Arduino Racing Simulator และห้องนักบิน: 3 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

ในคำแนะนำนี้ฉันจะแสดงให้คุณเห็นว่าฉันสร้างเครื่องจำลองการแข่งรถ VR ที่ควบคุมโดย Arduino อย่างสมบูรณ์พร้อมล้อตอบรับแรงอันทรงพลังตัวเปลี่ยนความเร็ว 6 ระดับและแร็คเหยียบอลูมิเนียม โครงจะทำจาก PVC และ MDF เป้าหมายของฉันสำหรับโครงการนี้คือการสร้างประสบการณ์การแข่งรถที่ให้ความรู้สึกเหมือนจริงมากใน VR ฉันไม่ได้กังวลว่าเครื่องจำลองจะมีลักษณะอย่างไร แต่จะรู้สึกอย่างไรเมื่อสวมแว่นตา VR ฉันยังต้องการทำให้โครงการนี้ใช้งบประมาณได้ และวัสดุทั้งหมดที่ไม่รวมถึงแว่นตา VR ทำให้ฉันเสียค่าใช้จ่ายน้อยกว่า 350 ดอลลาร์จากร้านฮาร์ดแวร์ในท้องถิ่นและ Amazon โปรดทราบว่าโปรเจ็กต์ของเขายังไม่เสร็จสมบูรณ์ เนื่องจากเป็นโปรเจ็กต์ต่อเนื่องและฉันจะอัปเดตคำแนะนำนี้บ่อยๆ แต่ฉันกำลังเริ่มตอนนี้เนื่องจากโปรเจ็กต์นี้เป็นรากฐานที่สำคัญของฉันในชั้นเรียน STEM ระดับไฮสคูล

เสบียง

วัสดุสำหรับโครงการนี้สามารถหาได้ง่ายจากผู้ค้าปลีกออนไลน์และร้านฮาร์ดแวร์กล่องใหญ่ ดังที่กล่าวไปแล้ว ฉันจะไม่แสดงรายการส่วนประกอบพีวีซีหรือขนาดพีวีซีทั้งหมด เนื่องจากเครื่องจำลองนี้สร้างขึ้นโดยคำนึงถึงสไตล์รถเฉพาะ และถูกสร้างขึ้นด้วยข้อจำกัดด้านขนาดเพื่อให้พอดีกับห้องที่ฉันเลือกวางไว้ มีหลายสิ่งที่ต้องคำนึงถึงเมื่อออกแบบเฟรม เช่น สไตล์รถ (รถ GT, รถดริฟท์, Time Attack, Formula 1 และคลาส Open Cockpit อื่นๆ…) สำหรับการออกแบบของฉัน ฉันเลือกที่จะจำลองตำแหน่งและเลย์เอาต์ของไดรเวอร์ Drift/Time Attack ตอนนี้ไปที่วัสดุ

วัสดุที่จำเป็น:

ประมาณ. พีวีซี 1.5 นิ้ว 40 ฟุต

ประมาณ. ข้อศอกพีวีซี 12 1.5 นิ้ว 90 องศา

ประมาณ. 25 1.5in PVC T-fittings

แผ่น MDF 3/4

สกรูโลหะแผ่น #10 แพ็ค 100 ตัว ยาว 1 นิ้ว

สกรูไม้ #10 ยาว 1.5 นิ้ว แพ็ค 100 ตัว

75ft จาก 20awg Solid Core Wire

Arduino เลโอนาร์โด (1)

โพเทนชิโอมิเตอร์ 10k โอห์ม (3)

AMT103 ตัวเข้ารหัสแบบหมุน (1)

BTS7960 43a ตัวควบคุมมอเตอร์ (1)

พาวเวอร์ซัพพลาย 12v 30a (1)

ลิมิตสวิตช์มาตรฐาน (7)

VEX Robotics 2.5 นิ้ว CIM Motor

VEX Robotics CIMple กระปุกเกียร์ 4.61:1

1/2in Keyed Hub จาก andymark.com (ผลิตภัณฑ์ #am-0077a) (1)

เครื่องพิมพ์ 3 มิติและเส้นใย (ABS และ TPU)

ขั้วต่อ xt60 และ xt90

ท่อหดความร้อน

พวงมาลัยแบบติดตั้ง 6x70mm

อุปกรณ์เสริมพวงมาลัยปลดเร็ว

ที่นั่งถังและตัวเลื่อน

อุปกรณ์เสริม 4pt Harnesses

ขั้นตอนที่ 1: การสร้างเฟรม

ขนาดของเฟรมนั้นลื่นไหลมากและขึ้นอยู่กับปัจจัยที่แตกต่างกันสองสามอย่าง สิ่งที่ต้องคำนึงคือเบาะนั่งที่คุณเลือกสร้างเฟรมหลักรอบๆ ขนาดของผู้ใช้กำหนดระยะเหยียบ ตำแหน่งที่จะใส่ซิม เนื่องจากหลังจากประกอบแล้ว เคลื่อนย้ายไม่สะดวก และของ แน่นอนสไตล์รถและความรู้สึกที่คุณกำลังมองหา หลังจากที่คุณได้รายละเอียดทั้งหมดเหล่านี้แล้ว ขั้นตอนการก่อสร้างจะคล้ายกันมากในซิมต่างๆ เริ่มต้นด้วยการสร้างสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่จะเป็นที่นั่ง โปรดทราบว่าพวงมาลัยถูกติดตั้งไว้ที่ด้านหน้าของสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่นั่ง และต้องแน่ใจว่ามีพื้นที่เพียงพอสำหรับที่นั่งที่จะเลื่อนผ่านการเคลื่อนไหวเต็มรูปแบบเพื่อประกันว่าสามารถปรับได้ ถัดไป ตัดสี่เหลี่ยมจาก MDF 3/4 นิ้ว ให้กว้างเท่ากับสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่นั่ง PVC และตราบใดที่รูยึดสำหรับตัวเลื่อนที่นั่งของคุณ จากตรงนั้น คุณสามารถสลักเบาะนั่งลงและเริ่มวัดความสูงของพวงมาลัยที่ต้องการ ตลอดจนระยะเฟรมคันเหยียบ การใช้โครงสร้างรูปสามเหลี่ยมเพื่อเชื่อมต่อปลายแร็คบันไดเข้ากับด้านบนของที่ยึดพวงมาลัยจะช่วยให้เฟรมแข็งขึ้นอย่างมาก หากคุณเลือกติดตั้งสายรัด คุณสามารถติดตั้งสลักปลายสายรัดเข้ากับรางที่นั่งผ่านรูสลักได้ แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่ปลอดภัยในรถจริง แต่ก็มีความแข็งแกร่งเพียงพอสำหรับเครื่องจำลอง รูปภาพด้านบนสามารถช่วยให้คุณเข้าใจการออกแบบกรอบและวางแผนกรอบของคุณได้ ฉันไม่ได้เข้าไปในโครงสร้างที่มีขนาดยาก ๆ เนื่องจากสิ่งต่าง ๆ เริ่มเปลี่ยนไปเมื่อคุณนั่งในเบาะนั่งและพยายามทำให้สะดวกสบายและใช้งานได้ หลังจากประกอบโครงแล้ว ตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อต่อทุกส่วนแน่นหนาโดยใช้ค้อนยางใส่ข้อต่อทุกครั้ง จากนั้นคุณสามารถเจาะรูนำร่องผ่านข้อต่อ PVC ทุกจุด และติดตั้งสกรูโลหะแผ่น #10 เพื่อยึด PVC ไว้ด้วยกัน สำหรับข้อต่อส่วนใหญ่ สกรูเพียงตัวเดียวก็เพียงพอแล้ว แม้ว่าในที่ยึดพวงมาลัยแนวตั้ง คุณอาจต้องติดตั้งเพิ่ม เมื่อเฟรมของคุณรวมกันแล้ว คุณสามารถเริ่มการติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้

ขั้นตอนที่ 2: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

การติดตั้งตัวเข้ารหัสนั้นง่ายมาก เนื่องจากรูตัวเข้ารหัสมีขนาด 1/2 นิ้ว และพอดีกับเพลากระปุกเกียร์พอดี ตัวเข้ารหัสที่มีส่วนต่อประสานกับ Arduino Leonardo เพื่อบอกคอมพิวเตอร์ว่าพวงมาลัยหันไปทางใด ถัดไป ทำตามแผนภาพการเดินสายเพื่อทำการเชื่อมต่อที่จำเป็นทั้งหมด คุณสามารถประสานโดยตรงกับ Arduino หรือใช้ส่วนหัวของพิน ฉันเลือกที่จะประสานเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีการเชื่อมต่อหลุดโดยไม่ได้ตั้งใจ ถัดไป คุณต้องเลือกกล่องหุ้มสำหรับพาวเวอร์ซัพพลาย ตัวควบคุมมอเตอร์ และ Arduino ฉันเลือกใช้กระสุน เพราะมีราคาถูก หาได้ง่าย และทนทานมาก ฉันเจาะรูที่ด้านข้างและติดตั้งวงแหวนยางเพื่อป้องกันสายเคเบิลจากขอบคม จากนั้นฉันก็วิ่งการเชื่อมต่อทั้งหมดออกจาก Arduino และออกจากปลอกยางด้วยปลอกสายไนลอนถัก ฉันยังติดตั้งตัวเชื่อมต่อ xt60 และ xt90 ประมาณ 6 นิ้วหลังจากวงแหวนเพื่อให้เปลี่ยนและอัปเกรดในอนาคตได้ง่าย หลังจากเดินสายทั้งหมดเสร็จแล้ว คุณสามารถติดตั้งมอเตอร์ป้อนกลับแรงของคุณเข้ากับที่ยึดพวงมาลัยได้ ในการติดพวงมาลัยเข้ากับฮับมอเตอร์ คุณจะต้องพิมพ์อะแดปเตอร์ 3 มิติ ไฟล์ Solidworks สำหรับอแด็ปเตอร์สามารถเชื่อมโยงกันได้ Shifter ไม่ใช่การออกแบบของฉัน หลังจากพยายามล้มเหลวหลายครั้ง ฉันเลือกใช้การออกแบบยอดนิยมบน Thingiverse สามารถค้นหาได้ด้วยการค้นหาอย่างรวดเร็ว และมีเอกสารประกอบทั้งหมดที่จำเป็นในการประกอบ ดังนั้นฉันจะไม่ต้องกังวลกับมันที่นี่ ในการติดตั้งชิฟเตอร์ คุณจะต้องใช้ไฟล์เมาท์ Shifter และ Shifter Strap ตัวยึดควรพิมพ์ด้วย ABS ขณะที่สายรัดต้องพิมพ์จาก TPU แบบยืดหยุ่น แท่นยึดนี้ช่วยให้คุณปรับคันเกียร์ได้อย่างรวดเร็ว และแม้กระทั่งสลับข้างสำหรับรถยนต์ LHD และ RHD ณ ตอนนี้ ข้าพเจ้าได้บรรลุถึงขั้นนี้แล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการประกอบแร็คคันเหยียบและกล่อง สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเร็ว ๆ นี้และคำแนะนำจะได้รับการอัปเดตเพื่อสะท้อนถึงความก้าวหน้าของฉัน มีตัวอย่างที่ดีของ DIY sim pedals บน YouTube ซึ่งสามารถปรับให้เข้ากับโปรเจ็กต์นี้ได้อย่างง่ายดาย แต่ฉันได้ตัดสินใจสร้างชุดแป้นเหยียบที่ทำจากอะลูมิเนียมทั้งหมดเพื่อเพิ่มความสมจริง

ขั้นตอนที่ 3: ขั้นตอนต่อไป

หลังจากประกอบคันเหยียบเสร็จแล้ว สามารถต่อสายไฟได้ จากนั้นเครื่องจำลองก็พร้อมใช้งาน โปรดจำไว้ว่าเครื่องจำลองนี้ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อใช้กับการตั้งค่าจอภาพ ดังนั้นจึงไม่มีสิ่งอำนวยความสะดวกในการติดตั้งหน้าจอใดๆ ฉันเลือกเส้นทางนี้เพราะชุด VR googles ที่ดีมีราคาถูกกว่าการติดตั้งจอภาพสามจอแบบเดิมมาก และฉันเชื่อว่าความสมจริงของการมองไปรอบๆ ภายในรถในเกมอย่าง Assetto Corsa หรือ Project Cars 2 จะทำให้ มิติใหม่แห่งประสบการณ์การจำลอง