαλές σε ένα πραγματικό αυτοκίνητο, είναι κάτι παραπάνω από αρκετή ακαμψία για έναν προσομοιωτή. Οι παραπάνω φωτογραφίες μπορούν να σας βοηθήσουν να κατανοήσετε τον σχεδιασμό του πλαισίου και να σχεδιάσετε το πλαίσιο σας. Δεν μπήκα στην κατασκευή με σκληρές διαστάσεις, καθώς τα πράγματα αρχίζουν να αλλάζουν όταν κάθεστε στο κάθισμα και προσπαθείτε να το κάνετε άνετο και εύχρηστο. Αφού συναρμολογηθεί το πλαίσιο σας, βεβαιωθείτε ότι κάθε άρθρωση είναι ασφαλής, δίνοντας σε κάθε εξάρτημα μια φορά ένα λαστιχένιο σφυρί. Στη συνέχεια, μπορείτε να ανοίξετε πιλοτικές οπές σε κάθε ένωση PVC και να εγκαταστήσετε μια βίδα #10 από λαμαρίνα για να συγκρατήσετε το PVC μαζί. Για τις περισσότερες αρθρώσεις μια βίδα είναι αρκετή, αν και στην κάθετη βάση του τιμονιού μπορεί να χρειαστεί να εγκαταστήσετε περισσότερες. Μόλις το πλαίσιο σας είναι μαζί, μπορείτε να ξεκινήσετε την εγκατάσταση ηλεκτρονικών.

Βήμα 2: Ηλεκτρονικά

Η εγκατάσταση του κωδικοποιητή είναι πολύ απλή, καθώς η οπή κωδικοποιητή είναι 1/2 ίντσα και ταιριάζει απόλυτα στον άξονα του κιβωτίου ταχυτήτων. Ο κωδικοποιητής με διεπαφή με το arduino Leonardo για να πει στον υπολογιστή πού βλέπει το τιμόνι. Στη συνέχεια, ακολουθήστε το διάγραμμα καλωδίωσης για να κάνετε όλες τις απαραίτητες συνδέσεις. Μπορείτε είτε να κολλήσετε απευθείας στο arduino είτε να χρησιμοποιήσετε τις κεφαλίδες καρφιτσών. Επέλεξα να κολλήσω για να βεβαιωθώ ότι καμία σύνδεση δεν αναιρείται κατά λάθος. Στη συνέχεια, πρέπει να επιλέξετε ένα περίβλημα για το τροφοδοτικό, τον ελεγκτή κινητήρα και το arduino. Επέλεξα να χρησιμοποιήσω δοχείο πυρομαχικών, καθώς είναι φθηνά και εύκολα διαθέσιμα και πολύ ανθεκτικά. Διάτρησα τρύπες στο πλάι και εγκατέστησα λαστιχένιες σχάρες για να προστατεύσω τα καλώδια από τις αιχμηρές άκρες. Στη συνέχεια, έτρεξα όλες τις συνδέσεις από το arduino και βγήκα από τη σχάρα με πλεκτό μανίκι νάιλον καλωδίου. Εγκατέστησα επίσης συνδετήρες xt60 και xt90 περίπου 6 in μετά το grommet για να διευκολύνω την αντικατάσταση και τις μελλοντικές αναβαθμίσεις. Αφού ολοκληρωθούν όλες οι καλωδιώσεις, μπορείτε να τοποθετήσετε το μοτέρ ανάδρασης δύναμης στη βάση του τιμονιού. Για να συνδέσετε το τιμόνι στον κόμβο του κινητήρα, θα χρειαστεί να εκτυπώσετε τρισδιάστατο προσαρμογέα. Το αρχείο Solidworks για τον προσαρμογέα μπορεί να συνδεθεί. Ο μετατροπέας δεν ήταν ο σχεδιασμός μου, μετά από πολλές αποτυχημένες προσπάθειες επέλεξα να χρησιμοποιήσω ένα δημοφιλές σχέδιο στο Thingiverse. Αυτό μπορεί να βρεθεί με μια γρήγορη αναζήτηση και έχει όλη την τεκμηρίωση που απαιτείται για τη συναρμολόγηση, οπότε δεν θα ασχοληθώ με το θέμα εδώ. Για να τοποθετήσετε το μοχλό αλλαγής ταχυτήτων, θα χρειαστείτε τα αρχεία βάσης μετατόπισης και ιμάντα αλλαγής ταχυτήτων. Η βάση πρέπει να εκτυπώνεται σε ABS ενώ ο ιμάντας πρέπει να εκτυπώνεται από εύκαμπτο TPU. Αυτή η βάση σας επιτρέπει να προσαρμόσετε γρήγορα το μοχλό αλλαγής ταχυτήτων και ακόμη και να αλλάξετε πλευρές για αυτοκίνητα LHD και RHD. Προς το παρόν, έχω ολοκληρώσει μέχρι αυτό το σημείο. Τα επόμενα βήματα είναι η συναρμολόγηση της σχάρας και του κιβωτίου πεντάλ. Αυτό θα γίνει σύντομα και το εκπαιδευτικό θα ενημερωθεί ώστε να αντικατοπτρίζει την πρόοδό μου. Υπάρχουν υπέροχα παραδείγματα πεντάλ SIM DIY στο YouTube, τα οποία μπορούν να προσαρμοστούν για να λειτουργούν εύκολα με αυτό το έργο, αλλά αποφάσισα να κατασκευάσω τη διάταξη του πεντάλ εξ ολοκλήρου από αλουμίνιο για να αυξήσω την πτυχή του ρεαλισμού.

Βήμα 3: Επόμενα βήματα

Μετά την ολοκλήρωση της διάταξης του πεντάλ, η καλωδίωση μπορεί να οριστικοποιηθεί και στη συνέχεια ο προσομοιωτής είναι έτοιμος για χρήση. Θυμηθείτε ότι αυτός ο προσομοιωτής δεν σχεδιάστηκε για χρήση με ρύθμιση οθόνης, επομένως δεν υπάρχουν καταλύματα για την τοποθέτηση οθονών. Επέλεξα αυτή τη διαδρομή επειδή ένα καλό σύνολο googles VR είναι πολύ φθηνότερο από την παραδοσιακή ρύθμιση τριπλής οθόνης και πιστεύω ότι ο ρεαλισμός του να μπορείς να κοιτάξεις γύρω από το εσωτερικό ενός αυτοκινήτου σε παιχνίδια όπως το Assetto Corsa ή το Project Cars 2 φέρνει ένα εντελώς νέα διάσταση στην εμπειρία του προσομοιωτή.