Руль с педалями самодельно

После выхода трех частей серии статей "Недорого и сердито" в мой электронный почтовый ящик "свалилось" немало писем с вопросами: "А можно ли хоть каким-то образом сделать более-менее приличный руль в комплекте с педалями собственными руками и в домашних условиях?".
Отвечаю: Да!
Это не слишком просто, но, тем не менее, вполне реально.
Главное — найти на радиорынке или у друзей три переменных резистора (номиналы читайте в тексте статьи), а также иметь хоть какой-то опыт пользования мелким столярно-слесарным инструментом и паяльником.
Про то, что у вас должен быть компьютер и вы должны хоть немного знать, из чего он состоит, я уже не говорю. Это, как говорится: "по умолчанию".
Итак, если все вышеприведенные условия вами соблюдены и вы готовы приняться за дело, начнем!

Как все это работает
Большинство персональных компьютеров, используемых для игр, имеет звуковую карту.
На этой карте есть геймпорт, в который можно подключать джойстики, геймпады, рули, миди-клавиатуры и прочие мультимедиа-устройства. Все эти девайсы используют возможности игрового порта практически одинаково — разница лишь в конструкции устройства, а пользователь уже выбирает то, что ему более близко, исходя из его любимого игрового жанра (авиасимуляторы, автосимуляторы, аркады и пр.).
Геймпорт персонального компьютера поддерживает 4 переменных сопротивления (потенциометра) и 4 мгновенных кнопки-выключателя (которые включены, пока нажаты). Получается, что можно в один порт подключить 2 джойстика: по 2 сопротивления (одно — влево/вправо, другое — вверх/вниз) и по 2 кнопки на каждый.
Руль и педали своими рукамиЕсли посмотреть на звуковую карту, то, скорее всего, вы наверняка обнаружите там точно такой же разъем, как показан на рисунке 1.
Синим цветом указано, каким иголкам в порту соответствуют функции джойстика: например j1 Х означает "джойстик 1 ось Х" или btn 1 — "кнопка 1". Номера иголок показаны черным цветом, считать надо справа налево, сверху вниз. Причем, знайте, что при использовании геймпорта на звуковой плате нужно избегать подключений к иголкам 12 и 15. Звуковая плата использует эти выходы для midi, соответственно, на передачу и прием.
В стандартном джойстике потенциометр оси Х отвечает за движение рукоятки влево/вправо, а сопротивление оси Y — вперед/назад. Применительно к рулю и педалям ось Х становится управлением, а ось Y, соответственно, дросселем (он же "газ") и тормозом (разъяснять, думаю, не надо). Ось Y должна быть разделена и подключена так, чтобы 2 отдельных сопротивления (для педалей газа и тормоза) действовали как одно сопротивление, как в стандартном джойстике.
Если немного посидеть, поразбираться, то вся структура и собственно идея геймпорта станет понятна вам в достаточно полной мере, а это значит, что в дальнейшем для вас не составит особенного труда самолично спроектировать любое игровое устройство (вокруг основных двух сопротивлений и четырех выключателей), а именно: рулевые колеса, рукоятки мотоцикла, контроль тяги самолета — в общем, лишь бы фантазии хватило.

Рулевой модуль.
Руль и педали своими рукамиВ этом разделе будет рассказано, как сделать основной модуль руля, а именно: настольный кожух, содержащий почти все механические и электрические компоненты руля (сама электрическая схема будет разъяснена ниже).
На рисунках 2 и 3 показаны общие планы модуля (без механизма переключения передач) как "вид сбоку" и "вид сверху". Для придания прочности всей конструкции модуля используется короб со скошенными углами из 12-миллиметровой фанеры, к которому спереди прикреплен 25-миллиметровый (далее — "мм") выступ для крепления к столу. 

(1 — рулевое колесо 2 — ступица колеса 3 — вал (болт 12 мм x 180 мм) 4 — винт (держит подшипник на валу) 5 — 12 мм подшипник в опорном кожухе 6 — центрирующий механизм 7 — болт-ограничитель 8 — шестерни 9 — 100 кОм линейный потенциометр 10 — фанерная основа 11 — ограничитель вращения 12 — скоба 13 — резиновый шнур 14 — угловой кронштейн 15 — механизм переключения передач)

Рулевой вал сделан из обычного крепежного болта длиной 180мм и диаметром 12мм. Болт имеет два 5мм отверстия — одно для болта-ограничителя (7), ограничивающего вращение колеса, и другое для стального пальца механизма центрирования, описанного ниже. Используемые подшипники имеют 12мм внутренний диаметр и прикручены к валу двумя руль с педалями самодельно винтами (4).
Руль и педали своими рукамиЦентрирующий механизм — механизм, который возвращает руль в центральное положение. Он должен работать точно, эффективно и быть при этом простым и компактным. Для его реализации можно использовать несколько вариантов, здесь же будет описан лишь один из них.
Механизм, изображенный на рис. 4, состоит из двух алюминиевых пластин (2) толщиной 2мм, через которые проходит рулевой вал (5). Эти пластины разделены четырьмя 13мм вкладышами (3). В рулевом валу просверлено 5мм отверстие, в которое вставлен стальной стержень (4). 22мм болты (1) проходят через пластины, вкладыши и отверстия, просверленные в концах стержня, фиксируя все это вместе. Резиновый шнур накручивается между вкладышами на одной стороне, затем по вершине рулевого вала и, наконец, между вкладышами с другой стороны. Натяжение шнура можно менять, чтобы регулировать сопротивление колеса.
Чтобы избежать повреждений потенциометра, необходимо сделать ограничитель вращения колеса. Практически все промышленные рули имеют диапазон вращения 270 градусов. Однако здесь будет описан механизм поворота на 350 градусов, уменьшить который будет не проблема. Стальной Г-образный кронштейн длиной 300 мм (14) прикрепляется болтами к основе модуля. Этот кронштейн служит для нескольких целей, а именно:
— является местом крепления резинового шнура центрирующего механизма (два болта m6 по 20мм в каждом конце).
— обеспечивает надежную точку блокирования вращения колеса.
— усиливает всю конструкцию в момент натяжения шнура.
Болт-ограничитель (7) m5 длиной 25мм вкручивается в вертикальное отверстие в рулевом валу. Непосредственно под валом в кронштейн вкручивается болт 20мм m6 (11). Для уменьшения звука при ударе на болты можно надеть резиновые трубочки. Если нужен меньший угол поворота, тогда в кронштейн можно вкрутить два болта на необходимом расстоянии.
Руль и педали своими рукамиПотенциометр крепится к основанию через простой уголок и соединяется с валом. Максимальный угол вращения большинства потенциометров составляет 270 градусов, и если руль разработан для вращения в 350 градусов, то необходим редуктор. Пара шестерен из окончательно вышедшего из строя принтера подойдут идеально. Нужно только правильно выбрать количество зубов на шестернях, например 26 и 35. В этом случае передаточное число будет 0.75:1 или вращение на 350 градусов руля даст 262 градуса на потенциометре. Если вы не желаете заниматься математикой и не против, чтобы ваш руль вращался лишь в диапазоне 270 градусов, то вал с потенциометром можно соединить напрямую.

Переключение передач
Рычаг коробки передач представляет собой алюминиевую конструкцию (см. рисунок 5).
Руль и педали своими рукамиСтальной стержень (2) с нарезанной резьбой крепится к рычагу через втулку (1) и проходит через отверстие, просверленное в Г-образном кронштейне на основании модуля руля. С обеих сторон отверстия в кронштейне на стержень установлены две пружины (1) и затянуты гайками так, чтобы создавалось усилие при движении рычага. Две большие шайбы (4, 2) располагаются между двумя микровыключателями (3), которые прикручены один на другом к основанию.
Все это хорошо видно на рисунках 6 и 7.
На рисунке 8 показан альтернативный механизм переключения передач. Он расположен на руле, как в болидах Формулы 1. Здесь используются два маленьких шарнира (4), которые установлены на ступицу колеса.
Рычаги (1) крепятся к шарнирам таким способом, чтобы они могли двигаться только в одном направлении, то есть "к колесу". В отверстия в рычагах вставляются два маленьких выключателя (3), так, чтобы при нажатии они упирались в резиновые подушечки (2), приклеенные к колесу, и срабатывали. Если выключатель имеет недостаточно жесткое давление, то возврат рычагов можно обеспечить пружинами (5), установленными на шарнир.
Руль и педали своими руками  Руль и педали своими руками
Педали
Руль и педали своими руками

Основа модуля делается аналогично модулю руля из 12 мм фанеры с поперечиной из твердой древесины (3) для крепления пружины возврата. Пологая форма основы служит подставкой для ног. Стойка педали (8) сделана из 12 мм стальной трубки, к верхнему концу которой крепится болтами педаль. Через нижний конец стойки проходит 5 мм стержень, который держит педаль в монтажных кронштейнах (6), прикрученных к основанию и сделанных из стального уголка. Поперечина (3) проходит через всю ширину педального модуля и надежно (должна выдерживать полное растяжение пружин) приклеивается и привинчивается к основанию (2). Пружина возврата (5) крепится к стальному винту с ушком (4), который проходит через поперечину прямо под педалью. Такая конструкция крепления позволяет легко регулировать натяжение пружины. Другой конец пружины цепляется к стойке педали (8).

Руль и педали своими рукамиРуль и педали своими руками
Педальный потенциометр установлен на простом L-кронштейне (14) в задней части модуля. Тяга (11) крепится к приводу (12) на втулках (9, 13), позволяя сопротивлению вращаться в диапазоне 90 градусов (Рис. 9, 10).

Руль и педали своими рукамиПроводка
Немного о том, как работает потенциометр. Если снять с него крышку, то можно увидеть, что он состоит из изогнутой токопроводящей дорожки с контактами А и С на концах и бегунка, соединенного с центральным контактом В (рис. 11).
Когда вал вращается против часовой стрелки, сопротивление между А и В увеличится на то же самое количество, на какое уменьшается между С и В.
Подключается вся система по схеме стандартного джойстика, имеющего 2 оси и две кнопки. Красный провод всегда идет на средний контакт сопротивления, а вот фиолетовый (3) может быть подключен на любой из боковых, в зависимости от того, как установлено сопротивление.
С педалями не так все просто. Поворот руля эквивалентен движению джойстика влево/вправо, а нажатие педалей газ/тормоз соответственно — вверх/вниз. И если сразу нажать на обе педали, то они взаимно исключат друг друга, и никакого действия не последует. Это одно-осевая система подключения, которую поддерживает большинство игр. Но многие современные симуляторы, типа GP3, F1-2000, TOCA 2 и т.д., используют двух-осевую систему газ/тормоз, позволяя применять на практике методы управления, связанные с одновременным использованием газа и тормоза. Ниже показаны обе схемы.
Так как много игр не поддерживают двойную ось, то будет разумно собрать коммутатор (рис. 14), который позволит переключаться между одно- и двух-осевой системой переключателем, установленным в педальном модуле или в "приборной панели".

Руль и педали своими рукамиЭлектрические компоненты
Деталей в описываемом устройстве не много, и самые главные из них — потенциометры. Во-первых, они должны быть линейными, сопротивлением в 100 кОм и ни в коем случае не логарифмическими (их иногда называют "аудио"), потому что те предназначены для аудио-устройств, типа регуляторов громкости, и имеют нелинейную трассу сопротивления. Во-вторых, дешевые потенциометры используют графитовую трассу, которая износится весьма быстро. В более дорогих используются металлокерамика и токопроводящий пластик. Такие проработают намного дольше (примерно — 100 000 циклов).
Выключатели — любые, какие есть, но, как было написано выше, они должны иметь мгновенный (то есть незапирающий) тип. Такие можно достать из старой "мышки".
Стандартный разъем джойстика D-типа с 15 иголками продается практически в любом магазине, где торгуют радиодеталями или на ждановическом радиорынке.
Провода любые, главное, чтобы их можно было легко припаять к разъему.

Подключение и калибровка
Внимание!!! Все тесты должны проводиться на отключенном от компьютера устройстве.
Сначала надо визуально проверить паяные соединения: нигде не должно быть посторонних перемычек и плохих контактов.
Руль и педали своими рукамиЗатем надо откалибровать рулевой потенциометр. Так как используется сопротивление 100 кОм, то можно измерить прибором сопротивление между двумя соседними контактами и настроить на 50 кОм. Однако, для более точной установки, нужно замерить сопротивление потенциометра, повернув руль до упора влево, затем до упора вправо. Определить диапазон, затем разделить на 2 и прибавить нижний результат измерений. Полученное число и надо выставить, используя прибор. За неимением измерительных приборов нужно выставить потенциометр в центральное положение, насколько это возможно. Потенциометры педалей при установке должны быть слегка включены. Если применяется одно-осевая система, то сопротивление педали газа должно быть установлено в центр (50 кОм на приборе), а сопротивление тормоза быть выключено (0 кОм). Если все сделано правильно, то сопротивление всего педального модуля, измеренное между иголками 6 и 9, должно уменьшиться, если нажать на газ, и увеличиться — если на тормоз. Если это не случится, тогда надо поменять местами внешние контакты сопротивления. Если применяется схема двух-осевого подключения, то оба потенциометра могут быть установлены на ноль. Если есть переключатель, то проверяется схема одно-осевой системы.
Перед соединением с компьютером необходимо проверить электрическую цепь, чтобы не возникло короткого замыкания. Здесь потребуется измерительный прибор. Проверяем, что нет контакта с питанием +5v (иголки 1, 8, 9 и 15) и землей (4, 5 и 12). затем проверяем, чтобы был контакт между 4 и 2, если нажать кнопку 1. То же самое между 4 и 7, для кнопки 2. Далее проверяем руль: сопротивление между 1 и 3 уменьшается, если повернуть колесо влево, и увеличивается, если вправо. В одно-осевой системе сопротивление между иголками 9 и 6 уменьшится, когда нажата педаль газа, и увеличивается, когда нажат тормоз.
Руль и педали своими руками
Последний этап — подключение к компьютеру. Подключив штекер к саундкарте, включаем компьютер. Заходим в "Панель управления — Игровые устройства", выбираем "добавить — особый". Ставим тип — "джойстик", осей — 2, кнопок 2, пишем имя типа "My Super F1 Driving System" и давим OK 2 раза. Если все было сделано правильно и руки растут откуда надо, то поле "состояние" должно измениться на "ОК". Щелкаем "свойства", "настройка" и следуем инструкциям на экране.
Остается запустить любимую игрушку, выбрать в списке свое устройство, если потребуется, дополнительно его настроить, и... Поехали!

SilentMan


Источник: http://vrgames.by/content/rul-i-pedali-svoimi-rukami

Закрыть ... [X]

Руль и педали своими руками VRgames - Компьютерные игры Макет леса поделка



Руль с педалями самодельно Руль для PC из клавиатуры небольшой бонус Паркфлаер
Руль с педалями самодельно Руль и педали для компьютера своими руками. Схема
Руль с педалями самодельно Руль и педали для ПК своими руками на Atmega16 (Mjoy 16)
Руль с педалями самодельно Самодельный руль для компа - Pikabu
Руль с педалями самодельно 8 класс школ, не имеющих учебно-опытного участка
Руль с педалями самодельно Аппарат для вакуумной упаковки
Руль с педалями самодельно В.Ю. Конелес - t
Руль с педалями самодельно Воздушка - объемное колье на леске
Вышивка логотипов авто. - Перетяжка салона Вяжем спицами модную женскую шапку по профессиональным Детские поделки из бумаги и картона : Детские поделки Зуб мудрости режется и болит Как мы покоряли 2-х шаговый кракле разных фирм Косвенные расходы Новогодние поделки своими руками для детского сада. Снеговик