Arduino Racing Simulator und Cockpit - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

In diesem anweisbaren zeige ich Ihnen, wie ich einen komplett arduino-gesteuerten VR-Rennsimulator mit einem leistungsstarken Force-Feedback-Rad, einem 6-Gang-Schalthebel und einem Aluminium-Pedalgestell gebaut habe. Der Rahmen wird aus PVC und MDF gefertigt. Mein Ziel für dieses Projekt war es, ein Rennerlebnis zu schaffen, das sich in VR extrem real anfühlt. Mir ging es nicht darum, wie der Simulator aussieht, sondern wie es sich anfühlt, wenn die VR-Brille aufgesetzt ist. Ich wollte dies auch zu einem Budgetprojekt machen, und alle Materialien ohne VR-Brillen kosten mich weniger als 350 US-Dollar von einem lokalen Baumarkt und Amazon. Beachten Sie, dass sein Projekt nicht abgeschlossen ist, da dies ein fortlaufendes Projekt ist und ich dieses Instructable häufig aktualisieren werde, aber ich fange es jetzt an, da dieses Projekt mein Schlussstein in meiner Highschool-MINT-Klasse ist.

Lieferungen

Materialien für dieses Projekt können leicht von Online-Händlern und großen Baumärkten bezogen werden. Davon abgesehen werde ich keine vollständige Liste der PVC-Komponenten oder PVC-Abmessungen bereitstellen, da dieser Simulator mit Blick auf einen bestimmten Autostil und auch mit Größenbeschränkungen gebaut wurde, um in den Raum zu passen, in den ich ihn gestellt habe Beim Design des Rahmens gibt es viele verschiedene Dinge zu beachten, wie zum Beispiel den Fahrzeugstil (GT-Auto, Drift-Auto, Time Attack, Formel 1 und andere Open-Cockpit-Klassen…). Für mein Design habe ich mich entschieden, die Position und das Layout eines Drift/Time Attack-Treibers zu emulieren. Nun zu Materialien.

Benötigte Materialien:

Ca. 40 Fuß 1,5 Zoll PVC

Ca. 12 1,5 Zoll 90-Grad-PVC-Ellbogen

Ca. 25 1,5-Zoll-PVC-T-Stücke

3/4 MDF-Blatt

100 Stück #10 Blechschrauben 1 Zoll lang

100 Stück #10 Holzschrauben 1,5 Zoll lang

75ft 20awg Vollkerndraht

Arduino-Leonardo (1)

10k Ohm Potentiometer (3)

AMT103 Drehgeber (1)

BTS7960 43a Motorcontroller (1)

12v 30a Netzteil (1)

Standard-Endschalter (7)

VEX Robotics 2,5-Zoll-CIM-Motor

VEX Robotics CIMple-Getriebe 4.61:1

1/2-Zoll-Hub mit Schlüssel von andymark.com (Produkt #am-0077a) (1)

3D-Drucker und Filament (ABS und TPU)

xt60- und xt90-Anschlüsse

Schrumpfschlauch

Lenkrad mit 6x70mm Befestigungsmuster

Optionaler Lenkradschnellverschluss

Schalensitz und Schieber

Optionale 4-Punkt-Gurtzeuge

Schritt 1: Aufbau des Rahmens

Die Rahmenabmessungen sind sehr fließend und hängen von ein paar verschiedenen Faktoren ab. Zu berücksichtigen sind der Sitz, um den Sie den Hauptrahmen bauen, die Größe des Benutzers, um den Pedalabstand zu bestimmen, wo die Sim platziert werden soll, da sie nach dem Zusammenbau nicht leicht zu bewegen ist und natürlich den Autostil und das Gefühl, nach dem Sie suchen. Nachdem Sie all diese Details ausgearbeitet haben, ist der Bauprozess bei verschiedenen Sims sehr ähnlich. Beginnen Sie mit dem Bau des Rechtecks, das den Sitz aufnehmen wird. Beachten Sie, dass das Lenkrad an der Vorderseite des Sitzrechtecks montiert ist und stellen Sie außerdem sicher, dass genügend Platz vorhanden ist, damit der Sitz über seinen gesamten Bewegungsbereich gleiten kann, um die Verstellbarkeit zu gewährleisten. Als nächstes schneiden Sie ein Rechteck aus 3/4 Zoll MDF, so breit wie das PVC-Sitzrechteck und so lang wie die Befestigungslöcher für Ihre Sitzgleiter. Von dort aus können Sie Ihren Sitz festschrauben und mit der Messung beginnen, wie hoch das Lenkrad sein muss und wie lang der Pedalrahmen sein muss. Die Verwendung einer dreieckigen Konstruktion, um das Ende des Pedalgestells mit der Oberseite der Lenkradhalterung zu verbinden, trägt erheblich zur Versteifung des Rahmens bei. Wenn Sie sich für die Installation von Gurtzeugen entscheiden, können Sie die Gurtzeugenden einfach durch die Schraubenlöcher an den Sitzschienen befestigen. Während dies in einem echten Auto nicht sicher wäre, ist es für einen Simulator mehr als genug Steifigkeit. Die obigen Fotos können Ihnen helfen, das Rahmendesign zu verstehen und Ihren Rahmen zu planen. Ich bin nicht mit harten Dimensionen in den Aufbau gegangen, da sich die Dinge ändern, wenn Sie im Sitz sitzen und versuchen, ihn bequem und nutzbar zu machen. Stellen Sie nach dem Zusammenbau Ihres Rahmens sicher, dass jede Verbindung sicher ist, indem Sie jede Befestigung mit einem Gummihammer wiederholen. Dann können Sie durch jede PVC-Verbindung Pilotlöcher bohren und eine # 10 Blechschraube installieren, um das PVC zusammenzuhalten. Für die meisten Gelenke reicht eine Schraube, bei der vertikalen Lenkradhalterung müssen Sie möglicherweise mehr montieren. Sobald Ihr Rahmen zusammen ist, können Sie mit der Installation der Elektronik beginnen.

Schritt 2: Elektronik

Die Installation des Encoders ist sehr einfach, da das Encoderloch 1/2 Zoll groß ist und perfekt auf die Getriebewelle passt. Der Encoder mit Schnittstelle zum Arduino Leonardo, um dem Computer mitzuteilen, wohin das Lenkrad zeigt. Folgen Sie anschließend dem Schaltplan, um alle erforderlichen Verbindungen herzustellen. Sie können entweder direkt an das Arduino löten oder die Stiftleisten verwenden. Ich entschied mich zu löten, um sicherzustellen, dass keine Verbindungen versehentlich gelöst werden. Als nächstes müssen Sie ein Gehäuse für Ihr Netzteil, Ihren Motorcontroller und Ihr Arduino auswählen. Ich habe mich für eine Munitionsdose entschieden, da sie billig und leicht erhältlich und sehr langlebig ist. Ich bohrte Löcher in die Seite und installierte Gummitüllen, um die Kabel vor scharfen Kanten zu schützen. Ich habe dann alle Verbindungen vom Arduino entfernt und die Tülle mit geflochtener Nylonkabelhülse herausgeführt. Ich habe auch xt60- und xt90-Steckverbinder etwa 6 Zoll nach der Tülle installiert, um den Austausch und zukünftige Upgrades zu vereinfachen. Nachdem alle Verkabelungen vorgenommen wurden, können Sie Ihren Force-Feedback-Motor an der Lenkradhalterung montieren. Um das Lenkrad an der Motornabe zu befestigen, müssen Sie einen Adapter in 3D drucken. Die Solidworks-Datei für die Adapterdose ist verlinkt. Der Shifter war nicht mein Design, nach mehreren fehlgeschlagenen Versuchen habe ich mich für ein beliebtes Design auf Thingiverse entschieden. Dies kann mit einer schnellen Suche gefunden werden und enthält die gesamte Dokumentation, die zum Zusammenbauen erforderlich ist, sodass ich sie hier nicht durchgehen werde. Um den Shifter zu montieren, benötigen Sie die Shifter Mount- und Shifter Strap-Dateien. Die Halterung sollte in ABS gedruckt werden, während das Band aus flexiblem TPU gedruckt werden muss. Mit dieser Halterung können Sie den Schalthebel schnell einstellen und sogar die Seiten für Linkslenker- und Rechtslenker-Fahrzeuge tauschen. Bis jetzt habe ich bis zu diesem Punkt abgeschlossen. Die nächsten Schritte sind die Montage des Pedalgestells und der Box. Dies wird bald stattfinden, und das instructable wird aktualisiert, um meinen Fortschritt widerzuspiegeln. Es gibt großartige Beispiele für DIY-Sim-Pedale auf YouTube, die leicht an dieses Projekt angepasst werden können, aber ich habe mich entschieden, die Pedalbaugruppe vollständig aus Aluminium zu bauen, um den Realismusaspekt zu erhöhen.

Schritt 3: Nächste Schritte

Nach Abschluss der Pedalmontage kann die Verkabelung abgeschlossen werden und der Simulator ist einsatzbereit. Denken Sie daran, dass dieser Simulator nicht für die Verwendung mit einem Monitor-Setup entwickelt wurde, daher gibt es keine Anpassungen, um Bildschirme zu montieren. Ich habe mich für diesen Weg entschieden, weil eine gute VR-Brille viel billiger ist als das traditionelle Dreifach-Monitor-Setup, und ich glaube, dass der Realismus, sich in Spielen wie Assetto Corsa oder Project Cars 2 im Inneren eines Autos umsehen zu können, einen ganz neue Dimension des Simulatorerlebnisses.