Conversie senzor de efect Hall Logitech 3D Extreme Pro: 9 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Controlul cârmei de pe joystick-ul meu se stingea. Am încercat să desprind vasele și să le curăț, dar nu prea a ajutat. Așa că am început să caut oale de înlocuire și am dat peste câteva site-uri web diferite de acum câțiva ani, care se refereau la instalarea senzorilor de efect de sală în locul vaselor. Simțind o idee excelentă de proiect, am decis că voi face conversia și voi publica instrucțiunile aici pentru ca alții să facă același lucru. Am proiectat această conversie pentru a fi 100% ușor reversibilă - nu există fire de tăiat și doar 2 fire de lipit placa principală pentru alimentare (și puțină îndepărtare a plasticului în jurul clapetei, care nu este necesară). Restul tăierii și lipirii se află pe noile componente.

Când dezasamblați joystick-ul, luați notă de mărimea șuruburilor în care găuri, deoarece sunt utilizate 2 dimensiuni diferite (cel puțin pe ale mele). De asemenea, asigurați-vă că luați notă de ce vase din joystick au cleme metalice în ele pentru a le ajuta să rămână instalate. Va trebui să le instalați cu noile vase pentru a le menține în poziție.

Provizii:

• Joyit Logitech 3D Extreme Pro (funcționează cu excepția oalelor)
• Senzori de efect Hall SS495 x 4
• Magneți cu tijă magnetizați diametral (0,1875 "x 0,375") x 4
• Șurub cu tablă rotundă cu cap rotund # 2, lungime 3/16 "x 5
• Componente imprimate 3D (vezi mai jos)
• Sârmă de conectare asortată
• Tuburi termocontractibile asortate
• Ciocan de lipit
• Solder
• Conectori electrici asortati

Pasul 1: Comandați și imprimați materiale pentru asamblarea nouă "oală"

În funcție de locul în care obțineți materialele, unele pot avea un timp de livrare mai lung. Am primit SS495 de pe eBay pentru aproximativ 6 dolari, dar au fost expediați din China, deci au ajuns aproximativ 4 săptămâni. Magneții pe care i-am folosit sunt D36DIA de la K&J Magnetics (aproximativ 0,65 dolari pe buc, plus transport). Au o lungime de 3/16 "dia x 3/8", clasa N42. Un magnet similar de la orice furnizor comparabil ar trebui să dea rezultate similare, deși dacă are o rezistență diferită, care poate afecta răspunsul general al SS495 în funcție de distanța de la magnet.

Restul pieselor vor trebui imprimate 3D. Cel puțin, veți avea nevoie de:

• 4 x posturi magnetice
• 3 x Baze drepte
• 1 x Baza unghiulară (NOTĂ: Faceți cel puțin 2 dintre acestea …. a se vedea mai jos)
• 4 x suporturi glisante senzor

Recomand cu tărie să imprimați extrasele stâlpilor magnetici și probabil cel puțin 1-2 piese de schimb pentru fiecare piesă, în cazul în care se sparg dintr-un motiv oarecare. Atât fișierul STEP, cât și fișierul proiectului Autodesk Fusion 360 sunt disponibile pentru descărcare. Fusion 360 poate fi descărcat și licențiat gratuit timp de 1 an dacă creați un cont de hobby. Este un software foarte puternic. Șeful meu de la locul de muncă are propria fabrică de producție a imprimantei 3D care se termină din subsol, așa că a imprimat cu blândețe toate aceste piese pentru mine. El a folosit filament Colorfabb nGen Copoliester cu un umplutură de 80% pe o grosime de strat de 0,10 mm.

Altă notă: ghiveciul care măsoară înălțimea lângă tablă pentru butoanele din partea stângă a joystick-ului poate funcționa mai bine ca bază unghiulară în loc de drept. Mi-am construit joystick-ul cu o bază dreaptă, dar asamblarea finală a fost foarte strânsă și a trebuit să îndoi firele pentru oala aceea mai mult decât am vrut ca totul să fie din nou împreună … Poate doriți să experimentați pe acesta și cel puțin să aveți opțiuni.

Pasul 2: lustruiți și montați piesele tipărite

Piesele tipărite 3D, așa cum sunt proiectate și probabil imprimate, vor avea o anumită interferență și vor exista probabil frese și defecte de imprimare. Mai exact, orificiul pentru ca magnetul să se încadreze pe stâlp este imprimat subdimensionat, astfel încât va exista o anumită interferență pentru a menține magnetul în poziție. În plus, gaura de 7 mm din baze are exact aceeași dimensiune ca diametrul exterior de 7 mm al stâlpului magnetic, astfel încât gaura din baze va trebui mărită cu grijă până când are dimensiunea corectă.

Pentru stâlpul magnetic, obțineți un burghiu de 3/16 "și găuriți cu atenție în gaura unde va merge magnetul. Burăți încet și opriți-vă odată ce vârful burghiului atinge fundul găurii conice - continuarea poate fi îndepărtată materialul care ține partea superioară a stâlpului pe partea de jos. Nu găuriți pentru o lungă perioadă de timp, suficient de mult pentru a curăța orificiul, astfel încât magnetul să fie presat în el. Veți dori o potrivire strânsă, așa că nu Nu continuați să găuriți și să îndepărtați materialul de pe pereții stâlpului odată ce magnetul intră. De asemenea, nu aș recomanda să faceți acest lucru dacă plasticul este prea rece, deoarece s-ar putea să nu se flexeze corespunzător și să ajungă imediat la dimensiuni mari - dacă plasticul se flexează, acesta va ajuta gaura rămâne puțin sub dimensiunea nominală de 3/16 ". Va trebui să experimentați, motiv pentru care ați tipărit piese suplimentare:-)

Odată ce magnetul a intrat în stâlp, am folosit un instrument de zimțat pentru a curăța șanțul din partea de sus a stâlpului pentru a ajuta la ghidarea magnetului în poziție. Poate doriți să alternați burghiul și acest instrument de zavoare pentru a introduce magnetul în mod curat.

Cu stâlpul și magnetul bine fixate, găurile de bază trebuie curățate. Cu capătul neted al burghiului de dimensiuni adecvate cu hârtie de nisip (aproximativ 100 sau 120 grit) înfășurat în jurul capătului SMOOTH, curățați interiorul orificiului de 7 mm din bază. Continuați până când stâlpul alunecă doar în partea orificiului și se rotește în mod rezonabil liber. Veți dori să aveți grijă și aici, deoarece nu doriți mult joc între bază și post.

Cu montarea stâlpului în bază, verificați dublu dacă flanșa de 9 mm de pe stâlpul magnetic se potrivește corect în canelura corespunzătoare din bază și, dacă este necesar, șlefuiți exteriorul flanșei stâlpului. Am făcut acest lucru apăsând stâlpul pe capătul neted al burghiului de 3/16 și punându-l în burghiu (găurind capătul burghiului în mandrină) și trecând flanșa pe hârtie de nisip, până când flanșa se potrivește canelura curată.

În cele din urmă, cu montarea stâlpului și a bazei, ungeți-le punând grafit pe suprafețele de contact cu un creion. Desenați pe toate suprafețele de împerechere pentru a lăsa un strat generos de grafit, iar acest lucru îl va ajuta să funcționeze mult mai ușor. Nisipați / curățați suprafețele după cum este necesar și aplicați din nou grafit pentru a obține o funcționare lină.

Pasul 3: Faceți senzorul

Joystick-ul se conectează la ghivecele sale de ieșire cu conectori feminini cu 3 pini pe un pas de 0.100 . Acest lucru înseamnă că putem folosi pini de antet obișnuiți pentru a realiza conectorii, cu unele modificări.

Am vrut să mă asigur că nu voi introduce pinii înapoi în conector, așa că am tăiat o bucată de plastic pe care să o pot lipi pe baza pinului antetului pentru a crea o filă pentru chei. Plasticul provenea dintr-o lingură de medicină pentru copii Walgreens, iar eu am tăiat-o la dimensiune cu o tăietură de staniu și tăietoare de sârmă pentru ao obține la dimensiunea potrivită. Apoi am folosit super lipici pentru a atașa filele de plastic la baza pinului antet pentru a face conectorul. Conectorul terminat se va introduce în conectorul joystick-ului doar într-un sens. Sunt sigur că și tu le-ai putea tipări dacă vrei.

Cu anteturile de pin pregătite, acum trebuie să începem să lipim firele. Am folosit un fir de 28AWG pentru a-l menține flexibil și, sperăm, să încadreze totul în spațiul mic al pinului de pe senzor. În joystick-ul meu, toți cei 3 conectori au urmat același model - va trebui să verificați această configurație în a dvs., deoarece pot exista variații față de numeroasele versiuni ale acestui joystick. Cu clapeta din plastic îndreptată ÎN afară de dvs. și pinii în jos:

Pinul stâng va fi VCC (5 VDC - roșu în imagine)

Mijlocul va fi semnalul de tensiune înapoi la joystick (alb cu galben micșorat în imagine)

Dreapta va fi GND (Negru în imagini).

Sârmele lipite pe știfturile antetului ar trebui să aibă o lungime de aproximativ 2 - acest lucru vă va oferi suficient spațiu pentru a face conexiunea în joystick, dar nu atât de mult încât să devină o neplăcere la reasamblare.

Pe partea senzorului SS495, veți dori să confirmați secvența de cablare din foaia de date. Al meu a folosit următoarele, cu partea FLAT a senzorului cu fața către tine în jos:

Stânga: VCC (5 VDC)

Mijloc: GND

Dreapta: Semnal

Vedeți imagini pentru orientare. Odată ce senzorul a fost făcut, aș recomanda conectarea la o sursă de tensiune / panou de verificare și verificarea faptului că ieșirea se schimbă odată cu schimbarea câmpului magnetic …. Când am realizat primul meu senzor, am făcut schimbarea firelor de semnal și de masă pe senzor și s-a încălzit foarte repede …. Printr-un miracol nu am eliberat fumul magic din senzor. Asigurați-vă că verificați dacă senzorul nu se încălzește și oferă schimbarea de tensiune așteptată odată cu schimbarea câmpului magnetic.

Pasul 4: Asamblați „oalele”

Cu senzorul conectat la conector și stâlpii magnetului care se încadrează în baze, acum potul complet poate fi asamblat. Consultați modelul 3D de la Pasul 1 pentru detaliile complete ale asamblării.

Mai întâi - un avertisment - în timpul testării finale și al configurării joystick-ului, am observat că accelerația trebuie să aibă o sensibilitate scăzută în comparație cu celelalte axe și, ca atare, senzorul trebuie să fie mai departe de magnet decât pe celelalte posturi. Poate doriți să așteptați să asamblați o ultimă oală până când veți obține setarea clapetei de accelerație în cazul în care trebuie să modificați diapozitivul sau baza pentru a permite senzorului să fie suficient de departe. Am ajuns să fac ajustarea prin îndepărtarea plasticului de pe lamă, dar a durat ceva … ar fi fost mai ușor să înregistreze buzunarul în care intră senzorul și să-l adâncească.

Ok, continuând pe …..

Cu fiecare senzor și diapozitiv, utilizați super lipici pentru a monta senzorul în diapozitiv, așa cum se arată în modelul 3D. Porțiunile conice ale senzorului intră în buzunar, cu planul senzorului orientat spre exterior spre magnet. Sârmele se ridică și ies din partea complet plană a lamei. Asigurați-vă că senzorul nu iese peste partea inferioară a diapozitivului sau că va interfera cu flanșa de pe stâlpul magnetic atunci când funcționează.

Odată ce cleiul s-a setat, restul vasului poate fi asamblat. Magneții pot fi instalați în stâlpi oarecum la întâmplare în acest moment - veți utiliza un clește pentru nas pentru a le roti atunci când sunt instalați în joystick mai târziu în timpul ajustărilor finale. Dacă doriți să încercați să o apropiați, folosiți o busolă pentru a găsi părțile laterale ale magnetului. Iată ce va trebui să știți:

Nordul pe busolă indică partea laterală a magnetului care va da un semnal de 0V de la senzor

Punctele sudice către semnalul de 5V

Răsucirea senzorului din vas spre CCW (în sens invers acelor de ceasornic, așa cum se vede din partea de sus a vasului) ar trebui să scadă tensiunea, astfel încât senzorul să se deplaseze spre nord, răsucind CW ar trebui să deplaseze senzorul către polul sudic, crescând tensiunea.

Cu magneți instalați în stâlpi, așezați stâlpul în bază, apoi puneți diapozitivul deasupra bazei și instalați șurubul # 2 pentru a ține totul împreună. Verificați dacă funcționează gratuit, dar nu neglijent, reglați după cum este necesar.

Pasul 5: modificări ale joystick-ului

Pentru a scoate ghivecele, o forță constantă fermă le va scoate dacă sunt ținute cu clemele metalice mici. Ghiveciul cârmei este ținut numai cu ansamblul mânerului în sine și ar trebui să iasă fără probleme.

Senzorii de efect de sală necesită un 5VDC complet pentru a funcționa corect, dar joystick-ul furnizează doar 4,2 V la oale, așa că va trebui să reconectăm puțin lucrurile. Pentru a obține suficiente puncte de conectare pentru 5VDC și GND, avem nevoie de jumperi de pe conectorul USB primit. Scoateți placa din joystick pentru a putea fi modificată.

Pentru antetul / jumperul de alimentare, am folosit niște conectori vechi cu 4 pini de la o sursă de alimentare pentru computer pe care o aveam în jur. Orice lucru care vă va oferi un minim de 3 conexiuni pentru un antet pin va funcționa. Firele de la conector au fost lipite împreună și la un fir comun, unul făcut pentru 5VDC (roșu) și GND (negru), iar tuburile termocontractabile au fost aplicate acolo unde este cazul. Acestea au fost lipite pe partea inferioară a antetului USB de pe placă, împreună cu un condensator mic de 3,3 uF (pentru orice eventualitate). Nu eram sigur cu privire la necesitatea capacului, dar mi-am dat seama că nu poate strica. Evident, fiți foarte atenți când lipiți pentru a vă asigura că nu faceți conexiuni pe care nu le intenționați.

Odată realizată conexiunea de alimentare cu placa, aceasta poate fi reinstalată în joystick, rularea conectorilor departe de placa către partea laterală a joystick-ului unde intră cablul principal.

Apoi, va trebui să îndepărtați adezivul care fixează cele 3 fire ale senzorului cârmei (albastru, negru, maro) care ies din secțiunea superioară. Scoateți cu grijă lipiciul și tăiați-l după cum este necesar pentru al obține gratuit.

Din acest conector, scoateți cu grijă firele albastre și maro din conector. Acest lucru se poate face prin ascunderea ușoară a clemei de fixare pentru fiecare pin din conector. Mai târziu veți adăuga fire de extensie la acești pini pentru a face conexiunile de 5 VDC și GND pentru senzor.

Pe ceilalți 2 conectori pentru placa principală, efectuați aceiași pași. Pentru conectorul care se îndreaptă spre cele 2 ghivece de lângă baza stick-ului (înclinarea stick-ului), scoateți firele roșii și negre din conector. Pe conectorul care merge la clapeta de accelerație și butoanele laterale, scoateți firele roșii și albe (urmăriți-le înapoi la clapeta de accelerație pentru a fi siguri).

Pasul 6: Faceți cabluri jumper și faceți conexiuni de alimentare

Pentru a conecta antetele de alimentare la conectorii care alimentează senzorii, am făcut 3 seturi de jumperi. Puteți utiliza firele de panouri existente dacă le aveți … asta sunt practic toate acestea.

Fiecare sârmă avea aproximativ 6 lungime - reglați după cum doriți. Sunt necesare 3 din fiecare culoare (roșu și negru pentru 5 VDC și GND). Știfturi de lipit de la alimentarea antetului pinului la fiecare capăt și tubul termocontractibil, după cum este necesar, pentru a vă ajuta Țineți totul împreună. Introduceți pinii în pinii conectorului corespunzător pe care i-ați eliberat în pasul anterior:

Cârmă (răsucire):

Albastru - 5 VDC (jumper roșu, antet roșu)

Maro - GND (jumper negru, antet negru)

Regulator:

Roșu - 5 VDC (jumper roșu, antet roșu)

Alb - GND (jumper negru, antet negru)

Pitch and Yaw (înclinare):

Roșu - 5 VDC (jumper roșu, antet roșu)

Negru - GND (jumper negru, antet negru)

Introduceți celălalt capăt al jumperului în antetul de alimentare corespunzător.

Editați 7 mai 2020 - Pentru informații suplimentare, consultați PDF-ul Schemei de cablare.

Pasul 7: Modificați carcasa clapetei de accelerație

O modificare permanentă a joystick-ului - există o bucată inutilă de plastic care se lipeste de carcasa clapetei de accelerație care va împiedica noii noștri senzori. Va trebui să îl tăiați la fel cu restul carcasei.

Înainte de a scoate carcasa clapetei de accelerație, încercați să marcați poziția relativă a angrenajului din carcasă la mânerul clapetei din exterior. Pe măsură ce mișcați clapeta de accelerație, veți vedea la un moment dat că există un semn pe treapta de viteză care indică o poziție de pornire sau de referință. Când găsiți acest lucru, marcați poziția mânerului clapetei de accelerație cu un marker, astfel încât să știți cum să aliniați totul atunci când îl puneți la loc. Asigurați-vă că aveți nevoie de ceva timp pentru a o inspecta înainte de a o dezasambla.

În imagini puteți vedea unde este zona care trebuie să se desprindă. Tocmai am folosit o lamă de ferăstrău și am ținut-o la același nivel cu restul marginii carcasei și am tăiat partea care urma să fie în cale. Cu acest lucru eliminat, potul pentru accelerație poate fi instalat.

Când instalați vasul clapetei de accelerație, asigurați-vă că reinstalați clema metalică care reține vasul în carcasa clapetei de accelerație și asigurați-vă că opritorul. Apoi aliniați angrenajul și mânerul clapetei de accelerație așa cum era când l-ați despărțit și înșurubați totul la loc.

Pasul 8: Instalați și reglați ghivecele

După instalarea vasului de accelerație, celelalte 3 vor fi practic aceleași. Ghivecele de la baza bățului obțin cleme de fixare metalice în stâlp pentru a le menține în poziție, iar cel de sus pentru controlul cârmei nu. Conectați fiecare senzor la conectorul respectiv. Amintește-te să folosești o bază unghiulară în loc de una dreaptă pe oală lângă butoanele din stânga, astfel încât firele senzorului să nu interfereze cu placa - testează și verifică.

După instalarea tuturor celor 4 vase, va trebui să reglați sensibilitatea unghiulară a fiecărei axe, precum și punctul central. Pentru a face acest lucru, va trebui să alimentați joystick-ul. Dacă se preferă, acest lucru se poate face prin conectarea joystick-ului la orice adaptor de încărcător USB, întrucât tot ce avem nevoie este alimentarea senzorilor. În caz contrar, conectarea acestuia la computer ar trebui să fie OK - asigurați-vă că nu scurtcircuitați 5VDC la GND din orice motiv.

Acestea sunt țintele pentru ajustare:

Axa centrată: 2,3 VDC ± 0,1

Tensiunea axei scăzută: 0,6 VDC ± 0,1 (Axa pasului a fost trasă înapoi spre mânerul clapetei de accelerație, axa R-L a fost împinsă până la dreapta, mânerul se răsucește tot CCW, clapeta de accelerație la maxim "-" sau 0%)

Tensiunea axei ridicată: 4,0 VDC ± 0,1 (Axa pasului împinsă înainte spre distanță de mânerul clapetei de accelerație, Axa R-L împinsă până la stânga, mânerul răsuciți până la CW, clapeta de accelerație la maxim "+" sau 100%)

În testele mele, acestea au reprezentat aproximativ limitele în care am reușit să maximizez sensibilitatea joystick-ului. Luați-l până la 5 VDC sau 0 VDC pentru semnal nu părea să funcționeze …. a încetat să răspundă la schimbarea tensiunii sub aproximativ 0,4 V și peste aproximativ 4,5 V. Mai mult, când am testat prima dată sistemul cu poturile originale, 0,5 și 4,3 V au fost extremele pe care le-am observat în toate cele 4 circuite.

Conectați un multimetru la sistem, cu GND-ul contorului conectat la antetul de alimentare GND (Negru) și terminalul + al contorului citind semnalul senzorului (poate fi citit în paralel cu orice conexiuni la joystick). Începeți cu alunecarea oalei la mijlocul razei sale. Folosind un clește cu vârf, rotiți ușor magnetul până când tensiunea de la senzor este de aproximativ 2,5 V. Apoi mutați joystick-ul sau clapeta de accelerație la una dintre opritoare și stabiliți dacă domeniul senzorului este prea mare sau prea scăzut. Dacă este deplasat într-o poziție de înaltă tensiune și citirea depășește 4,3 V, senzorul va trebui îndepărtat de magnet. Dacă este în tensiune înaltă și citirea este mai mică de 4,1 V, apropiați senzorul de magnet. Reglați și repetați testarea în ambele direcții până când tensiunea este în interval. Dacă o parte este în raza de acțiune, dar cealaltă parte iese din raza de acțiune, este posibil ca centrul să fie necesar să fie reglat rotind ușor magnetul pentru a deplasa punctul central. Ajustarea va fi un proces iterativ și probabil mi-a luat aproximativ o oră pentru ca toate cele 4 oale să fie ajustate în funcție de satisfacția mea. Reglarea cârmei este cea mai consumatoare de timp, deoarece necesită cel puțin o remontare parțială a mânerului de fiecare dată pentru a obține o senzație reală pentru ajustarea oalei.

Odată ajustat, înainte de a reasambla joystick-ul, vă recomand să conectați joystick-ul la computer și să efectuați o calibrare. Acest lucru va confirma că toate axele se mișcă în direcția pe care o intenționați și că niciuna dintre ele nu este inversată (cu un magnet rotit cu 180 ° de unde ar trebui să fie).

Pasul 9: Reasamblarea finală și testarea

După reglarea potului, verificați dublu funcționalitatea tuturor axelor printr-o calibrare a joystick-ului de pe computer, asigurându-vă că fiecare mișcare corespunde direcției pe care intenționați să mergeți.

Odată ce totul este bun de parcurs, lipiți toate firele, astfel încât acestea să nu se miște în timp ce puneți lucrurile împreună.

În timp ce instalați capacul principal care are clapeta de accelerație și butoane, urmăriți firele care ies din vasul din stânga - pe joystick-ul meu firele de la acest senzor s-au blocat și au interferat cu placa și a trebuit să mă aplec senzorul se scoate din cale. Așa cum am menționat în introducere, dacă știam că acest lucru se va întâmpla, este posibil să fi folosit o bază unghiulară aici, deși am reușit să o fac să funcționeze așa cum a fost.

După asamblarea finală, faceți o calibrare finală și testați! Bucurați-vă!

Dacă aveți întrebări despre ceva, nu ezitați să lăsați comentarii și vă voi răspunde cât de bine pot, sau să încărcați imagini suplimentare.