Pretvorba senzorja efekta Hall Hall 3D Extreme Pro: 9 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Krmiljenje krmila na moji krmilni palici je ugasnilo. Poskušal sem ločiti lončke in jih očistiti, vendar ni pomagalo. Tako sem začel iskati nadomestne lonce in naletel na nekaj različnih spletnih mest izpred nekaj let, ki so se nanašala na namestitev senzorjev za učinke dvorane namesto loncev. Ko sem začutil odlično idejo za projekt, sem se odločil, da bom naredil pretvorbo in tukaj objavil navodila, da bodo lahko to storili tudi drugi. To pretvorbo sem oblikoval tako, da je 100% enostavno reverzibilna - ni žic za rezanje in le 2 žici za spajkanje glavna plošča za napajanje (in malo odstranjevanja plastike okoli dušilke, ki ni potrebna). Preostanek rezanja in spajkanja je na samih novih sestavnih delih.

Ko razstavljate igralno palico, bodite pozorni na to, katere velikosti vijakov gredo v katere luknje, saj se uporabljata 2 različni velikosti (vsaj na moji). Upoštevajte tudi, v katerih lončkih na igralni palici so kovinske sponke, ki jim bodo pomagale ostati nameščene. Za namestitev jih boste morali namestiti z novimi lonci.

Zaloge:

• Logitech 3D Extreme Pro Joystick (deluje razen loncev)
• SS495 Hallov senzor x 4
• Diametralno magnetizirani palični magneti (0,1875 "x 0,375") x 4
• #2 Vijak iz pločevine z okroglo glavo, dolg 3/16 "x 5
• 3D tiskane komponente (glej spodaj)
• Različna priključna žica
• Različne toplotno skrčljive cevi
• Spajkalnik
• Spajkanje
• Različni električni priključki

1. korak: Naročite in natisnite materiale za novo montažo "lonca"

Odvisno od tega, kje dobite material, imajo nekateri daljši čas dobave. SS495 sem dobil na eBayu za približno 6 dolarjev, vendar so jih odposlali s Kitajske, tako da so prišli približno 4 tedne. Magneti, ki sem jih uporabil, so D36DIA iz K&J Magnetics (približno 0,65 USD ea, plus poštnina). Dolgi so 3/16 "dia x 3/8", razred N42. Podoben magnet katerega koli primerljivega dobavitelja bi moral dati podobne rezultate, četudi ima drugačno jakost, bi to lahko vplivalo na celoten odziv SS495 kot funkcijo oddaljenosti od magneta.

Preostale dele je treba natisniti v 3D. Najmanj boste potrebovali:

• 4 x magnetne opornice
• 3 x ravne podlage
• 1 x kotna podlaga (OPOMBA: Naredite vsaj 2 od teh …. Glejte spodaj)
• 4 x držala za senzor

Močno priporočam tiskanje dodatkov magnetnih stebrov in verjetno vsaj 1-2 rezervnih delov za vsak kos, če se iz nekega razloga zlomijo. Datoteka STEP in projektna datoteka Autodesk Fusion 360 sta na voljo za prenos. Fusion 360 lahko brezplačno prenesete in licencirate 1 leto, če ustvarite račun za ljubitelje. To je zelo zmogljiv del programske opreme. Moj šef na delovnem mestu ima v kleti svojo lastno tovarno za izdelavo 3D tiskalnikov, zato mi je vse te izdelke milostno natisnil. Uporabil je nitko iz kopoliestra Colorfabb nGen z 80% polnilom na debelini sloja 0,10 mm.

Druga opomba: Lonec, ki gre za merjenje višine v bližini plošče za gumbe na levi strani krmilne palice, lahko deluje bolje kot kotna osnova namesto ravne. Igralno palico sem izdelal z ravno podlago, vendar je bila končna montaža zelo tesna, zato sem moral žice za ta lonec upogniti bolj, kot sem želel, da bi bilo vse skupaj skupaj…

2. korak: Polirajte in namestite natisnjene kose

3D -natisnjeni kosi, kot so oblikovani in verjetno tiskani, bodo imeli nekaj motenj, pri tiskanju pa bodo verjetno nastale brazgotine in napake. Natančneje, luknja za magnet, ki se prilega stebru, je natisnjena premajhno, zato bo prišlo do motenj, da bi magnet držali na mestu. Poleg tega je 7 -milimetrska luknja v podnožju popolnoma enake velikosti kot zunanji premer magnetnega droga 7 mm, zato je treba luknjo v podnožjih previdno povečati, dokler ni prave velikosti.

Za magnetni drog vzemite sveder 3/16 "in PREVIDNO izvrtajte v luknjo, kamor bo magnet šel. Vrtajte počasi in ustavite, ko konica svedra zadene dno stožčaste luknje - nadaljevanje lahko odstrani material, ki drži vrh stebra na dnu. Ne vrtajte dlje časa, le toliko časa, da očistite luknjo, tako da bo magnet pritisnil vanjo. Zaželite si tesno prileganje, zato ne ne vrtajte in ne odstranjujte materiala s stene, ko magnet vstopi. Prav tako tega ne priporočam, če je plastika prehladna, saj se morda ne upogne pravilno in se lahko takoj poveča - če bo plastika upognjena, bo to pomagalo luknja ostane tik pod 3/16 "nominalne velikosti. Morali boste eksperimentirati, zato ste natisnili dodatne kose:-)

Ko magnet vstopi v steber, sem z orodjem za umivalnik očistil posnetek na vrhu stebra in pomagal pri vodenju magneta na mestu. Morda boste želeli zamenjati sveder in to orodje za umivalnik, da magnet vstavite čisto.

Ko se stebriček in magnet dobro prilegajo, je treba temeljne luknje očistiti. Z gladkim koncem svedra ustrezne velikosti z brusnim papirjem (okrog 100 ali 120 zrnca), ovitim okoli SMOOTH konca, očistite notranjost 7 mm luknje na dnu. Nadaljujte, dokler drog ne zdrsne v stran luknje in se dovolj prosto vrti. Tudi tukaj boste želeli skrbeti, saj ne želite veliko igre med bazo in delovno mesto.

Ko je stebriček nameščen v podnožje, dvakrat preverite, ali se 9 -milimetrska prirobnica na magnetnem stebru dobro prilega ustreznemu utoru na dnu in po potrebi obrusite zunanjo stran prirobnice stebra. To sem naredil tako, da sem steber pritisnil na gladek konec svedra 3/16 in ga položil v svoj vrtalnik (vrtalni konec svedra v vpenjalno glavo) in ga prirobnico spel čez brusni papir, dokler se prirobnica ne prilega utor čisto.

Nazadnje jih s podstavkom in podnožjem namažite tako, da s svinčnikom položite grafit na stične površine. Narišite na vseh paritvenih površinah, da pustite velikodušno plast grafita, kar bo pripomoglo k njegovemu bolj gladkemu delovanju. Po potrebi pobrusite/očistite površine in znova nanesite grafit, da zagotovite nemoteno delovanje.

3. korak: naredite senzor

Krmilna palica se na izhodne lonce poveže z ženskimi 3 -polnimi konektorji na razdalji 0,100 . To pomeni, da lahko za izdelavo konektorjev uporabimo običajne zatiče glave z nekaterimi spremembami.

Želel sem se prepričati, da nožic ne bom vstavil nazaj v priključek, zato sem odrezal kos plastike, ki bi ga lahko prilepil na podnožje zaglavja, da bi naredil jeziček za ključ. Plastika je prišla iz Walgreensove otroške medicinske žlice, zato sem jo z rezinami za kositer in rezalniki za žico razrezala na velikost, da sem dobila pravo velikost. Nato sem uporabil super lepilo za pritrditev plastičnih jezičkov na podnožje zaglavja za izdelavo priključka. Končan konektor bo v priključek krmilne palice vstavljen samo v eno smer. Prepričan sem, da bi lahko natisnili tudi te, če želite.

Ko so zatiči za glavo pripravljeni, moramo začeti spajkati žice. Za ohranitev prožnosti sem uporabil žico 28AWG in upam, da se bo vse prilegalo z majhnim razmikom med senzorji. V moji krmilni palici so vsi trije konektorji sledili istemu vzorcu - to konfiguracijo boste želeli preveriti v svoji, saj lahko pride do sprememb v številnih različicah te krmilne palice. S plastičnim jezičkom, obrnjenim stran od vas in z zatiči navzdol:

Levi zatič bo VCC (5 VDC - rdeča na sliki)

V sredini bo signal napetosti nazaj na krmilno palčko (bela z rumeno skrčitvijo na sliki)

Desno bo GND (črna na slikah).

Žice, spajkane na zatiče glave, bi morale biti dolge približno 2 palca - to vam bo dalo dovolj prostora za povezavo z igralno palico, vendar ne tako dolgo, da bodo pri ponovnem sestavljanju motile.

Na strani senzorja SS495 boste želeli potrditi zaporedje ožičenja na podatkovnem listu. Moj je uporabil naslednje s ploščato stranjo senzorja, obrnjenega proti vam:

Levo: VCC (5 VDC)

Sredina: GND

Desno: Signal

Za orientacijo si oglejte slike. Ko je senzor izdelan, ga priporočam, da ga priključite na vir napetosti/ploščo in preverite, ali se izhod spreminja s spremembo magnetnega polja … Ko sem naredil svoj prvi senzor, sem imel signal in ozemljitvene žice zamenjane na senzorju in zelo hitro se je zelo segrelo … Z nekim čudežem nisem izpustil čarobnega dima iz senzorja. Prepričajte se, da se senzor ne segreje in daje pričakovano spremembo napetosti s spremembo magnetnega polja.

4. korak: Sestavite "lončke"

S senzorjem, priključenim na priključek, in magnetnimi stebri, nameščenimi na podnožjih, je zdaj mogoče sestaviti polno posodo. Za podrobnosti o sestavljanju si oglejte 3D model iz 1. koraka.

Najprej - beseda opozorila - med zadnjim testiranjem in nastavitvijo krmilne palice sem opazil, da mora imeti plin zmanjšano občutljivost v primerjavi z drugimi osmi, zato mora biti senzor dlje od magneta kot na drugih stebrih. Morda boste morali počakati, da sestavite še zadnji lonec, dokler ne nastavite nastavitve za plin, če boste morali spremeniti drsnik ali podlago, da bo senzor dovolj oddaljen. Končal sem prilagoditev tako, da sem s stekelca odložil plastiko, vendar je trajalo nekaj časa….lažje bi bilo vložiti žep, v katerega vstopi senzor, in ga narediti globlje.

Ok, nadaljujem …….

Pri vsakem senzorju in diapozitivu uporabite senzor za pritrditev senzorja na drsnik, kot je prikazano v 3D -modelu. Konusni deli senzorja gredo v žep, ploskev senzorja pa je obrnjena navzven proti magnetu. Žice se dvigajo in izstopajo s popolnoma ravne strani drsnika. Prepričajte se, da senzor ne štrli mimo dna drsnika ali da med delovanjem ovira prirobnico na magnetnem drogu.

Ko se lepilo strdi, lahko preostanek lonca sestavite. Magnete lahko na tej točki nekoliko naključno namestite v klešče, da jih zavrtite, ko jih pozneje med končnimi nastavitvami namestite v krmilno palčko. Če se želite približati, s kompasom poiščite stranice magneta. Tukaj morate vedeti:

Sever na kompasu kaže na stran magneta, ki bo dala senzor 0V signala

Jug kaže proti signalu 5V

Zvijanje senzorja v loncu proti CCW (v nasprotni smeri urinega kazalca, gledano z vrha lonca) bi moralo zmanjšati napetost, zato se bo senzor premaknil proti severu, z zasukom CW pa senzor premaknil proti južnemu polu in povečal napetost.

Z vgrajenimi magneti v stebričke postavite oporo v podnožje, nato pa drsnik postavite na vrh podstavka in namestite vijak #2, da bo vse skupaj držalo. Preverite, ali deluje brezhibno, po potrebi prilagodite.

5. korak: Spremembe igralne palice

Če želite odstraniti lončke, jih bo trdna stalna sila izvlekla, če jih držite z majhnimi kovinskimi sponkami. Posoda za krmilo je pritrjena samo s sklopom ročaja in ne bi smela priti ven.

Za pravilno delovanje senzorjev Hallovega učinka je potrebnih polnih 5 V DC, krmilna palica pa v lončke napaja le približno 4,2 V, zato bomo morali stvari nekoliko preobleči. Da bi dobili dovolj povezovalnih točk za 5VDC in GND, potrebujemo skakalce z dohodnega USB priključka. Odstranite ploščo z igralne palice, da jo lahko spremenite.

Za napajalno glavo/mostiček sem uporabil nekaj starih 4 -polnih priključkov iz računalniškega napajalnika, ki sem ga imel naokoli. Vse, kar vam bo dalo najmanj 3 povezave za glavo zatiča, bo delovalo. Žice iz priključka so bile spajane skupaj in na skupno žico, eno za 5VDC (rdeča) in GND (črna), ter po potrebi nameščene termoskrčljive cevi. Ti so bili spakirani na dno USB glave na plošči skupaj z majhnim kondenzatorjem 3.3uF (za vsak slučaj). Nisem bil prepričan glede potrebe po kapici, vendar sem mislil, da ne more škoditi. Očitno bodite zelo previdni pri spajkanju in se prepričajte, da ne vzpostavljate povezav, ki jih ne nameravate.

Ko je priključen napajalnik na ploščo, ga lahko znova namestite v krmilno palico, tako da priključke odmaknete od plošče proti strani krmilne palice, kamor prihaja glavni kabel.

Nato morate odstraniti lepilo, ki pritrjuje 3 žice senzorja krmila (modra, črna, rjava), ki prihajajo iz zgornjega dela. Lepilo previdno odstranite in ga po potrebi razrežite, da ga odstranite.

S tega priključka previdno odstranite modre in rjave žice iz priključka. To lahko storite tako, da nežno dvignete pritrdilno sponko za vsak zatič v priključku. Kasneje boste tem zatičem dodali podaljške za vzpostavitev 5 VDC in GND povezav za senzor.

Na drugih 2 priključkih za glavno ploščo izvedite iste korake. Če konektor gredo v 2 lonca blizu dna palice (nagib palice), odstranite rdečo in črno žico iz priključka. Na priključku, ki vodi do dušilke in stranskih gumbov, odstranite rdečo in belo žico (za potrditev sledite nazaj do dušilke).

Korak 6: Naredite mostične žice in priključite napajanje

Za priključitev napajalnih glav na konektorje za napajanje senzorjev sem naredil 3 komplete skakalcev. Uporabite lahko obstoječe žice za matične plošče, če jih imate…. To je v bistvu vse to.

Vsaka žica je bila dolga približno 6 - prilagodite, kot se vam zdi primerno. Potrebne so 3 vsake barve (rdeča in črna za 5 VDC in GND). Spajkalne zatiče iz napajalne glave na vsakem koncu in po potrebi toplotno skrčljivo cev držite vse skupaj. Vstavite nožice v ustrezne priključke, ki ste jih sprostili v prejšnjem koraku:

Krmilo (zvijanje):

Modra - 5 VDC (rdeč mostiček, rdeča glava)

Rjava - GND (črni mostiček, črna glava)

Dušilec:

Rdeča - 5 VDC (rdeč mostiček, rdeča glava)

Bela - GND (črni mostiček, črna glava)

Nagib in nagib (nagib palice):

Rdeča - 5 VDC (rdeč mostiček, rdeča glava)

Črna - GND (črni skakalec, črna glava)

Drugi konec mostička vstavite v ustrezno napajalno glavo.

Uredite 7. maja 2020 - za dodatne informacije si oglejte PDF ožičenja.

7. korak: Spremenite ohišje dušilke

Ena trajna sprememba krmilne palice - z ohišja lopute se odlepi neuporaben kos plastike, ki bo oviral naše nove senzorje. Odrezati ga boste morali skupaj s preostalim ohišjem.

Preden odstranite ohišje dušilke, poskusite označiti relativni položaj zobnika v ohišju do ročaja za plin na zunanji strani. Ko premaknete plin, boste na neki prestavi videli oznako, ki označuje začetni ali referenčni položaj. Ko to ugotovite, označite položaj ročaja za plin z označevalcem, da boste vedeli, kako vse poravnati, ko ga znova sestavite. Preden ga razstavite, si vzemite nekaj časa, da ga pregledate.

Na slikah lahko vidite, kje je območje, ki ga je treba odstraniti. Uporabil sem samo list žage in ga držal poravnano do preostalega roba ohišja ter odrezal del, ki bi bil na poti. Ko to odstranite, lahko namestite lonec za plin.

Ko nameščate lonec za plin, ne pozabite znova namestiti kovinske sponke, ki zadržuje lonec v ohišju dušilke, in se prepričajte, da je omejen. Nato poravnajte zobnik in ročaj za plin, kot je bil, ko ste ga ločili, in vse skupaj privijte skupaj.

8. korak: Namestite in prilagodite lončke

Po namestitvi lonca za plin bodo ostale 3 v bistvu enake. Lončki na dnu palice dobijo kovinske zaponke za pritrditev, da jih držijo na mestu, zgornji za krmiljenje krmila pa ne. Vsak senzor priključite na ustrezen konektor. Opomnik, da na loncu blizu levih gumbov morda uporabite kotno podlago namesto ravne, da žice senzorja ne motijo plošče - preizkusite in preverite.

Po namestitvi vseh 4 loncev boste morali prilagoditi kotno občutljivost vsake osi in osrednjo točko. Če želite to narediti, morate vklopiti krmilno palčko. Če želite, lahko to storite tako, da krmilno palčko priključite na kateri koli adapter za polnilnik USB, saj v resnici potrebujemo le napajanje senzorjev. V nasprotnem primeru bi morala biti povezava z računalnikom v redu - pazite, da iz katerega koli razloga ne prekinete 5VDC na GND.

To so cilji za prilagoditev:

Os osrednja: 2,3 V DC ± 0,1

Nizka napetost osi: 0,6 V DC 0,1

Visoka napetost osi: 4,0 V DC ± 0,1 (os nagiba potisnjena naprej proti ročici za plin, os R-L potisnjena do konca v levo, zasuk ročaja do konca CW, plin do konca "+" ali 100%)

Pri mojem testiranju so te predstavljale približno meje, kjer sem lahko povečal občutljivost igralne palice. Zdi se, da prenašanje signala vse do 5 V ali 0 V DC za signal ni delovalo….prenehal se je odzivati na spreminjanje napetosti pod približno 0,4 V in nad približno 4,5 V. Nadalje, ko sem prvič preizkusil sistem z originalnimi lonci, 0,5 in 4,3 V so bile skrajnosti, ki sem jih opazil v vseh 4 vezjih.

V sistem priključite multimeter, pri čemer mora biti GND merilnika priključen na napajalno glavo GND (črna), + terminal merilnika pa bere signal senzorja (bere se lahko vzporedno s kakršnimi koli povezavami na krmilno palčko). Začnite z drsenjem lonca sredi njegovega razpona. S pomočjo klešč z iglo nežno zavrtite magnet, dokler napetost senzorja ne bo približno 2,5 V. Nato krmilno palčko ali ročico za plin pomaknite do enega od omejevalnikov in ugotovite, ali je doseg senzorja previsok ali prenizek. Če premaknete v visokonapetostni položaj in odčitek preseže 4,3 V, je treba senzor premakniti stran od magneta. Če je pri visoki napetosti in je odčitek manjši od 4,1 V, senzor približajte magnetu. Prilagodite in ponovite preskušanje v obe smeri, dokler napetost ni v območju. Če je ena stran v dosegu, druga pa izven območja, bo morda treba sredino prilagoditi z rahlim obračanjem magneta za premik središčne točke. Prilagajanje bo ponavljajoč se postopek in verjetno sem potreboval približno eno uro, da sem vse štiri lončke prilagodil svojemu zadovoljstvu. Nastavitev krmila je najbolj zamudna, saj zahteva, da vsakič vsaj delno ponovno sestavite ročaj, da dobite pravi občutek za nastavitev lonca.

Ko je krmilna palica nastavljena, priporočam, da jo znova sestavite, in jo povežete z računalnikom ter zaženete kalibracijo. To bo potrdilo, da se vse osi premikajo v smeri, ki jo nameravate, in da nobena od njih ni obrnjena (z magnetom, obrnjenim za 180 ° od mesta, kjer bi moral biti).

9. korak: Končna ponovna montaža in preskus

Po nastavitvi lonca dvakrat preverite delovanje vseh osi s kalibracijo krmilne palice v računalniku in se prepričajte, da vsak premik ustreza smeri, v katero nameravate iti.

Ko bo vse v redu, prilepite vse žice, da se ne bodo premikale, ko sestavljate stvari.

Ko nameščate glavni pokrov z ročico za plin in gumbe, pazite na žice, ki prihajajo iz levega stranskega lonca - na moji krmilni palici so žice tega senzorja štrlele in motile ploščo, zato sem se moral upogniti senzorskim žicam stran od poti. Kot sem omenil v uvodu, bi, če bi vedel, da se bo to zgodilo, morda namesto tega uporabil kotno podlago, čeprav mi je uspelo, da deluje tako, kot je bilo.

Po končni montaži izvedite končno kalibracijo in preizkus! Uživajte!

Če imate vprašanja o katerem koli vprašanju, pustite komentarje, nanje bom odgovoril po najboljših močeh ali naložil dodatne slike.