DIY Flight Sim Switch Panel: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:36

Efter att ha tillbringat många år i flygsim-gemenskapen och engagerat mig i allt mer komplicerade flygplan, längtade jag efter möjligheten att hålla händerna på fysiska växlar istället för att försöka flyga med höger hand medan jag använde musen i min icke-dominerande vänster hand för att klicka på små switchar runt cockpiten med kort varsel. Jag har inte pengar eller tid för en full cockpit-installation, och även om jag gjorde det, kommer jag inte att bygga ett för varje flygplan jag flyger (det finns många). Dessutom använder jag nästan aldrig många av omkopplarna i sittbrunnen, och ännu färre är sådana som jag måste komma åt med kort varsel. Jag har dock slut på knappar och omkopplare på mina HOTAS. Så vad ska man göra?

Det här var när min hjärna ringde upp ett minne från ett tag sedan när jag bläddrade på flygsim -hårdvara bara för skojs skull (min asociala, nördiga version av fönstershopping i köpcentret). Jag hade sett en Saitek -manöverpanel, märkt med allmänna flygfunktioner: externa lampor, magneto -kontroller, landningsställ, pitotvärme, etc. Det var naturligtvis utanför mitt prisklass, och jag skulle behöva göra något allvarligt ommärka om jag skulle använda den för stridsflygplan, vilket jag verkligen behövde en switchpanel för i första hand. Men idén fastnade, och förra sommaren, utan något bättre att göra, tänkte jag att jag skulle bygga min egen.

Tillbehör:

Material för att bygga en låda

Val av kontroller (jag använde omkopplare, men du kan ha knappar, vridknappar, reglage eller något annat du kan ta reda på hur du kopplar upp.)

Några bra 2-lägesbrytare (Amazon)

Några bra 3-lägesbrytare (Amazon)

Teensy Board (jag använde en 3.2, men 3.x, 4.x och LC fungerar säkert; jag är inte säker på 2.x. För mer information om Teensy boards se https://www.pjrc.com /tonåringar/)

Någon 22-gauge elektrisk ledning (fast kärna är lättast att arbeta med; jag hittade min på Amazon här)

Tunn 60/40 elektrisk lödning (Amazon)

Stripboard (Amazon)

Obligatoriska stifthuvuden (de är väldigt lätta att hitta och dina behov varierar beroende på vad du har och hur du väljer att fortsätta, så jag har inte inkluderat en länk)

PCB -distanser (igen, ett brett utbud är tillgängligt och allas behov kommer att vara lite olika, så jag har inte inkluderat en länk. Jag rekommenderar starkt att skaffa metall, inte plast, eftersom du är mycket mindre benägna att av misstag ta bort dem.)

Steg 1: Prototyp

Min prototyp är rent ut sagt lite pinsam. Det innebar en hel del vriden tråd, en otroligt rörig Arduino -kod, en Teensy 3.2 och exceptionellt opålitliga elektriska anslutningar. Det kan också ha funnits kartong. Trots de många bristerna gav det bevis på konceptet och tillät mig att testa det ganska mycket gratis eftersom jag redan hade alla delar liggande. Det visade sig vara extremt värdefullt i längden eftersom jag upptäckte och korrigerade många problem med prototypen och fick förfina mina mål för den slutliga produkten. Jag återanvände också nästan allt (kartongen var en förlorad orsak) i nästa manifestation av det, vilket är vad jag använder nu. Jag rekommenderar starkt att bygga en dedikerad prototyp för att ge dig själv en chans att prova och sortera överraskningar innan du går ut och bygger en slutversion.

Steg 2: Bestäm en lista över funktioner du vill/behöver

Helst bör detta innehålla saker som du behöver komma åt med kort varsel men som du inte har plats för på dina HOTAS, till exempel masterarm, reservflygkontrollsystem, jammerkontroller, motåtgärder etc. Jag rekommenderar att du blir bekväm med en HOTAS innan du bygger en switchpanel, eftersom dina behov kan förändras baserat på dina HOTAS. Under min prototypförsök fann jag att jag också gillade att ha switchar tilldelade saker jag vanligtvis skulle använda tangentbordet till, eftersom det ökade nedsänkning märkbart. Jag har därför lagt till saker som motorreglage (motorkörning/stopp, baldakinreglage, växel, klaffar, etc.). I andra flygplan, som 737- eller GA-flygplanet, använde jag dem för saker som autopilotkontroller, externa ljuskontroller, nödsystem etc. Det var också väldigt praktiskt att få dem tilldelade antisystem som pitotvärme och kolhydratvärme sedan det är saker jag ofta slår på och av.

Jag använde ett kalkylblad för att organisera alla dessa listor och för att ställa upp växlar med två positioner och tre lägen. Du kan förmodligen komma undan med bara 2-lägesbrytare, men saker som jammer- och dispenserkontrollerna i F/A-18 är mer uppslukande och verklighetstrogna med en 3-lägesbrytare, och i vissa fall är det ganska nödvändig, till exempel Waypoint/Markpoint/Mission-väljaren i A-10C: s CDU. De flesta flygplanets klaffar har också minst tre positioner (A-10C och F/A-18 är exempel), och de som bara har 2 klafflägen kan lika bra använda 3-lägesomkopplaren genom att bara använda 2 av 3 positioner. (Shoppingtips: Det är värt att känna till de tekniska namnen på switchar (SPST -växel, SPDT -växel, roterande, etc.) Sökmotorer vet vanligtvis inte vad du menar när du ber om "växelströmställare." Ett bra ställe att lära sig om sådana saker är här.)

Det sista tricket här är att besluta om en beställning av switcharna. Kom ihåg var switchpanelen kommer att vara; du kanske vill sätta omkopplare du behöver för att komma snabbare närmare var din hand kommer att vara. I mitt fall flyger jag med höger hand på pinnen och min vänstra hand på gasreglaget, så manöverpanelen går till vänster på mitt skrivbord. Eftersom mitt tangentbord och musen befinner sig mellan min pinne och gasreglaget, kommer panelen att gå på vänster sida av min gasreglage, så snabbåtkomstbrytare ska vara till höger om kopplingspanelen, nära min hand.

Om du är intresserad av det kalkylblad jag använde finns det i Google Kalkylark här. (Tyvärr låter Instructables mig inte ladda upp ett kalkylblad av någon anledning.)

Steg 3: Designa lådan

Omkopplarna måste vara anslutna till något, och något kommer förmodligen att sitta på ditt skrivbord. I mitt fall gjorde jag en låda 29 cm x 12 cm och 6 cm hög av 1x4 träbitar, med en 1/4”tjock akrylfront. Det är lite strukturellt överkill, men att använda större material gjorde det lättare att fästa dem och gav mer utrymme för misstag. När du väljer material, tänk på att tyngre är vanligtvis bättre eftersom det betyder att du kan trycka på omkopplarna hårt och vikten på lådan kommer att hindra den från att röra sig. Om du vill använda ett ledande material, som plåt, kommer det teoretiskt inte att bryta saker (jag har inte provat det, du kan behöva elektriskt isolera PCB -distanserna från resten av bandplattan i ett framtida steg). Designa bara lådan så att du kan montera och demontera den efter behag. Du kanske måste felsöka!

Jag placerade mina omkopplare cirka 1,4 cm från varandra, även om du kunde få ut dem mer. Jag tyckte att 1,4 cm var ett bekvämt mellanrum där jag kunde känna mig tillräckligt säker på att jag kunde slå rätt strömbrytare och inte de på båda sidor. Det ser lite trångt ut, men det känns inte så, särskilt efter lite träning. Jag skulle dock inte vilja ha dem närmare varandra.

Steg 4: Köp delar och bygg lådan

Detta var det roligaste och mest jobbiga steget för mig. Jag valde att spruta måla min låda med en blank svart på utsidan och blank vit på insidan. Jag valde svart på utsidan eftersom det matchar det svarta temat jag har på gång med mina datorsaker och vitt på insidan eftersom jag visste att jag ville lysa upp rutan och att ha insidan målad vit innebar att den skulle återspegla vilken färg jag valde att tända det med. Glansigt var bara för att det såg bra ut (och skulle hjälpa till att reflektera ljus runt insidan av lådan). Det är värt att plocka upp en 22 gauge tråd, eftersom den passar bekvämt i hålen i de flesta prototyper PCB. Vissa människor föredrar flätad tråd eftersom du får lite bättre elektriska anslutningar på det sättet, men jag tycker att det är en absolut mardröm att arbeta med, särskilt i så liten skala, så jag använde massiv koppartråd och använde bara mycket löd. Jag använde också färger för att organisera mina trådar, vilket hjälpte mycket. Svart maldes (som vanligt) och rött var 3,3V och utgångarna från switcharna. (Jag skulle ha använt blått eller grönt eller något för switchutgångarna, men jag hade ingen och var inte villig att köpa några bara för det här projektet.)

Jag gillar att kunna ansluta och koppla bort min mikrokontroller från projekt istället för att löda så att jag kan använda dem igen, så jag lödde kvinnliga stifthuvuden till min bandplatta och kopplade sedan in mitt Teensy -kort i det. Bandplattan fästes på baksidan av lådan med PCB -distanser. Lysdioderna varmlimmades till en liten rektangel av samma 1/4”akryl som jag använde på panelens yta och fästes på lådans sidor med PCB-distanser. Varje elektrisk anslutning löddes med undantag för att stifthuvudena på Teensy fästes på bandbordet med hona-han-stifthuvuden.

Att hantera PCB-distanser: dessa saker är en mardröm att skruva in med bara fingrar, så jag hittade ett bra uttag för att köpa lite, sedan fingrarna åt det. (Se bilderna.) Dessutom bör det inte vara mycket stress på dessa distanser; allt de behöver stödja är lite elektronik. Det finns ingen anledning att strama till så mycket alls. En mild men fast spänning bör göra. Slutligen blir det mycket lättare om du borrar ett stort pilothål innan du försöker skruva in det.

Var noga med att testa dina anslutningar ofta för att se till att lödet inte överlappar en närliggande remsa. Tips: om din multimeter säger att dina remsor är anslutna, men du inte kan se någon lödning som förbinder dem, se till att dina strömbrytare är öppna, inte stängda! Jag gjorde detta misstag och det kostade mig en mycket frustrerande halvtimme.

Lite elektrisk teori: Brytare fungerar inte bra som ingångar om du inte använder ett pullup -motstånd eller ett neddragningsmotstånd. Problemet uppstår från det faktum att när omkopplaren är öppen är den inte ansluten till någon referenspunkt för mikrokontrollern, så den vet inte om den är öppen eller stängd. (Det är den förenklade versionen jag känner mig bekväm att förklara i alla fall.) Teensys (och Arduinos också, så vitt jag vet) har inbyggda pullup-motstånd som du kan slå på med hjälp av

pinmode (pin, INPUT_PULLUP);

istället för

pinmode (pin, INPUT);

Detta tjänar till att ansluta stiftet till en referenspunkt när den är öppen och en annan referenspunkt när den är stängd (jag använde mark, men internet säger att du också kan använda VIN). Jag använde också Bounce -biblioteket för att eliminera eventuella mekaniska inkonsekvenser i själva omkopplaren. För lysdioderna lämnar jag kretsdesignen upp till dig. Jag kommer att berätta av erfarenhet att lysdioder inte håller särskilt länge om de är överspända, och att byta ut dem är en stor smärta, så det är värt tiden att ta bort Kirchhoffs loop -regel och räkna ut motståndsvärden. För de 2 20mA lysdioder jag hade använde jag ett 6-och-lite-Ohm-motstånd för att sänka spänningen från 3,3V (det finns en 3,3V-stift på min Teensy) till 3,1-ish volt, vilket ligger fint inom 3,0 -3.2V tolerans för mina lysdioder.

Några lödtips: Om du upptäcker att din lödning av misstag har anslutit två remsor finns det några saker du kan prova. Jag hittade ett Dremel -verktyg med en mycket liten bit som fungerade bra för att exakt flå av små bitar av egensinnigt löd. Men om du av misstag bildade en lödklump runt två trådar på olika remsor skulle ett Dremel -verktyg ta evigt. Efter lite experimenterande hittade jag det bästa att göra är att värma lödet med ditt lödkolv och sedan köra något smalt som ett böjt gem mellan trådarna för att skjuta lödet åt båda sidor. Detta fungerade bra för mig och gjorde en minimal röra.

Lödningsfriskrivning för nya människor: Detta är inte ett lätt lödprojekt för en nybörjare. Jag hade lödt i ungefär ett år innan det här projektet och det här var ett svårt projekt för mig (det är därför det ser så rörigt ut). Lödning är inte lätt i början och kommer att ta övning. Jag är inte tillräckligt bra för att lära dig lödning, så jag kan inte ta ansvar för ditt smälta bly/brinnande flöde. Att lära sig att löda och göra det ordentligt/säkert är ditt jobb. Som sagt, det finns många bra resurser där ute (internet är ibland en underbar sak), så var inte avskräckt från detta projekt om du inte vet hur du ska löda ännu. Övning, uthållighet och tålamod är allt du behöver. Och för löd ninjorna där ute, välkommen att visa mig.;)

Om du är orolig för att ta slut på pins: det gör du inte om du inte använder många knappar. Programvaran tar slut på knapparna innan Teensy -kortet kommer att ta slut, även om du använder lite Teensy 3.2 som jag. Jag tog helt slut på programvaran genom att använda alla 32 knappar och bara använde ungefär 3/4 av stiften på min Teensy.

Steg 5: En kort tangent om mikrokontroller

Standardmikrokontrollen för hobbyelektronik är vanligtvis en Arduino med någon beskrivning. Det är fantastiska små saker; dock kan majoriteten av Arduinos inte bete sig direkt som en USB-HID-enhet. Du måste använda ett mellanhandsprogram (som ett bearbetningsskript) för att vara mellanhand och använda en virtuell joystick för att faktiskt ge inmatningar, vilket är smärtsamt. Teensy-kort, å andra sidan, kan vara en vanlig USB-HID-joystick, som visas på din dator på samma sätt som din HOTAS eller andra spelkontroller. Det här är inte en programvara; Teensy -brädorna använder faktiskt olika chips.

I skrivande stund finns det några Arduinos som kan bete sig som USB-HID-enheter: Leonardo, Mini och Pro Mini. Om du väljer att gå denna väg, kolla in detta Github -bibliotek för att använda dem som en joystick istället för standardtangentbordet/musen. (Tack till willem.beel för att du påpekade detta i kommentarerna.)

Tonåriga brädor sträcker sig från cirka $ 15 till cirka $ 35. Du kan få en grundläggande Arduino för så lite som $ 10, men du kommer förmodligen att spendera många fler timmar än det är värt att skapa och felsöka ett bearbetningsskript, en virtuell joystick och gränssnitten mellan varje steg om du väljer att gå den vägen. Men Teensys inbyggda joystickbibliotek och Github Arduino Leonardo/Mini/Pro Mini-biblioteket har bara stöd för 32 knappar, så om du vill ha många switchar måste du ändå gå den virtuella joystickvägen, som den enda begränsningen är dina kodningskunskaper och tålamod.

Steg 6: Skriv/felsök koden

Här är Arduino -filen med min kod. Om du vill använda den måste du ändra den för att överensstämma med var 2-läges- och 3-lägesomkopplare är, eftersom din förmodligen kommer att vara annorlunda än min. Jag suger på objektorienterad programmering på det språk Arduino och Teensy bygger på, så jag har bara hårdkodat det. Det är inte vackert, men det fungerar. Du måste också byta USB -typ till "Flight Sim Controls + Joystick" under Verktyg (tack till primus57 för att påpeka det i kommentarerna). Gör/distribuera härledda verk; Jag är väl medveten om att mina kodningskunskaper inte är bra, så alla förbättringar är välkomna.

Jag använder Windows 10, så för att testa min kod gick jag till Start-menyn och skrev "joy.cpl" och tryckte på Enter, dubbelklickade sedan på Teensy Flight Sim Controls och gick till fliken Test. (Se skärmdumpen.) Detta visas när datorn registrerar en ingång (mycket användbart för felsökning).

Steg 7: Undvik mina misstag

Om jag skulle göra det här igen, var det viktigaste jag skulle ha gjort annorlunda att jag skulle ha tagit bättre hand om att lådan skulle sitta platt på bordet. (Det gör det inte för närvarande och det är väldigt irriterande.) Nästa sak som skulle ha gjort det mycket lättare är om jag hade spårat var jag skulle borra pilothål för PCB -distanser innan jag lödde/fäste saker istället för efter. Jag borde också ha insett att jag kunde löd trådarna från omkopplarna till bandplattan var som helst längs varje stifts remsa och valde att inte lödda dem bredvid varandra. Nick Lee föreslog i kommentarerna att använda superlim, tejp eller dragkedjor för att städa upp ledningarna, vilket är en bra idé.:) Slutligen skulle jag ha gjort ett mer noggrant målningsjobb på utsidan, eftersom lådans färg är mer synlig än jag trodde och använde kortare, avfasade skruvar för att hålla lådan ihop

Några saker som fungerade bra: de inre lamporna fungerar bra och att ha en på vardera sidan ger tillräckligt med belysning. Bounce -biblioteket gör också ett utmärkt jobb; Jag får aldrig falska inmatningar men jag känner fortfarande att mina ingångar är omedelbara. Brytarna har en fin storlek och ger tillräckligt med motstånd för att känna sig "riktiga" utan att vara svåra att byta. 22-gauge tråd tycktes vara den perfekta storleken och eftersom den var solid-core var den väldigt lätt att arbeta med. Spraymålning gav ett mycket professionellt utseende och totalt sett tycker jag att slutprodukten ser väldigt fin ut.