Logitech 3D Extreme Pro Hall Effect Sensor Conversion: 9 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:35

Rodreglaget på min joystick gick ut. Jag försökte ta isär krukorna och rengöra dem, men det hjälpte inte riktigt. Så jag började leta efter ersättningsgrytor och snubblade över några olika webbplatser från flera år sedan som hänvisade till att installera halleffektsensorer istället för krukorna. Jag kände en bra projektidé och bestämde mig för att göra konverteringen och publicera instruktionerna här så att andra kan göra detsamma. huvudkortet för ström (och lite plastborttagning runt gasreglaget som inte behövs). Resten av skärningen och lödningen sker på själva de nya komponenterna.

När du demonterar joysticken, notera vilken storlek på skruvar som går i vilka hål, eftersom det finns 2 olika storlekar som används (på min minst). Se också till att du noterar vilka krukor i joysticken som har metallklämmorna i för att hjälpa dem att förbli installerade. Du måste installera dem med de nya krukorna för att hålla dem på plats.

Tillbehör:

• Logitech 3D Extreme Pro Joystick (fungerar med undantag för krukor)
• SS495 Hall effekt sensorer x 4
• Diametriskt magnetiserade stavmagneter (0,1875 "x 0,375") x 4
• #2 Rundhuvudplåtskruv, 3/16 "lång x 5
• 3D -tryckta komponenter (se nedan)
• Blandad anslutningstråd
• Blandade värmekrympslangar
• Lödkolv
• Löda
• Diverse elektriska kontakter

Steg 1: Beställ och skriv ut material för ny "kruka" -montering

Beroende på var du får materialet kan vissa ha en längre ledtid. Jag fick SS495 från eBay för cirka $ 6, men de skickades från Kina, så ungefär 4 veckor att komma fram. Magneterna jag använde är D36DIA från K&J Magnetics (ca $ 0,65 ea, plus frakt). De är 3/16 "dia x 3/8" långa, klass N42. En liknande magnet från alla jämförbara leverantörer bör ge liknande resultat, men om den har en annan styrka kan det påverka SS495: s totala svar som en funktion av avståndet från magneten.

Resten av bitarna måste vara 3D-tryckta. Som minimum behöver du:

• 4 x magnetstolpar
• 3 x raka baser
• 1 x vinklad bas (OBS: Gör minst 2 av dessa … se nedan)
• 4 x Sensor Slide Mounts

Jag rekommenderar starkt att skriva ut extra till magnetstolparna, och förmodligen minst 1-2 reservdelar för varje bit, om de går sönder av någon anledning. Både STEP -filen och Autodesk Fusion 360 -projektfilen är tillgängliga för nedladdning. Fusion 360 kan laddas ner och licensieras gratis i 1 år om du skapar ett amatörkonto. Det är en mycket kraftfull programvara. Min chef på jobbet har en egen tillverkare av 3D -skrivare som tar slut i sin källare, så han tryckte nådigt ut alla dessa bitar åt mig. Han använde Colorfabb nGen Copolyester -filament med 80% fyllning på en tjocklek på 0,10 mm.

Annan notering: Krukan som mäter tonhöjd nära brädet för knapparna på vänster sida av joysticken kan fungera bättre som en vinklad bas istället för en rak. Jag byggde min joystick med en rak bas, men slutmonteringen var väldigt tät, och jag var tvungen att böja trådarna för den grytan mer än jag ville få ihop allt igen …. du kanske vill experimentera med den här och åtminstone ha alternativ.

Steg 2: Polera och passa tryckta bitar

De 3D -tryckta bitarna som designade och sannolikt som tryckta kommer att ha viss störning, och det kommer sannolikt att bli hål och defekter vid utskrift. Specifikt är hålet för magneten att passa in på stolpen tryckt underdimensionerat så att det kommer att bli en del störningar för att hålla magneten på plats. Dessutom är 7 mm -hålet i baserna exakt samma storlek som 7 mm ytterdiameter på magnetposten, så hålet i baserna måste förstoras noggrant tills det har rätt storlek.

För magnetposten får du en 3/16 "borrkrona och borrar noggrant ner i hålet där magneten ska gå. Borra långsamt och stanna när borrspetsen träffar botten av det avsmalnande hålet - fortsätter kan ta bort materialet som håller toppen av stolpen på botten. Borra inte på länge, bara tillräckligt länge för att få hålet rengjort så att magneten kommer att trycka in i det. Du vill ha en tät passform, så don ' t fortsätt borra och ta bort material från stolpväggarna när magneten går in. Jag skulle inte heller rekommendera att göra detta om plasten är för kall, eftersom den kanske inte böjs ordentligt och kan bli stor omedelbart - om plasten böjs hjälper det hålet stannar knappt 3/16 "nominell storlek. Du måste experimentera, varför du skrev ut extra bitar:-)

När magneten gick in i stolpen använde jag ett försänkningsverktyg för att städa upp avfasningen högst upp på stolpen för att hjälpa magneten på plats. Du kanske vill byta borr och detta försänkningsverktyg för att få in magneten rent.

Med stolpen och magnetpassningen väl måste bashålen rengöras. Med den släta änden av en lämplig borrkrona med sandpapper (cirka 100 eller 120 korn) lindade runt SMOOTH -änden, städa upp insidan av 7 mm -hålet i basen. Fortsätt tills stolpen bara glider i sidan av hålet och roterar någorlunda fritt. Du vill också ta hand om dig här, eftersom du inte vill ha mycket spel mellan basen och stolpen.

Med stolpen passande i basen, dubbelkolla att 9 mm flänsen på magnetposten sitter rent i motsvarande spår i basen och slipa vid behov utsidan av stolpens fläns. Jag gjorde detta genom att trycka på stolpen på den släta änden av 3/16 borrkronan och lägga den i min borr (borra änden av biten i chucken) och köra flänsen över sandpapper tills flänsen passar in spåret rent.

Slutligen, med stolpen och basfästet, smörj in dem genom att lägga grafit på de kontaktande ytorna med en penna. Rita på alla parningsytor för att lämna ett generöst lager av grafit, och det hjälper den att fungera mycket smidigare. Slipa/rengör ytor efter behov och applicera grafit igen för att få smidig drift.

Steg 3: Gör sensorn

Joysticken ansluts till sina spännande krukor med 3 -poliga honkontakter på en 0,00 höjd. Detta innebär att vi kan använda vanliga huvudstift för att göra kontakterna, med några ändringar.

Jag ville se till att jag inte skulle sätta in stiften bakåt i kontakten, så jag klippte en bit plast som jag kunde limma på huvudstiftets bas för att göra en nyckelflik. Plasten kom från en Walgreens barns medicinsked, och jag klippte den i storlek med en plåtskärare och trådskärare för att få den till rätt storlek. Jag använde sedan superlim för att fästa plastflikarna på huvudstiften för att göra kontakten. Den färdiga kontakten sätts bara in i joystickanslutningen på ett sätt. Jag är säker på att du också kan skriva ut dessa om du vill.

Med stifthuvudena redo, nu måste vi börja lödkablar. Jag använde 28AWG -tråd för att hålla den flexibel och förhoppningsvis få allt att passa med det lilla stiftavståndet på sensorn. I min joystick följde alla tre kontakter samma mönster - du vill verifiera den här konfigurationen i din, eftersom det kan finnas variationer över de många versionerna av denna joystick. Med plastfliken vänd bort från dig och stiftar ner:

Vänster stift kommer att vara VCC (5 VDC - Röd på bilden)

I mitten kommer spänningssignalen tillbaka till joysticken (vit med gul krympning på bilden)

Till höger kommer GND (svart på bilderna).

Ledningarna som är lödda på huvudstiften ska vara cirka 2 långa - detta ger dig tillräckligt med utrymme för att göra anslutningen i joysticken men inte så lång att de blir till besvär vid återmontering.

På givarsidan SS495 vill du bekräfta kopplingssekvensen på databladet. Min använde följande med den platta sidan av sensorn vänd mot dig:

Vänster: VCC (5 VDC)

Mitt: GND

Höger: Signal

Se bilder för orientering. Med sensorn gjord rekommenderar jag att du ansluter den till en spänningskälla/brödbräda och kontrollerar att utgången ändras med förändringen i magnetfältet …. När jag gjorde min första sensor fick jag byta signal och jordledningar på sensorn, och det blev väldigt varmt väldigt snabbt … Av något mirakel släppte jag inte den magiska röken från sensorn. Var noga med att kontrollera att sensorn inte värms upp och ger den förväntade spänningsändringen med magnetfältet.

Steg 4: Montera "krukorna"

Med sensorn ansluten till kontakten och magnetstolparna monterade i baserna kan nu hela grytan monteras. Se 3D -modellen från steg 1 för fullständig montering.

Först - ett varningsord - under slutprovning och inställning av joysticken märkte jag att gasreglaget måste ha minskad känslighet jämfört med de andra axlarna, och som sådan behövde sensorn vara längre bort från magneten än på de andra stolparna. Du kanske vill vänta med att sätta ihop en sista kruka tills du får gasreglaget om du behöver ändra objektglaset eller basen för att sensorn ska vara tillräckligt långt bort. Jag slutade göra justeringen genom att fila bort plast från bilden, men det tog ett tag … det hade varit lättare att fila fickan som sensorn går i och göra den djupare.

Ok, fortsätter ….

Med varje sensor och bild, använd superlim för att montera sensorn i bilden, som visas i 3D -modellen. De avsmalnande delarna av sensorn går in i fickan, med sensorns platta vänd utåt mot magneten. Ledningarna går upp och ut från den helt plana sidan av objektglaset. Se till att sensorn inte sticker ut förbi botten av objektglaset, annars kommer det att störa flänsen på magnetposten när den är i drift.

När limet har fastnat kan resten av grytan monteras. Magneterna kan installeras i stolparna något slumpmässigt vid denna tidpunkt - du kommer att använda en nåltång för att rotera dem när de installeras i joysticken senare under de sista justeringarna. Om du vill försöka få den nära, använd en kompass för att hitta magnetens sidor. Här är vad du behöver veta:

Norr på kompassen pekar på sidan av magneten som ger en 0V -signal från sensorn

Söder pekar mot 5V -signalen

Vridning av sensorn i grytan mot CCW (moturs, sett från toppen av krukan) bör minska spänningen, så sensorn kommer att flytta mot norr, vridning CW bör flytta sensorn mot sydpolen och öka spänningen.

Med magneter installerade i stolparna placerar du stolpen i basen och lägger sedan objektglaset ovanpå basen och installerar skruven #2 för att hålla ihop allt. Kontrollera gratis, men inte slarvig drift, justera efter behov.

Steg 5: Joystick -ändringar

För att ta bort krukorna, kommer fast, stabil kraft att få ut dem om de hålls fast med de små metallklämmorna. Rodgrytan hålls bara med själva handtaget och ska inte komma ut utan problem.

Hall -effektsensorerna kräver hela 5VDC för att fungera korrekt, men joysticken levererar bara cirka 4,2 V till krukorna, så vi måste köra om saker och ting lite. För att få tillräckligt med anslutningspunkter för 5VDC och GND behöver vi hoppare från den inkommande USB -kontakten. Ta bort kortet från joysticken så att det kan ändras.

För krafthuvudet/bygeln använde jag några gamla 4 -poliga kontakter från en datorns strömförsörjning som jag hade kvar. Allt som ger dig minst 3 anslutningar för en stifthuvud fungerar. Ledningarna från kontakten löddes ihop och till en gemensam tråd, en för 5VDC (röd) och GND (svart), och värmekrympslang applicerades vid behov. Dessa löddes på botten av USB -huvudet på kortet tillsammans med en liten 3.3uF kondensator (för säkerhets skull). Jag var inte säker på behovet av locket, men tänkte att det inte kan skada. Var uppenbarligen mycket försiktig vid lödning för att se till att du inte gör anslutningar som du inte tänker.

När strömanslutningen till kortet är gjord kan den installeras om i joysticken, så att kontakterna förs bort från kortet mot sidan av joysticken där huvudkabeln kommer in.

Därefter måste du ta bort limet som håller fast de tre rorsensortrådarna (blå, svart, brun) som kommer ut från den övre sektionen. Dra försiktigt av limmet och skär efter behov för att få det fritt.

Ta försiktigt bort de blå och bruna ledningarna från kontakten från kontakten. Detta kan göras genom att försiktigt bända upp hållarklämman för varje stift i kontakten. Senare kommer du att lägga till förlängningskablar till dessa stift för att göra 5 VDC- och GND -anslutningarna för sensorn.

Utför samma steg på de andra två kontakterna för huvudkortet. För kontakten som går till de två krukorna nära botten av pinnen (stick tilt), ta bort de röda och svarta ledningarna från kontakten. Ta bort de röda och vita trådarna när kontakten går till gasreglaget och sidoknapparna (spåra dem tillbaka till gasreglaget för att vara säker).

Steg 6: Gör bygelkablar och gör strömanslutningar

För att ansluta kraftrubrikerna till kontakterna som driver sensorerna gjorde jag 3 uppsättningar hoppare. Du kan använda befintliga brödbrädrådar om du har dem … det är i princip alla dessa.

Varje tråd var cirka 6 lång - justera efter behov. 3 av varje färg behövs (rött och svart för 5 VDC och GND). Lödstift från din stifthuvudförsörjning i varje ände och krymprör efter behov för att hjälpa håll ihop allt. Sätt in stiften i lämpliga kontaktstift som du frigjorde i föregående steg:

Rod (vridning):

Blå - 5 VDC (röd bygel, röd sidhuvud)

Brun - GND (svart bygel, svart sidhuvud)

Strypa:

Röd - 5 VDC (röd bygel, röd sidhuvud)

Vit - GND (svart bygel, svart sidhuvud)

Pitch and Yaw (stick tilt):

Röd - 5 VDC (röd bygel, röd sidhuvud)

Svart - GND (svart bygel, svart sidhuvud)

Sätt i den andra änden av bygeln i lämpligt effekthuvud.

Redigera 7 maj 2020 - Se PDF -sidan för kopplingsschema för ytterligare information.

Steg 7: Ändra gasreglaget

En permanent joystickmodifiering - det finns en värdelös plastbit som sticker av gasreglaget som kommer att hindra våra nya sensorer. Du måste klippa av den i linje med resten av huset.

Innan du tar bort gashuset, försök att markera det relativa läget för växeln i huset till gasreglaget på utsidan. När du flyttar gasen kommer du att se någon gång att det finns en markering på växeln som anger en start- eller referensposition. När du hittar det markerar du gasreglagets position med en markör så att du vet hur du justerar allt när du sätter ihop det igen. Se bara till att ta lite tid att inspektera den innan du demonterar den.

På bilderna kan du se var området är som måste lossna. Jag använde bara ett hacksågblad och höll det spolat mot resten av husets kant och klippte av den del som skulle vara i vägen. Med det borttagna kan grytan för gasreglaget installeras.

När du installerar gaspotten, se till att sätta tillbaka metallklämman som håller grytan i gaspedalen och se till att stoppet. Justera sedan växeln och gasreglaget som det var när du tog isär det och skruva ihop allt igen.

Steg 8: Installera och justera krukor

Efter installationen av gaspotten kommer de andra 3 i princip att vara desamma. Krukorna i pinnens bas får metallhållarklämmorna i stolpen för att hålla dem på plats, och den översta för roderstyrningen gör det inte. Anslut varje sensor till respektive kontakt. Påminnelse om att eventuellt använda en vinkelbas istället för en rak på potten nära vänster knappar så att sensortrådarna inte stör kortet - testa och verifiera.

Efter att ha installerat alla 4 krukorna måste du justera vinkelkänsligheten för varje axel såväl som mittpunkten. För att göra detta måste du driva styrspaken. Om så önskas kan detta göras genom att ansluta joysticken till valfri USB -laddare, eftersom allt vi verkligen behöver är ström till sensorerna. Annars borde det vara ok att ansluta den till din dator - var noga med att inte kortsluta 5VDC till GND av någon anledning.

Dessa är målen för justering:

Axelcentrerad: 2,3 VDC ± 0,1

Axelspänning låg: 0,6 VDC ± 0,1 (Pitch-axeln dras tillbaka mot gasreglaget, R-L-axeln trycks hela vägen till höger, handtaget vrids hela vägen CCW, gasen till full "-" eller 0%)

Axelspänning hög: 4,0 VDC ± 0,1 (Pitch-axeln skjuts framåt från gasreglaget, R-L-axeln skjuts hela vägen till vänster, handtaget vrids hela vägen CW, gasen till full "+" eller 100%)

I mina tester representerade dessa ungefär de gränser där jag kunde maximera joystickens känslighet. Att ta det hela vägen till 5 VDC eller 0 VDC för signalen verkade inte fungera … det slutade svara på förändrad spänning under cirka 0,4 V och över cirka 4,5 V. Vidare, när jag först testade systemet med de ursprungliga krukorna., 0,5 och 4,3 V var de ytterligheter jag observerade över alla 4 kretsar.

Anslut en multimeter till systemet, med mätarens GND ansluten till GND (svart) effektrubrik och + terminalen på mätaren som avläser sensorns signal (den kan läsas parallellt med alla anslutningar till joysticken). Börja med grytans bild i mitten av sitt sortiment. Använd en nåltång och vrid försiktigt magneten tills spänningen från sensorn är cirka 2,5 V. Flytta sedan joysticken eller gasreglaget till ett av stopparna och avgör om sensorns räckvidd är för högt eller för lågt. Om den flyttas till ett högspänningsläge och avläsningen överstiger 4,3 V, måste sensorn flyttas bort från magneten. Om den är i högspänning och avläsningen är mindre än 4,1 V, flytta sensorn närmare magneten. Justera och upprepa testet i båda riktningarna tills spänningen är inom intervallet. Om ena sidan är inom räckvidden men den andra sidan går utanför räckvidden kan mitten behöva justeras genom att vrida magneten något för att flytta mittpunkten. Justeringen kommer att vara en iterativ process, och förmodligen tog det mig ungefär en timme att få alla 4 krukorna justerade till min tillfredsställelse. Rodjustering är den mest tidskrävande, eftersom det kräver åtminstone delvis återmontering av handtaget varje gång för att få en riktig känsla för justeringen av grytan.

När den är justerad, innan du monterar tillbaka joysticken, rekommenderar jag att du ansluter joysticken till datorn och kör en kalibrering. Detta bekräftar att alla axlar rör sig i den riktning du avser och att ingen av dem är omvänd (med en magnet roterad 180º från där den ska vara).

Steg 9: Slutlig återmontering och test

Efter krukajustering, dubbelkolla alla axlarnas funktion genom en kalibrering av joysticken på din dator och se till att varje rörelse motsvarar den riktning du tänker gå.

När allt är bra ska du tejpa fast alla trådar så att de inte rör sig när du sätter ihop saker.

När du installerar huvudkåpan som har gasspjäll och knappar, håll ett öga på trådarna som kommer ut ur den vänstra krukan - på min joystick stack trådarna från den här sensorn ut och störde kortet, och jag var tvungen att böja sensorn sladdar ur vägen. Som jag nämnde i inledningen, hade jag vetat att detta skulle hända kan jag ha använt en vinkelbas här istället, även om jag kunde få det att fungera som det var.

Efter slutmontering, ge den en slutlig kalibrering och test! Njut av!

Om du har frågor om något kan du lämna kommentarer så svarar jag på dem så gott jag kan eller ladda upp ytterligare bilder.