Робимо кермо та педалі до комп’ютера - Для вмілих рук
Кульовий модуль. У цьому розділі буде розказано, як зробити основний модуль керма: настільний кожух, що містить майже всі механічні та електричні компоненти керма. електрична схема буде пояснена в розділі "проводка", тут же охоплять механічні деталі колеса.
На малюнках: 1 – рульове колесо; 2 - маточина колеса; 3 – вал (болт 12мм x 180мм); 4 – гвинт (тримає підшипник на валу); 5 – 12мм підшипник в опорному кожусі; 6 - центруючий механізм; 7 – болт-обмежувач; 8 – шестерні; 9 - 100к лінійний потенціометр; 10 – фанерна основа; 11 - обмежувач обертання; 12 - скоба; 13 – гумовий шнур; 14 – кутовий кронштейн; 15 – механізм перемикання передач.
На рисунках угорі показані загальні плани модуля (без механізму перемикання передач) збоку та у вигляді зверху. Для надання міцності всієї конструкції модуля використовується короб зі скошеними кутами з 12мм фанери, до якого спереду прикріплений виступ 25мм для кріплення до столу. Рульовий вал зроблений зі звичайного болта кріплення довжиною 180мм і діаметром 12мм. Болт має два 5мм отвори - один для болта-обмежувача (7), що обмежує обертання колеса, і один для сталевого пальця механізму центрування, описаного нижче. Підшипники, що використовуються, мають 12мм внутрішній діаметр і прикручені до валу двома гвинтами (4). Центрувальний механізм - механізм, який повертає кермо у центральне положення. Він має працювати точно, ефективно, бути простим та компактним. Є кілька варіантів, тут буде описано один із них.
Болт-обмежувач (7) м5 довжиною 25мм вкручується у вертикальний отвір у рульовому валу. Безпосередньо під валом кронштейн вкручується болт 20мм m6 (11). Для зменшення звуку при ударі на болти можна одягнути гумові трубочки. Якщо потрібний менший кут повороту, тоді в кронштейн треба вкрутити два болти на потрібній відстані. Потенціометр кріпиться до основи через простий куточок та з'єднується з валом. Максимальний кут обертання більшості потенціометрів становить 270 градусів, і якщо кермо розроблено для обертання 350 градусів, то необхідний редуктор. Пара шестерень зполаманого принтера підійдуть ідеально. Потрібно лише правильно вибрати кількість зубів на шестірнях, наприклад 26 і 35. У цьому випадку передавальне число буде 0.75:1 або обертання на 350 градусів керма дасть 262 на потенціометрі. Якщо кермо крутитиметься в діапазоні 270 градусів, то вал з'єднується з потенціометром безпосередньо.
Педалі.Основа модуля робиться аналогічно модулю керма з 12мм фанери з поперечкою з твердої деревини (3) для кріплення пружини повернення. Полога форма основи служить підставкою для ніг. Стійка педалі (8) зроблена з 12мм сталевої трубки, до верхнього кінця якої кріпиться болтами педаль. Через нижній кінець стійки проходить 5мм стрижень, який тримає педаль у монтажних кронштейнах (6), прикручених до основи та виготовлених із сталевого куточка. Поперечка (3) проходить через усю ширину педального модуля і надійно (має витримувати повне розтягнення пружин) приклеюється та пригвинчується до основи (2). Пружина повернення (5) кріпиться до сталевого гвинта з вушком (4), який проходить через поперечину прямо під педаллю. Така конструкція кріплення дозволяє легко регулювати натяг пружини. Інший кінець пружини чіпляється до стійки педалі (8). Педальний потенціометр встановлений на простому L-кронштейні (14) у задній частині модуля. Тяга (11) кріпиться до приводу (12) на втулках (9, 13), дозволяючи опору обертатися в діапазоні 90 градусів.
Ручка перемикання передач.Важіль коробки є алюмінієву конструкцію, як на малюнку зліва. Сталевий стрижень (2) з нарізаним різьбленням кріпиться до важеля через втулку (1) і проходить через отвір, просвердлений в Г-подібному кронштейні на підставі модуля керма. По обидва боки отвори в кронштейні на стрижень встановлені двіпружини (1) і затягнуті гайками так, щоб створювалося зусилля під час руху важеля. Дві великі шайби (4, 2) розташовуються між двома мікровимикачами (3), які прикручені один на одному до основи. Все це добре видно на малюнках зліва та знизу.
З педалями не так просто. Поворот керма еквівалентний руху джойстика вліво/вправо, а натискання педалей газ/гальмо відповідно - вгору/вниз. І якщо відразу натиснути на обидві педалі, то вони взаємно виключать один одного, і жодногодії не піде. Це одно-осьова система підключення, яку підтримує більшість ігор. Але багато сучасних симуляторів, типу GP3, F1-2000, TOCA 2 і т.д., використовують двоосьову систему газ/гальмо, дозволяючи застосовувати на практиці методи управління, пов'язані з одночасним використанням газу та гальма. Нижче показано обидві схеми.
Схема підключення одноосьового пристрою. Схема підключення двох-осьового пристрою
Деталей в описуваному пристрої небагато, і найголовніші з них – потенціометри. По-перше, вони повинні бути лінійними, опором у 100к, і в жодному разі не логарифмічними (їх іноді називають аудіо), тому що ті призначені для аудіо-пристроїв, типу регуляторів гучності, і мають нелінійну трасу опору. По-друге, дешеві потенціометри використовують графітову трасу, яка зноситься дуже швидко. У дорожчих використовуються металокераміка та струмопровідний пластик. Такі пропрацюють набагато довше (приблизно – 100,000 циклів). Вимикачі - будь-які які є, але, як було написано вище, вони повинні мати миттєвий (тобто незаперечний) тип. Такі можна дістати зі старої миші. Стандартний роз'єм джойстика D-типу з 15 голками продається в будь-якому магазині, де торгують радіодеталями. Проводи будь-які, головне, щоб їх можна було легко припаяти до роз'єму.
Підключення та калібрування.Всі тести повинні проводитися на відключеному від комп'ютера потроїстві. Спочатку треба візуально перевірити паяні сполуки: ніде не повинно бути сторонніхперемичок та поганих контактів. Потім треба відкалібрувати кермовий потенціометр. Оскільки використовується опір 100к, можна виміряти приладом опір між двома сусідніми контактами і налаштувати на 50к. Однак, для більш точної установки потрібно заміряти опір потенціометра, повернувши кермо до упору вліво, потім до упору вправо. Визначити діапазон, потім розділити на 2 та додати нижній результат вимірювань. Отримане число треба виставити, використовуючи прилад. Через відсутність вимірювальних приладів, потрібно виставити потенціометр в центральне положення, наскільки це можливо. Потенціометри педалей при встановленні повинні бути увімкнені. Якщо застосовується одно-осьова система, то опір педалі газу має бути встановлений у центр (50к на приладі), а опір гальма бути вимкнений (0к). Якщо все зроблено правильно, то опір всього педального модуля, виміряний між голками 6 і 9, повинен зменшитися, якщо натиснути на газ, і збільшиться - якщо на гальмо. Якщо це не станеться, тоді треба поміняти місцями зовнішні контакти опору. Якщо застосовується схема двох-осьового підключення, то обидва потенціометри можуть бути встановлені на нуль. Якщо є перемикач, перевіряється схема одно-осьової системи.
Перед з'єднанням з комп'ютером необхідно перевірити електричний ланцюг, щоб не виникло короткого замикання. Тут буде потрібно вимірювальний прилад. Перевіряємо, що немає контакту з живленням +5v (голки 1, 8, 9 та 15) та землею (4, 5 та 12). потім перевіряємо, щоб контакт між 4 і 2, якщо натиснути кнопку 1. Теж саме між 4 і 7, для кнопки 2. Далі перевіряємо кермо: опір між 1 і 3 зменшується, якщо повернути колесо вліво, і збільшується, якщо вправо. В одно-осьовий системі опір між голками 9 і 6 зменшиться, колинатиснута педаль газу, і збільшується, коли натиснути гальмо.
Останній етап – підключення до комп'ютера. Підключивши штекер до саундкарти, вмикаємо комп'ютер. Заходимо до "Панель управління - Ігрові пристрої" вибираємо "додати - особливий". Ставимо тип - "джойстик", осей - 2, кнопок 2, пишемо ім'я типу "LXA4 Super F1 Driving System" і тиснемо OK 2 рази. Якщо все було зроблено правильно і руки ростуть куди треба, то поле "стан" має змінитися на "ОК". Клацаємо "властивості", "налаштування" та дотримуємося інструкцій на екрані. Залишається запустити улюблену іграшку, вибрати у списку свій пристрій, якщо потрібно, додатково його налаштувати, і все, в добрий шлях!