Преобразуване на сензор за ефект на Хол Logitech 3D Extreme Pro: 9 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

Управлението на кормилото на джойстика ми изгасваше. Опитах се да разглобя саксиите и да ги почистя, но не помогна много. Затова започнах да търся резервни саксии и попаднах на няколко различни уебсайта от преди няколко години, които се отнасяха до инсталирането на сензори за ефект на хола вместо тенджерите. Усещайки страхотна идея за проект, реших да направя преобразуването и да публикувам инструкциите тук, за да могат и другите да направят същото. Проектирах това преобразуване да бъде 100% лесно обратимо - няма проводници, които да се режат, а само 2 проводника за запояване основната платка за захранване (и малко отстраняване на пластмаса около дросела, което не е необходимо). Останалата част от рязането и запояването е върху самите нови компоненти.

Когато разглобявате джойстика, обърнете внимание какъв размер винтове влизат в кои отвори, тъй като се използват 2 различни размера (поне на моя). Също така не забравяйте да вземете под внимание кои саксии в джойстика имат метални скоби, за да им помогнете да останат инсталирани. Ще трябва да ги инсталирате с новите саксии, за да ги държите на място.

Консумативи:

• Джойстик Logitech 3D Extreme Pro (работи с изключение на саксии)
• SS495 Сензори за ефект на Хол x 4
• Диаметрично намагнетизирани пръчкови магнити (0,1875 "x 0,375") x 4
• #2 Винт с ламарина с кръгла глава, дълъг 3/16 "x 5
• 3D отпечатани компоненти (вижте по -долу)
• Разнообразен свързващ проводник
• Различни термосвиваеми тръби
• Поялник
• Припой
• Различни електрически съединители

Стъпка 1: Поръчайте и отпечатайте материали за нов монтаж на "гърне"

В зависимост от това къде получавате материалите, някои може да имат по -дълго време за изпълнение. Взех SS495 от eBay за около 6 долара, но те бяха доставени от Китай, така че около 4 седмици да пристигнат. Магнитите, които използвах, са D36DIA на K&J Magnetics (около 0,65 $ ea, плюс доставка). Те са с дължина 3/16 "x 3/8", клас N42. Подобен магнит от всеки сравним доставчик трябва да даде сходни резултати, макар че ако има различна якост, това може да повлияе на цялостната реакция на SS495 в зависимост от разстоянието от магнита.

Останалите парчета ще трябва да бъдат отпечатани 3D. Като минимум ще ви трябва:

• 4 x магнитни стойки
• 3 x прави основи
• 1 x ъглова основа (ЗАБЕЛЕЖКА: Направете поне 2 от тези … вижте по -долу)
• 4 x Сензорни плъзгащи стойки

Силно препоръчвам да отпечатате екстри от магнитните стълбове и вероятно поне 1-2 резервни части за всяко парче, в случай че се счупят по някаква причина. И файлът STEP, и файлът на проекта Autodesk Fusion 360 са достъпни за изтегляне. Fusion 360 може да бъде изтеглен и лицензиран безплатно за 1 година, ако създадете профил за любители. Това е много мощен софтуер. Моят шеф на работа има собствена фабрика за производство на 3D принтери, която изтича от мазето му, така че той милостиво отпечата всички тези парчета за мен. Той използва колаестерна нишка Colorfabb nGen с 80% пълнеж на дебелина на слоя 0,10 мм.

Друга бележка: Потът, който отива да измерва височината близо до дъската за бутоните от лявата страна на джойстика, може да работи по -добре като ъглова основа, а не права. Изградих джойстика си с права основа, но окончателното сглобяване беше много стегнато и трябваше да огъвам жиците за тази тенджера повече, отколкото исках да събера всичко отново … може да искате да експериментирате върху това и поне да имате опции.

Стъпка 2: Полиране и поставяне на печатни парчета

3D отпечатаните парчета, както са проектирани и вероятно като отпечатани, ще имат известни смущения и вероятно ще има запечатвания и дефекти от отпечатването. По -конкретно, отворът за поставяне на магнита върху стойката е отпечатан с малък размер, така че ще има известни смущения, които да задържат магнита на място. В допълнение, 7 -милиметровият отвор в основите е със същия размер като външния диаметър на магнитния стълб от 7 мм, така че отворът в основите трябва да бъде внимателно увеличен, докато стане на правилния размер.

За магнитния стълб вземете свредло 3/16 "и ВНИМАТЕЛНО пробийте надолу в отвора, където ще отиде магнитът. Пробийте бавно и спрете, след като върхът на свредлото удари дъното на конусния отвор - продължаването може да премахне материалът, който държи горната част на стълба върху дъното. Не пробивайте дълго, достатъчно дълго, за да почистите отвора, така че магнитът да се притисне в него. Ще искате плътно прилепване, така че не не продължавайте да пробивате и отстранявате материал от стените на стълбовете, след като магнитът влезе. Също така не бих препоръчал да правите това, ако пластмасата е твърде студена, тъй като може да не се огъне правилно и може да стане голяма веднага - ако пластмасата се огъне, това ще помогне отворът остава малко под 3/16 "номинален размер. Ще трябва да експериментирате, затова сте отпечатали допълнителни парчета:-)

След като магнитът влезе в стойката, използвах инструмент за утайка, за да почистя фаската в горната част на стойката, за да помогна да насочите магнита на място. Може да искате да редувате свредлото и този инструмент за зенкер, за да вкарате магнита чисто.

Тъй като стълбът и магнитът се вписват добре, отворите за основата трябва да бъдат почистени. С гладкия край на свредло с подходящ размер с шкурка (около 100 или 120 песъчинки), увито около SMOOTH края, почистете вътрешността на 7 мм отвора в основата. Продължете, докато стълбът просто се плъзне отстрани на отвора и се завърти разумно свободно. Тук също ще искате да се погрижите, тъй като не искате много игра между базата и поста.

С монтирането на стойката в основата, проверете отново дали фланеца от 9 мм на магнитния стълб се вписва чисто в съответния жлеб в основата и, ако е необходимо, отшлифовайте външната страна на фланеца на стойката. Направих това, като притиснах стълба към гладкия край на свредлото 3/16 и го поставих в моята бормашина (пробивайки края на накрайника в патронника) и прекарвайки фланеца върху шкурка, докато фланецът се впише в каналът чисто.

Накрая, с монтажа на стойката и основата, ги смажете, като поставите графит върху контактните повърхности с молив. Начертайте всички повърхности за чифтосване, за да оставите щедър слой графит и това ще му помогне да работи много по -гладко. Шлайфайте/почистете повърхностите, ако е необходимо, и нанесете отново графит, за да получите гладка работа.

Стъпка 3: Направете сензора

Джойстикът се свързва към изходящите си саксии с женски 3 -пинови конектори на стъпка от 0.100 . Това означава, че можем да използваме общи щифтове за заглавки, за да направим конекторите, с някои модификации.

Исках да се уверя, че няма да вмъкна щифтовете назад в конектора, затова отрязах парче пластмаса, което да залепя върху основата на щифта на заглавката, за да направя ключов раздел. Пластмасата дойде от детска лъжица за деца Walgreens и я нарязах на размер с ламаринени ножици и резачки за тел, за да стигна до правилния размер. След това използвах супер лепило, за да прикрепя пластмасовите пластинки към основата на щифта на заглавката, за да направя конектора. Готовият конектор ще се вмъкне в конектора на джойстика само по един начин. Сигурен съм, че бихте могли да отпечатате и тези, ако искате.

С готовите заглавки за щифтове, сега трябва да започнем запояване на проводници. Използвах проводник 28AWG, за да го поддържам гъвкав и се надявам всичко да пасне с малкото разстояние между щифтовете на сензора. В моя джойстик и трите конектора следват един и същ модел - ще искате да проверите тази конфигурация във вашата, тъй като може да има вариации в многото версии на този джойстик. С пластмасовия разтвор, обърнат НАДАЛО от вас и с щифтове надолу:

Лявият щифт ще бъде VCC (5 VDC - червен на снимката)

В средата ще бъде сигналът за напрежение обратно към джойстика (бял с жълто свиване на снимката)

Вдясно ще бъде GND (черно на снимките).

Проводниците, запоени върху щифтовете на заглавката, трябва да са с дължина около 2 - това ще ви даде достатъчно място за осъществяване на връзката в джойстика, но не толкова дълго, че да се превърне в неудобство при повторното сглобяване.

От страна на сензора SS495 ще искате да потвърдите последователността на окабеляване във вашия лист с данни. Моят използва следното с плоската страна на сензора, обърната към вас с щифтове надолу:

Вляво: VCC (5 VDC)

В средата: GND

Вдясно: Сигнал

Вижте снимките за ориентация. С направения сензор бих препоръчал да го свържете към източник на напрежение/макет и да проверите дали изходът се променя с промяната в магнитното поле …. Когато направих първия си сензор, сигналът и заземяващите проводници бяха разменени на сензора и стана много топло много бързо …. С някакво чудо не пуснах вълшебния дим от сензора. Не забравяйте да проверите дали сензорът не се нагрява и дава очакваната промяна на напрежението с промяната на магнитното поле.

Стъпка 4: Сглобете "саксиите"

Със сензора, свързан към конектора, и магнитните стълбове, поставени в основите, сега пълният съд може да бъде сглобен. Вижте 3D модела от Стъпка 1 за пълния детайл на сглобяването.

Първо - предупредителна дума - по време на окончателното тестване и настройка на джойстика забелязах, че дроселът трябва да има намалена чувствителност в сравнение с другите оси, и като такъв сензорът трябваше да бъде по -далеч от магнита, отколкото на другите стойки. Може да изчакате да съберете един последен съд, докато получите настройката на дросела, в случай че трябва да промените плъзгача или основата, за да позволите сензора да бъде достатъчно далеч. В крайна сметка направих корекцията, като извадих пластмаса от пързалката, но отне известно време …. Би било по -лесно да запълня джоба, в който влиза сензорът, и да го направя по -дълбок.

Добре, продължавам ….

С всеки сензор и слайд, използвайте супер лепило, за да монтирате сензора в слайда, както е показано в 3D модела. Конусните части на сензора влизат в джоба, като плоскостта на сензора е обърната навън към магнита. Проводниците се издигат нагоре и излизат от напълно плоската страна на пързалката. Уверете се, че сензорът не стърчи покрай долната част на плъзгача, или това ще попречи на фланеца на магнитния стълб, когато работи.

След като лепилото стегне, останалата част от саксията може да бъде сглобена. Магнитите могат да бъдат инсталирани в стълбовете на случаен принцип в този момент - ще използвате клещи с иглени носове, за да ги завъртите, когато са инсталирани в джойстика по -късно по време на окончателните настройки. Ако искате да се опитате да го доближите, използвайте компас, за да намерите страните на магнита. Ето какво трябва да знаете:

На север от компаса сочи страната на магнита, която ще подаде 0V сигнал от сензора

Югът сочи към сигнала 5V

Завъртането на сензора в саксията към CCW (обратно на часовниковата стрелка, гледано от върха на съда) трябва да намали напрежението, така че сензорът да се движи към север, усукването CW трябва да премести сензора към южния полюс, увеличавайки напрежението.

С магнити, монтирани в стълбовете, поставете стойката в основата и след това поставете плъзгача върху основата и поставете винта #2, за да го държите заедно. Проверете за безплатна, но не бавна работа, коригирайте според нуждите.

Стъпка 5: Промени на джойстика

За да премахнете саксиите, твърдата постоянна сила ще ги извади, ако се държат с малките метални скоби. Кормилото на кормилото се държи само със самата дръжка и не трябва да излиза.

Сензорите за ефекта на Хол изискват пълна 5VDC за правилна работа, но джойстикът доставя само около 4,2 V към тенджерите, така че ще трябва да пренаредим нещата малко. За да получим достатъчно точки за свързване за 5VDC и GND, имаме нужда от джъмпери от входящия USB конектор. Извадете дъската от джойстика, за да може да бъде променена.

За захранващия хедър/джъмпера използвах някои стари 4 -пинови конектори от компютърно захранване, което бях поставил наоколо. Всичко, което ще ви даде минимум 3 връзки за заглавка на щифт, ще работи. Проводниците от конектора бяха запоени заедно и към общ проводник, един направен за 5VDC (червен) и GND (черен), и, когато е целесъобразно, се прилагат термосвиваеми тръби. Те бяха запоени в долната част на USB заглавката на платката заедно с малък 3.3uF кондензатор (за всеки случай). Не бях сигурен в нуждата от капачката, но реших, че не може да навреди. Очевидно бъдете много внимателни при запояване, за да сте сигурни, че не правите връзки, които не възнамерявате.

С направената връзка към захранването към платката, това може да се инсталира отново в джойстика, като свързва конекторите от платката към страната на джойстика, където влиза основният кабел.

След това ще трябва да премахнете лепилото, което закрепва 3 -те проводника на сензора на кормилото (синьо, черно, кафяво), излизащи от горната част. Внимателно издърпайте лепилото и го изрежете колкото е необходимо, за да го освободите.

От този конектор внимателно отстранете сините и кафяви проводници от конектора. Това може да стане, като внимателно издърпате фиксиращата скоба за всеки щифт в конектора. По -късно ще добавите удължителни проводници към тези щифтове, за да направите 5 VDC и GND връзки за сензора.

На другите 2 съединителя за основната платка изпълнете същите стъпки. За да свържете конектора към 2 -те саксии в близост до основата на пръчката (наклон на пръчката), отстранете червения и черния проводник от конектора. От конектора, който отива към дроселната клапа и страничните бутони, премахнете червения и белия проводник (проследете ги обратно до дросела, за да сте сигурни).

Стъпка 6: Направете джъмперни проводници и направете захранващи връзки

За да свържа захранващите заглавки към конекторите, захранващи сензорите, направих 3 комплекта джъмпери. Можете да използвате съществуващите проводници за макет, ако ги имате…. Това е основно всичко това.

Всеки проводник беше с дължина около 6 инча - регулирайте, както сметнете за необходимо. Необходими са по 3 от всеки цвят (червено и черно за 5 VDC и GND). Запояващи щифтове от захранването на заглавката на щифта от всеки край и термосвиваща се тръба, ако е необходимо, за да помогнете дръжте всичко заедно. Поставете щифтовете в съответните щифтове на конектора, които сте освободили в предишната стъпка:

Кормило (усукване):

Синьо - 5 VDC (червен джъмпер, червен хедър)

Кафяво - GND (черен джъмпер, черен хедър)

Дросел:

Червено - 5 VDC (червен джъмпер, червен хедър)

Бяло - GND (черен джъмпер, черен хедър)

Pitch and Yaw (накланяне на пръчка):

Червено - 5 VDC (червен джъмпер, червен хедър)

Черно - GND (черен джъмпер, черен хедър)

Поставете другия край на джъмпера в подходящия хедър за захранване.

Редактирайте 7 май 2020 г. - Моля, вижте PDF с електрическата схема за допълнителна информация.

Стъпка 7: Променете корпуса на дроселната клапа

Една постоянна модификация на джойстика - има безполезно парче пластмаса, стърчащо от корпуса на дроселната клапа, което ще попречи на нашите нови сензори. Ще трябва да го отрежете на едно ниво с останалата част от корпуса.

Преди да свалите корпуса на дросела, опитайте да маркирате относителното положение на зъбното колело в корпуса спрямо ръкохватката на газта отвън. Докато премествате газта, в един момент ще видите знак на предавката, показващ начална или референтна позиция. Когато откриете това, маркирайте позицията на дръжката на дросела с маркер, за да знаете как да подравните всичко, когато го сглобите отново. Просто не забравяйте да отделите известно време, за да го инспектирате, преди да го разглобите.

На снимките можете да видите къде е зоната, която трябва да слезе. Току -що използвах острие за ножовка и го задържах встрани до останалата част на ръба на корпуса и отрязах частта, която щеше да пречи. След като това се отстрани, тенджерата за дросела може да бъде инсталирана.

Когато монтирате резервоара за газ, не забравяйте да поставите отново металната скоба, която задържа гърнето в корпуса на дросела, и се уверете, че е спрян. След това подравнете зъбното колело и дръжката на дросела, както е било, когато сте го разглобявали, и завийте отново всичко заедно.

Стъпка 8: Инсталирайте и регулирайте саксии

След инсталирането на дросела, останалите 3 ще бъдат по същество същите. Съдовете в основата на пръчката получават металните задържащи скоби в стойката, за да ги задържат на място, а горната за управление на кормилото не. Свържете всеки сензор към съответния конектор. Напомнете, че евентуално можете да използвате ъглова основа вместо права на саксията близо до левите бутони, така че проводниците на сензора да не пречат на дъската - тествайте и проверете.

След като инсталирате всичките 4 саксии, ще трябва да регулирате ъгловата чувствителност на всяка ос, както и централната точка. За да направите това, ще трябва да включите джойстика. Ако предпочитате, това може да стане чрез свързване на джойстика към всеки USB адаптер за зарядно устройство, тъй като всичко, от което наистина се нуждаем, е захранването на сензорите. В противен случай свързването му към компютъра трябва да е ОК - просто не забравяйте по никаква причина да не скъсявате 5VDC към GND.

Това са целите за корекция:

Центриране на оста: 2,3 VDC ± 0,1

Ниско напрежение на оста: 0,6 VDC ± 0,1 (оста на стъпката е изтеглена назад към дръжката на дросела, оста R-L е натисната докрай надясно, завъртането на дръжката докрай CCW, дроселът е пълен "-" или 0%)

Високо напрежение на оста: 4,0 VDC ± 0,1 (оста на стъпката е изтласкана напред от дръжката на дросела, оста R-L е избутана докрай наляво, завъртането на дръжката докрай CW, дросела до пълно "+" или 100%)

При моето тестване това представляваше приблизително границите, в които успях да увелича максимално чувствителността на джойстика. Преминаването чак до 5 VDC или 0 VDC за сигнала не изглеждаше да работи …. Спря да реагира на променящото се напрежение под около 0,4 V и над около 4,5 V. Освен това, когато за първи път тествах системата с оригиналните саксии, 0,5 и 4,3 V бяха крайностите, които наблюдавах във всичките 4 вериги.

Свържете мултицет към системата, като GND на измервателния уред е свързан към захранващия кабел на GND (черен), а клемата + на измервателния уред отчита сигнала на сензора (може да се отчете паралелно с всякакви връзки към джойстика). Започнете със слайда на пота в средата на неговия диапазон. С помощта на клещи с игла, завъртете внимателно магнита, докато напрежението от сензора е около 2,5 V. След това преместете джойстика или дросела до един от ограничителите и определете дали обхватът на сензора е твърде висок или твърде нисък. Ако се премести в позиция с високо напрежение и отчитането надвиши 4,3 V, сензорът ще трябва да се отдалечи от магнита. Ако при високо напрежение и показанието е по -малко от 4,1 V, преместете сензора по -близо до магнита. Регулирайте и повторете тестването в двете посоки, докато напрежението е в диапазона. Ако едната страна е в обхват, но другата страна излиза извън обхвата, може да се наложи центърът да се регулира, като леко завъртите магнита, за да изместите централната точка. Регулирането ще бъде итеративен процес и вероятно ми отне около час, за да настроя всичките 4 гърнета, за да ме задоволят. Регулирането на кормилото е най -отнемащото време, тъй като изисква поне частично сглобяване на дръжката всеки път, за да получите истинско усещане за регулирането на саксията.

Веднъж настроен, преди да сглобите отново джойстика, препоръчвам да свържете джойстика към компютъра и да стартирате калибриране. Това ще потвърди, че всички оси се движат в посоката, която искате, и че нито една от тях не е обърната (с магнит, завъртян на 180 ° от мястото, където трябва да бъде).

Стъпка 9: Окончателно сглобяване и тестване

След настройка на пота, проверете отново функционалността на всички оси чрез калибриране на джойстика на вашия компютър, като се уверите, че всяко движение съответства на посоката, в която възнамерявате да отидете.

След като всичко е наред, залепете всички проводници, за да не се движат, докато сглобявате нещата.

Докато инсталирате основния капак, който има дъската за газта и бутоните, следете за проводниците, излизащи от лявата странична тенджера - на джойстика ми проводниците от този сензор стърчаха и пречеха на дъската и трябваше да се огъна проводниците на сензора се отстраняват. Както споменах във въведението, ако знаех, че това ще се случи, може би вместо това използвах ъглова основа, въпреки че успях да я накарам да работи така, както беше.

След окончателното сглобяване, дайте му окончателно калибриране и тест! Наслади се!

Ако имате въпроси относно нещо, не се колебайте да оставите коментари и аз ще отговоря на тях възможно най -добре, или ще кача допълнителни снимки.