DIY Flight Sim Switch Panel - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Nachdem ich viele Jahre in der Flugsimulations-Community verbracht und mich mit immer komplizierteren Flugzeugen beschäftigt hatte, sehnte ich mich nach der Fähigkeit, meine Hände an den physischen Schaltern zu halten, anstatt zu versuchen, mit der rechten Hand zu fliegen, während ich die Maus in meinem nicht dominanten linke Hand, um kurzfristig kleine Schalter im Cockpit zu betätigen. Ich habe weder das Geld noch die Zeit für ein komplettes Cockpit-Setup, und selbst wenn, werde ich nicht für jedes Flugzeug, das ich fliege, eines bauen (es gibt viele). Außerdem nutze ich viele der Schalter im Cockpit so gut wie nie und noch weniger muss ich kurzfristig erreichen. Allerdings sind mir bei meinem HOTAS die Knöpfe und Schalter ausgegangen. Was also tun?

Dies ist, als mein Gehirn eine Erinnerung von vor einiger Zeit aufrief, als ich nur zum Spaß Flugsimulationshardware durchstöberte (meine asoziale, nerdige Version des Schaufensterbummels in der Mall). Ich hatte ein Saitek-Schaltfeld gesehen, das mit Funktionen im Stil der allgemeinen Luftfahrt beschriftet war: Außenlichter, Magnetzünder, Fahrwerk, Pitot-Heizung usw. Es war natürlich außerhalb meiner Preisklasse, und ich musste etwas ernsthaftes tun Umbenennung, wenn ich es für Kampfflugzeuge verwenden wollte, wofür ich wirklich eine Schalttafel brauchte. Die Idee blieb jedoch hängen, und letzten Sommer, da ich nichts Besseres zu tun hatte, dachte ich, ich würde mein eigenes bauen.

Lieferungen:

Materialien zum Bau einer Kiste

Steuerelemente der Wahl (ich habe Schalter verwendet, aber Sie könnten Knöpfe, Drehknöpfe, Schieberegler oder alles andere haben, was Sie herausfinden können, wie Sie es verkabeln können.)

Einige gute 2-Positionen-Schalter (Amazon)

Einige gute 3-Positionen-Schalter (Amazon)

Teensy Board (Ich habe ein 3.2 verwendet, aber 3.x, 4.x und LC werden mit Sicherheit funktionieren; bei 2.x bin ich mir nicht sicher. Weitere Informationen zu Teensy-Boards finden Sie unter https://www.pjrc.com /kätzchen/)

Einige 22ish-Gauge-Elektrokabel (fester Kern ist am einfachsten zu verarbeiten; ich habe meinen hier bei Amazon gefunden)

Dünnes 60/40 Elektrolot (Amazon)

Stripboard (Amazon)

Erforderliche Pin-Header (sie sind sehr leicht zu finden und Ihre Bedürfnisse hängen davon ab, was Sie haben und wie Sie vorgehen möchten, daher habe ich keinen Link eingefügt)

PCB-Abstandshalter (wiederum ist eine große Auswahl verfügbar und die Bedürfnisse jedes Einzelnen werden ein wenig anders sein, daher habe ich keinen Link eingefügt. Ich empfehle dringend, Metall- und nicht Kunststoff-Abstandshalter zu verwenden, da die Wahrscheinlichkeit geringer ist, dass Sie versehentlich abstreifen Sie.)

Schritt 1: Prototyp

Mein Prototyp ist ehrlich gesagt ein wenig peinlich. Es beinhaltete eine Menge blanker, verdrillter Drähte, einen unglaublich unordentlichen Arduino-Code, einen Teensy 3.2 und außergewöhnlich unzuverlässige elektrische Verbindungen. Es kann auch Karton gewesen sein. Trotz seiner zahlreichen Mängel lieferte es den Proof of Concept und ermöglichte es mir, es ziemlich kostenlos auszuprobieren, da ich bereits alle Teile herumliegen hatte. Es erwies sich auf lange Sicht als äußerst wertvoll, da ich viele Probleme mit dem Prototyp entdeckte und korrigierte und meine Ziele für das Endprodukt verfeinern konnte. Ich habe auch fast alles wiederverwendet (der Karton war eine verlorene Sache) in der nächsten Manifestation davon, die ich jetzt verwende. Ich empfehle dringend, einen dedizierten Prototyp zu bauen, um sich selbst die Möglichkeit zu geben, ihn auszuprobieren und Überraschungen auszusortieren, bevor Sie alles daran setzen und eine endgültige Version erstellen.

Schritt 2: Bestimmen Sie eine Liste von Funktionen, die Sie wollen/benötigen

Idealerweise sollte dies Dinge beinhalten, auf die Sie kurzfristig zugreifen müssen, für die Sie jedoch keinen Platz auf Ihrem HOTAS haben, wie Masterarm, Backup-Flugsteuerungssysteme, Störsendersteuerungen, Gegenmaßnahmensteuerungen usw. Ich empfehle, sich mit einem HOTAS vertraut zu machen bevor Sie eine Schalttafel bauen, da sich Ihre Anforderungen je nach HOTAS ändern können. Während meines Prototypen-Tests fand ich es auch gut, Schalter für Dinge zu verwenden, für die ich normalerweise die Tastatur verwenden würde, da dies die Immersion merklich erhöhte. Ich habe daher Dinge wie Motorsteuerungen hinzugefügt (Motorlauf / -stopp, Kabinenhaubensteuerung, Getriebe, Klappen usw.). In anderen Flugzeugen, wie der 737 oder der GA, habe ich sie für Dinge wie Autopilot-Steuerungen, externe Lichtsteuerungen, Notfallsysteme usw. verwendet. Es war auch sehr praktisch, sie Anti-Eis-Systemen wie Pitot Heat und Carb Heat zuzuweisen, da das sind Dinge, die ich häufig ein- und ausschalte.

Ich habe eine Tabelle verwendet, um all diese Listen zu organisieren und 2-Positionen- und 3-Positions-Schalter auszurichten. Sie könnten wahrscheinlich mit nur 2-Positionen-Schaltern davonkommen, aber Dinge wie die Störsender- und Spendersteuerung im F/A-18 sind mit einem 3-Positions-Schalter immersiver und formgetreuer, und in einigen Fällen ist es ziemlich erforderlich, wie der Wegpunkt-/Markierungspunkt-/Missionswähler in der CDU des A-10C. Die Klappen der meisten Flugzeuge haben auch mindestens drei Positionen (die A-10C und die F/A-18 sind Beispiele), und diejenigen, die nur 2 Klappenpositionen haben, können den 3-Positionen-Schalter genauso gut verwenden, indem Sie nur 2 der 3. verwenden Positionen. (Einkaufstipp: Es lohnt sich, die technischen Namen von Schaltern zu kennen (SPST-Kippschalter, SPDT-Kippschalter, Rotary usw.) Suchmaschinen wissen normalerweise nicht, was Sie meinen, wenn Sie nach „Kippschaltern“fragen Dinge sind hier.)

Der letzte Trick besteht hier darin, eine Reihenfolge für die Schalter festzulegen. Denken Sie daran, wo sich das Schaltfeld befindet; Vielleicht möchten Sie Schalter, auf die Sie schneller zugreifen müssen, näher an der Position Ihrer Hand platzieren. In meinem Fall fliege ich mit meiner rechten Hand am Steuerknüppel und meiner linken Hand am Gashebel, sodass die Schalttafel auf der linken Seite meines Schreibtisches liegt. Da sich meine Tastatur und Maus zwischen meinem Stick und dem Gashebel befinden, befindet sich das Bedienfeld auf der linken Seite meines Gashebels, sodass sich die Schnellzugriffsschalter rechts neben dem Schalterfeld in der Nähe meiner Hand befinden sollten.

Wenn Sie sich für die von mir verwendete Tabelle interessieren, finden Sie sie hier in Google Tabellen. (Leider lässt mich Instructables aus irgendeinem Grund keine Tabelle hochladen.)

Schritt 3: Entwerfen Sie die Box

Die Schalter müssen an etwas befestigt werden, und das Etwas wird wahrscheinlich auf Ihrem Schreibtisch sitzen. In meinem Fall habe ich aus 1x4 Holzstücken eine Box von 29 x 12 cm und 6 cm Höhe mit einer 1/4” dicken Acrylfront gemacht. Es ist strukturell etwas übertrieben, aber die Verwendung größerer Materialien machte es einfacher, sie miteinander zu verbinden und ließ mehr Raum für Fehler. Denken Sie bei der Auswahl der Materialien daran, dass schwerer normalerweise besser ist, da Sie die Schalter so stark nach oben drücken können und das Gewicht der Box verhindert, dass sie sich bewegt. Wenn Sie ein leitfähiges Material wie Blech verwenden möchten, wird es theoretisch nicht kaputt gehen (ich habe es nicht ausprobiert; möglicherweise müssen Sie in einem zukünftigen Schritt die PCB-Abstandshalter vom Rest der Leiterplatte elektrisch isolieren). Gestalten Sie die Box einfach so, dass Sie sie nach Belieben auf- und abbauen können. Möglicherweise müssen Sie Fehler beheben!

Ich habe meine Schalter etwa 1,4 cm voneinander entfernt, obwohl Sie sie mehr auseinander halten könnten. Ich fand 1,4 cm eine bequeme Lücke, bei der ich mich sicher genug fühlen konnte, den richtigen Schalter zu treffen und nicht die auf beiden Seiten. Es sieht ein wenig überfüllt aus, aber es fühlt sich nicht so an, besonders nach ein wenig Übung. Näher zusammen würde ich sie aber nicht haben wollen.

Schritt 4: Teile kaufen und die Box bauen

Das war der lustigste und mühsamste Schritt für mich. Ich entschied mich, meine Box mit einem glänzenden Schwarz außen und glänzendem Weiß innen zu sprühen. Ich habe Schwarz für die Außenseite gewählt, weil es zu dem schwarzen Thema passt, das ich mit meinem Computerzeug habe, und Weiß für das Innere, weil ich wusste, dass ich die Box beleuchten wollte und die Innenseite weiß gestrichen bedeutete, dass sie jede Farbe widerspiegeln würde, die ich wählte um es zu beleuchten. Glänzend war nur, weil es schön aussah (und dazu beitragen würde, Licht im Inneren der Box zu reflektieren). Es lohnt sich, etwa 22-Gauge-Draht aufzunehmen, da er bequem in die Löcher der meisten Prototyping-Leiterplatten passt. Manche Leute bevorzugen geflochtenen Draht, weil man auf diese Weise etwas bessere elektrische Verbindungen bekommt, aber ich finde es ein absoluter Albtraum, damit zu arbeiten, besonders in einem so kleinen Maßstab, also habe ich massiven Kupferdraht verwendet und nur viel Lötmittel verwendet. Ich habe auch Farben verwendet, um meine Drähte zu organisieren, was sehr geholfen hat. Schwarz war Masse (wie üblich) und Rot war 3,3 V und die Ausgänge der Schalter. (Ich hätte Blau oder Grün oder so etwas für die Schaltausgänge verwendet, aber ich hatte keine und war nicht bereit, nur für dieses Projekt welche zu kaufen.)

Ich mag es, meinen Mikrocontroller von Projekten ein- und ausstecken zu können, anstatt sie zu löten, damit ich sie wieder verwenden kann, also habe ich Buchsenleisten an mein Stripboard gelötet und dann mein Teensy-Board daran angeschlossen. Das Stripboard wurde mit PCB-Abstandshaltern an der Rückseite der Box befestigt. Die LEDs wurden auf ein kleines Rechteck des gleichen 1/4-Zoll-Acryls, das ich auf der Vorderseite des Panels verwendet habe, heißgeklebt und mit PCB-Abstandshaltern an den Seiten der Box befestigt. Jede elektrische Verbindung wurde gelötet, mit Ausnahme der Stiftleisten des Teensy, die mit den weiblichen-männlichen Stiftleisten am Stripboard befestigt wurden.

Umgang mit PCB-Abstandshaltern: Diese Dinger sind ein Albtraum, um sie nur mit den Fingern einzuschrauben. (Siehe die Bilder.) Außerdem sollten diese Abstandshalter nicht stark beansprucht werden; Alles, was sie zur Unterstützung brauchen, ist ein bisschen Elektronik. Diese müssen gar nicht so stark angezogen werden. Eine sanfte, aber feste Spannung sollte reichen. Schließlich ist es viel einfacher, wenn Sie ein großes Pilotloch bohren, bevor Sie versuchen, es einzuschrauben.

Stellen Sie sicher, dass Sie Ihre Verbindungen häufig testen, um sicherzustellen, dass das Lot nicht auf einen benachbarten Streifen überlappt. Hinweis: Wenn Ihr Multimeter anzeigt, dass Ihre Streifen verbunden sind, Sie jedoch kein Lötmittel sehen können, stellen Sie sicher, dass Ihre Schalter geöffnet, nicht geschlossen sind! Ich habe diesen Fehler gemacht und es hat mich eine sehr frustrierende halbe Stunde gekostet.

Ein wenig elektrische Theorie: Schalter funktionieren nicht gut als Eingänge, es sei denn, Sie verwenden einen Pullup-Widerstand oder einen Pulldown-Widerstand. Das Problem entsteht dadurch, dass der Schalter im geöffneten Zustand mit keinem Referenzpunkt für den Mikrocontroller verbunden ist, er also nicht weiß, ob er offen oder geschlossen ist. (Das ist die vereinfachte Version, die ich sowieso gerne erkläre.) Die Teensys (und auch Arduinos, soweit ich weiß) haben eingebaute Pullup-Widerstände, die Sie mit einschalten können

pinmode (pin, INPUT_PULLUP);

Anstatt von

Pinmode (Pin, EINGANG);

Dies dient dazu, den Pin im geöffneten Zustand mit einem Referenzpunkt und im geschlossenen Zustand mit einem anderen Referenzpunkt zu verbinden (ich habe Masse verwendet, aber das Internet sagt, dass Sie auch VIN verwenden können). Ich habe auch die Bounce-Bibliothek verwendet, um mechanische Inkonsistenzen im Switch selbst zu beseitigen. Für die LEDs überlasse ich das Schaltungsdesign Ihnen. Ich werde Ihnen aus Erfahrung sagen, dass LEDs bei Überspannung nicht sehr lange halten und der Austausch ein großer Schmerz ist. Für die 2 20-mA-LEDs, die ich hatte, habe ich einen 6-und-Bit-Ohm-Widerstand verwendet, um die Spannung von 3,3 V (es gibt einen 3,3 V-Pin an meinem Teensy) auf 3,1 Volt zu senken, was gut innerhalb der 3,0 liegt -3,2V Toleranz meiner LEDs.

Einige Tipps zum Löten: Wenn Sie feststellen, dass Ihr Lötmittel versehentlich zwei Streifen verbunden hat, können Sie einige Dinge ausprobieren. Ich fand ein Dremel-Werkzeug mit einem sehr kleinen Bit, das gut funktionierte, um kleine Stücke von eigenwilligem Lot präzise abzulösen. Wenn Sie jedoch versehentlich einen Lötklecks um zwei Drähte auf verschiedenen Streifen gebildet haben, würde ein Dremel-Werkzeug ewig dauern. Nach einigen Experimenten fand ich heraus, dass es am besten ist, das Lot mit Ihrem Lötkolben zu erhitzen und dann etwas Enges wie eine gebogene Büroklammer zwischen den Drähten zu führen, um das Lot zu beiden Seiten zu drücken. Das hat bei mir gut funktioniert und ein minimales Durcheinander verursacht.

Haftungsausschluss zum Löten für Neueinsteiger: Dies ist kein einfaches Lötprojekt für einen Anfänger. Ich hatte vor diesem Projekt ungefähr ein Jahr lang gelötet und dies war ein schwieriges Projekt für mich (weshalb es so chaotisch aussieht). Das Löten ist anfangs nicht einfach und erfordert Übung. Ich bin nicht gut genug, um Ihnen das Löten beizubringen, daher kann ich keine Verantwortung für Ihr geschmolzenes Blei / brennendes Flussmittel übernehmen. Löten zu lernen und es richtig / sicher zu machen, ist Ihre Aufgabe. Das heißt, es gibt viele gute Ressourcen (das Internet ist manchmal eine wunderbare Sache), also lassen Sie sich nicht von diesem Projekt entmutigen, wenn Sie noch nicht wissen, wie man lötet. Übung, Ausdauer und Geduld sind alles was Sie brauchen. Und für die Löt-Ninjas da draußen, könnt ihr mich gerne zeigen.;)

Wenn Sie sich Sorgen machen, dass Ihnen die Pins ausgehen: Sie werden es nicht tun, es sei denn, Sie verwenden viele Tasten. Der Software gehen die Tasteneingaben aus, bevor dem Teensy-Board die Pins ausgehen, selbst wenn Sie wie ich ein kleines Teensy 3.2 verwenden. Ich habe die Software komplett ausgereizt, indem ich alle 32 Tasteneingänge verwendet habe und nur etwa 3/4 der Pins an meinem Teensy verwendet.

Schritt 5: Eine kurze Tangente an Mikrocontrollern

Der Standard-Mikrocontroller für Hobbyelektronik ist normalerweise ein Arduino mit einer gewissen Beschreibung. Sie sind fantastische kleine Dinge; Die meisten Arduinos können sich jedoch nicht direkt als USB-HID-Gerät verhalten. Sie müssten ein Zwischenprogramm (wie ein Processing-Skript) als Mittelsmann verwenden und einen virtuellen Joystick verwenden, um tatsächlich Eingaben zu geben, was mühsam ist. Teensy-Boards hingegen können ein normaler USB-HID-Joystick sein, der auf Ihrem Computer genauso angezeigt wird wie Ihr HOTAS oder andere Gamecontroller. Dies ist keine Softwaresache; die Teensy-Boards verwenden tatsächlich unterschiedliche Chips.

Zum Zeitpunkt dieses Schreibens gibt es einige Arduinos, die sich als USB-HID-Geräte verhalten können: Leonardo, Mini und Pro Mini. Wenn Sie sich für diesen Weg entscheiden, sehen Sie sich diese Github-Bibliothek an, um sie als Joystick anstelle der Standardtastatur / -maus zu verwenden. (Danke an willem.beel für den Hinweis in den Kommentaren.)

Teensy-Boards kosten zwischen 15 und 35 US-Dollar. Sie können ein einfaches Arduino für nur 10 US-Dollar erhalten, aber Sie werden wahrscheinlich viel mehr Stunden damit verbringen, ein Verarbeitungsskript, einen virtuellen Joystick und die Schnittstellen zwischen den einzelnen Schritten zu erstellen und zu debuggen, wenn Sie sich für diesen Weg entscheiden. Die integrierte Joystick-Bibliothek des Teensy und die Github Arduino Leonardo/Mini/Pro Mini-Bibliothek unterstützen jedoch nur 32 Tasteneingaben. Wenn Sie also viele Schalter haben möchten, müssen Sie sowieso die virtuelle Joystick-Route gehen, da Die einzige Einschränkung sind Ihre Programmierfähigkeiten und Ihre Geduld.

Schritt 6: Schreiben/Debuggen des Codes

Hier ist die Arduino-Datei mit meinem Code. Wenn Sie es verwenden möchten, müssen Sie es so ändern, dass es den 2-Positions- und 3-Positions-Schaltern entspricht, da Ihre wahrscheinlich anders sind als meine. Ich sauge an objektorientierter Programmierung in der Sprache, auf der Arduino und Teensy basieren, also habe ich es einfach hart codiert. Es ist nicht schön, aber es funktioniert. Außerdem musst du unter Tools den USB-Typ auf „Flight Sim Controls + Joystick“umstellen (danke an primus57 für den Hinweis in den Kommentaren). Fühlen Sie sich frei, abgeleitete Werke zu erstellen/zu verteilen; Ich bin mir bewusst, dass meine Programmierkenntnisse nicht so gut sind, daher sind Verbesserungen willkommen.

Ich verwende Windows 10. Um meinen Code zu testen, ging ich zum Startmenü und tippte "joy.cpl" ein und drückte die Eingabetaste, doppelklickte dann auf Teensy Flight Sim Controls und ging zur Registerkarte Test. (Siehe Screenshot.) Dies wird angezeigt, wenn der Computer eine Eingabe registriert (sehr nützlich für das Debugging).

Schritt 7: Vermeiden Sie meine Fehler

Wenn ich das noch einmal machen würde, hätte ich vor allem anders gemacht, dass ich besser darauf geachtet hätte, dass die Box flach auf dem Tisch steht. (Das tut es derzeit nicht und das ist sehr ärgerlich.) Das nächste, was es viel einfacher gemacht hätte, wäre, wenn ich vor dem Löten / Anbringen von Dingen anstatt danach verfolgt hätte, wo Pilotlöcher für PCB-Abstandshalter gebohrt werden müssen. Außerdem hätte ich erkennen sollen, dass ich die Drähte von den Schaltern auf das Stripboard überall entlang der Leiste jedes Pins löten konnte und entschied mich, sie nicht direkt nebeneinander zu löten. Nick Lee schlug in den Kommentaren vor, Sekundenkleber, Klebeband oder Kabelbinder zu verwenden, um die Verkabelung zu reinigen, was eine großartige Idee ist.:) Zum Schluss hätte ich die Lackierung von außen etwas sorgfältiger gemacht, da die Farbe der Box besser sichtbar ist als ich dachte und habe kürzere, nicht abgeschrägte Schrauben verwendet, um die Box zusammenzuhalten

Einige Dinge, die gut funktioniert haben: Die Innenbeleuchtung funktioniert ein Leckerbissen und eine auf beiden Seiten gibt sogar genug Licht. Auch die Bounce-Bibliothek leistet hervorragende Arbeit; Ich bekomme nie falsche Eingaben, aber ich habe immer noch das Gefühl, dass meine Eingaben sofort erfolgen. Die Schalter haben eine schöne Größe und bieten genug Widerstand, um sich "echt" anzufühlen, ohne schwer zu wechseln. 22-Gauge-Draht schien die perfekte Größe zu haben, und da es sich um einen Vollkern handelte, war es sehr einfach, damit zu arbeiten. Das Sprühen erzeugte ein sehr professionelles Aussehen und insgesamt finde ich, dass das Endprodukt sehr schön aussieht.