Pretvorba senzora Logitech 3D Extreme Pro Hall Hall efekta: 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Kontrola kormila na mom džojstiku se gasila. Pokušao sam rastaviti lonce i očistiti ih, ali nije pomoglo. Tako sam krenuo u potragu za zamjenskim loncima i naletio na nekoliko različitih web stranica od prije nekoliko godina koje se odnose na instaliranje senzora za Hall efekt umjesto lonaca. Osjetivši sjajnu ideju projekta, odlučio sam izvršiti konverziju i objaviti upute ovdje kako bi i drugi mogli učiniti isto. Dizajnirao sam ovu konverziju da se može 100% lako poništiti - nema žica za rezanje, a samo 2 žice za lemljenje na glavnu ploču za napajanje (i malo uklanjanja plastike oko gasa koji nije potreban). Ostatak rezanja i lemljenja je na samim novim komponentama.

Prilikom rastavljanja upravljačke palice vodite računa o tome koja veličina vijaka ide u koje rupe, jer se koriste 2 različite veličine (barem na mojoj). Također vodite računa o tome koje posude na upravljačkoj palici imaju metalne kopče kako bi im pomogle da ostanu instalirane. Morat ćete ih instalirati s novim loncima kako biste ih držali na mjestu.

Potrošni materijal:

• Logitech 3D Extreme Pro Joystick (radi osim lonaca)
• SS495 Hall efekt senzori x 4
• Dijametralno magnetizirani magneti za šipke (0,1875 "x 0,375") x 4
• #2 Vijak od lima sa okruglom glavom, dug 3/16 "x 5
• 3D štampane komponente (pogledajte dolje)
• Raznolika žica za spajanje
• Različite termoskupljajuće cijevi
• Lemilica
• Solder
• Različiti električni konektori

Korak 1: Naručite i odštampajte materijale za novu montažu "lonca"

Ovisno o tome gdje nabavite materijale, neki mogu imati duže vrijeme isporuke. Nabavio sam SS495 sa eBay -a za oko 6 USD, ali oni su isporučeni iz Kine, pa stižu oko 4 sedmice. Magneti koje sam koristio su D36DIA iz K&J Magnetics (oko 0,65 USD ea, plus dostava). Dugi su 3/16 "dia x 3/8", razreda N42. Sličan magnet bilo kojeg usporedivog dobavljača trebao bi dati slične rezultate, iako ako ima različitu snagu, to može utjecati na ukupni odziv SS495 u funkciji udaljenosti od magneta.

Ostatak komada bit će potrebno 3D štampati. Najmanje će vam trebati:

• 4 x Magnet stupovi
• 3 x Ravne baze
• 1 x Ugaona baza (NAPOMENA: Napravite najmanje 2 od ovih …. Pogledajte dolje)
• 4 x Nosači klizača za senzore

Toplo preporučujem štampanje dodataka magnetskih stupova, a vjerovatno i najmanje 1-2 rezervnih dijelova za svaki komad, u slučaju da se iz nekog razloga slome. STEP datoteka i datoteka projekta Autodesk Fusion 360 dostupne su za preuzimanje. Fusion 360 možete besplatno preuzeti i licencirati na godinu dana ako stvorite hobistički račun. To je vrlo moćan softver. Moj šef na poslu ima vlastitu tvornicu za proizvodnju 3D pisača koja mu ističe iz podruma, pa mi je sve ove komade ljubazno odštampao. Upotrijebio je Colorfabb nGen kopoliestersku nit sa ispunom od 80% na debljini sloja 0,10 mm.

Druga napomena: Posuda koja služi za mjerenje visine u blizini ploče za dugmad na lijevoj strani upravljačke palice može bolje funkcionirati kao kutna osnova umjesto ravne. Svoj džojstik sam napravio sa ravnom podlogom, ali je konačna montaža bila vrlo tijesna, pa sam morao saviti žice za taj lonac više nego što sam želio sve ponovno sastaviti …. Možda biste htjeli eksperimentirati na ovom i barem imati mogućnosti.

Korak 2: Odštampajte komade za poliranje i uklapanje

3D štampani komadi, dizajnirani i vjerovatno štampani, imat će određene smetnje, a vjerovatno će doći do zareza i nedostataka pri štampanju. Konkretno, rupa za magnet za umetanje na stub je odštampana premale veličine tako da će doći do smetnji za držanje magneta na mjestu. Osim toga, rupa od 7 mm u podnožju potpuno je iste veličine kao vanjski promjer magnetskog stupa od 7 mm, pa će se rupa u podnožju morati pažljivo povećavati dok ne dobije odgovarajuću veličinu.

Za magnetni stub nabavite bušilicu od 3/16 "i PAŽLJIVO izbušite dolje u rupu u koju će magnet ući. Bušite polako i prestanite kad vrh svrdla udari o dno sužene rupe - nastavak može ukloniti materijal koji drži vrh stupa na dnu. Nemojte bušiti dugo, tek toliko da se očisti rupa tako da se magnet utisne u nju. Želite da se čvrsto prilijepi, pa nemojte ' • Ne nastavljajte bušiti i uklanjati materijal sa zidova stupova nakon što magnet uđe. Također ne preporučujem da to radite ako je plastika previše hladna, jer se možda neće pravilno saviti i može odmah postati velika - ako se plastika savije, to će pomoći rupa ostaje ispod 3/16 "nominalne veličine. Morat ćete eksperimentirati, pa ste zato i ispisali dodatne komade:-)

Nakon što magnet uđe u stub, upotrijebio sam alat za upuštanje da očistim oblogu pri vrhu stupa kako bih pomogao magnetu na mjestu. Možda ćete htjeti naizmjenično svrdlo i ovaj alat za upuštanje umetati magnet.

S obzirom da stub i magnet dobro uklapaju, potrebno je očistiti rupe na bazi. S glatkim krajem svrdla odgovarajuće veličine s brusnim papirom (granulacije oko 100 ili 120) omotanog oko SMOOTH kraja očistite unutrašnjost rupe od 7 mm u podnožju. Nastavite dok stub ne sklizne sa strane rupe i ne okreće se razumno slobodno. I ovdje ćete se pobrinuti, jer ne želite puno igre između baze i stupa.

S postom koji se uklapa u podnožje, dvaput provjerite da li prirubnica od 9 mm na magnetskom stupu dobro uklapa u odgovarajući utor u podnožju i po potrebi izbrusite vanjsku stranu prirubnice stupa. To sam učinio tako da sam stup pritisnuo na glatki kraj svrdla od 3/16 i stavio ga u svoju bušilicu (kraj svrdla izbušio u steznu glavu) i prirubnicom prešao preko brusnog papira, sve dok se prirubnica ne uklopi utor čisto.

Konačno, s postoljem i postoljem, podmažite ih stavljanjem grafita na olovku na dodirne površine. Nacrtajte sve površine za spajanje kako biste ostavili izdašan sloj grafita i to će mu pomoći da radi mnogo glatko. Po potrebi izbrusite/očistite površine i ponovo nanesite grafit za neometan rad.

Korak 3: Napravite senzor

Džojstik se povezuje sa izlaznim loncima pomoću ženskih 3 -pinskih konektora na razmaku od 0.100 . To znači da možemo koristiti uobičajene iglice zaglavlja za izradu konektora, uz neke izmjene.

Htio sam biti siguran da pinove neću umetnuti unatrag u konektor, pa sam izrezao komad plastike koji sam mogao zalijepiti na podnožje zaglavlja kako bih napravio jezičak ključa. Plastika je dolazila iz Walgreensove kašike za dječju medicinu, pa sam je izrezala na komade kositra i rezače žice kako bih dobila odgovarajuću veličinu. Zatim sam upotrijebio super ljepilo za pričvršćivanje plastičnih jezičaka na podnožje zaglavlja za izradu konektora. Gotov konektor će se umetnuti u konektor džojstika samo na jedan način. Siguran sam da biste i ove mogli odštampati ako želite.

S gotovim zaglavljima, sada moramo započeti lemljenje žica. Koristio sam žicu 28AWG kako bih je održao fleksibilnom i nadam se da ću sve uklopiti s malim razmakom između igle na senzoru. U mom joysticu, sva 3 konektora su slijedila isti obrazac - htjet ćete provjeriti ovu konfiguraciju u svojoj, jer mogu postojati varijacije u mnogim verzijama ovog joystick -a. S plastičnim jezičkom okrenutim daleko od vas i sa iglama prema dolje:

Lijevi pin će biti VCC (5 VDC - crveno na slici)

Sredina će biti naponski signal nazad na joystick (bijelo sa žutim skupljanjem na slici)

Desno će biti GND (crno na slikama).

Žice zalemljene na igle zaglavlja trebaju biti dugačke oko 2 - to će vam dati dovoljno prostora za povezivanje na upravljačkoj palici, ali ne toliko dugo da postanu smetnja pri ponovnom sastavljanju.

Na strani senzora SS495, trebate potvrditi redoslijed ožičenja na tablici s podacima. Moj je upotrijebio sljedeće s ravnom stranom senzora okrenutom prema vama igle prema dolje:

Lijevo: VCC (5 VDC)

Sredina: GND

Desno: Signal

Za orijentaciju pogledajte slike. Sa napravljenim senzorom, preporučio bih da ga spojite na izvor napona/matičnu ploču i provjerite da li se izlaz mijenja s promjenom magnetskog polja…. Kad sam napravio svoj prvi senzor, zamijenili su mi signalne i uzemljene žice na senzoru, i jako se brzo zagrijalo …. Nekim čudom nisam oslobodio čarobni dim iz senzora. Obavezno provjerite da se senzor ne zagrijava i daje li očekivanu promjenu napona s promjenom magnetskog polja.

Korak 4: Sastavite "lonce"

Sa senzorom koji je spojen na konektor i magnetnim stupovima koji se uklapaju u podnožje, sada se može sastaviti cijeli lonac. Pogledajte 3D model iz 1. koraka za potpune detalje o sastavljanju.

Prvo - riječ upozorenja - tijekom završnog testiranja i postavljanja upravljačke palice, primijetio sam da gas mora imati smanjenu osjetljivost u odnosu na druge osi, pa je kao takav senzor trebao biti dalje od magneta nego na drugim stupovima. Možda ćete trebati pričekati da sastavite posljednji lonac dok ne dobijete postavku leptira za gas u slučaju da trebate promijeniti klizni otvor ili bazu kako bi senzor bio dovoljno udaljen. Završio sam s podešavanjem brisanjem plastike s dijapozitiva, ali prošlo je neko vrijeme….bilo bi lakše uložiti džep u koji senzor ulazi i učiniti ga dubljim.

U redu, nastavljam dalje ….

Za svaki senzor i klizač, pomoću super ljepila montirajte senzor na klizač, kao što je prikazano u 3D modelu. Suženi delovi senzora ulaze u džep, s ravnim delom senzora prema vani prema magnetu. Žice se penju i izlaze s potpuno ravne strane klizača. Pazite da senzor ne strši ispod dna klizača ili će ometati prirubnicu na magnetskom stupu dok radi.

Kad se ljepilo stisne, ostatak posude se može sastaviti. Magneti se u ovom trenutku mogu nasumično ugraditi u stupove - koristiti ćete kliješta s iglastim nosem da biste ih rotirali kada se kasnije postave u joystick tijekom posljednjih podešavanja. Ako ga želite pokušati približiti, pomoću kompasa pronađite stranice magneta. Evo što trebate znati:

Sjever na kompasu pokazuje na stranu magneta koja će davati signal 0V od senzora

Jug pokazuje prema signalu 5V

Okretanjem senzora u loncu prema CCW (u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, gledano s vrha posude) trebao bi se smanjiti napon, pa će se senzor pomaknuti prema sjeveru, okretanjem CW treba pomaknuti senzor prema južnom polu, povećavajući napon.

S umetnutim magnetima u stupove, postavite postolje u podnožje, a zatim postavite klizač na vrh postolja i postavite vijak #2 kako biste ga sve držali zajedno. Provjerite besplatan, ali ne i traljav rad, prilagodite ga prema potrebi.

Korak 5: Izmjene džojstika

Da biste uklonili posude, čvrsta stalna sila će ih izvući ako se drže malim metalnim kopčama. Posuda za kormilo drži se samo sa sklopom ručke i ne bi trebala izaći bez problema.

Senzori Hall efekta zahtijevaju punih 5VDC za ispravan rad, ali joystick napaja samo oko 4,2 V u lonce, pa ćemo morati malo ožičiti stvari. Da bismo dobili dovoljno bodova za povezivanje za 5VDC i GND, potrebni su nam kratkospojnici s dolaznog USB konektora. Uklonite ploču s upravljačke palice kako bi se mogla izmijeniti.

Za zaglavlje napajanja/kratkospojnik koristio sam neke stare 4 -pinske konektore iz računarskog napajanja koje sam imao okolo. Sve što vam daje najmanje 3 veze za pin zaglavlje će raditi. Žice iz konektora su lemljene zajedno i na zajedničku žicu, jednu za 5VDC (crveno) i GND (crno), a po potrebi se primjenjuju i termoskupljajuće cijevi. Oni su lemljeni na dnu USB zaglavlja na ploči zajedno s malim kondenzatorom od 3.3uF (za svaki slučaj). Nisam bio siguran u potrebu za kapom, ali zaključio sam da ne može naštetiti. Očigledno budite vrlo oprezni pri lemljenju kako biste bili sigurni da ne stvarate veze koje ne namjeravate.

S uspostavljenim priključkom za napajanje na ploču, to se može ponovo instalirati u upravljačku palicu, vodeći konektore dalje od ploče prema strani upravljačke palice u koju ulazi glavni kabel.

Zatim ćete morati ukloniti ljepilo koje pričvršćuje 3 žice osjetnika kormila (plava, crna, smeđa) koje izlaze iz gornjeg dijela. Pažljivo skinite ljepilo i izrežite ga po potrebi kako biste ga oslobodili.

Sa ovog konektora pažljivo uklonite plave i smeđe žice sa konektora. To se može učiniti laganim podizanjem držača za svaki pin u konektoru. Kasnije ćete ovim pinovima dodati produžne žice za povezivanje 5 VDC i GND za senzor.

Na druga 2 priključka za glavnu ploču izvedite iste korake. Da bi konektor išao u 2 lonca blizu baze štapa (nagib štapa), uklonite crvenu i crnu žicu iz konektora. Na konektoru koji ide do dugmeta za gas i sa strane, uklonite crvenu i bijelu žicu (provjerite ih natrag do gasa da biste bili sigurni).

Korak 6: Napravite kratkospojne žice i povežite napajanje

Za spajanje napajanja na konektore za napajanje senzora napravio sam 3 seta kratkospojnika. Možete koristiti postojeće žice za matične ploče ako ih imate ….to je u osnovi sve ovo.

Svaka žica bila je dugačka oko 6 - prilagodite kako vam odgovara. Potrebne su 3 boje svake boje (crvena i crna za 5 VDC i GND). Lemne igle iz napajanja sa zaglavlja igle na svakom kraju, a prema potrebi i termoskupljajuću cijev držite sve zajedno. Umetnite pinove u odgovarajuće pinove konektora koje ste oslobodili u prethodnom koraku:

Kormilo (uvijanje):

Plava - 5 VDC (crveni kratkospojnik, crveno zaglavlje)

Smeđa - GND (crni kratkospojnik, crno zaglavlje)

Gas:

Crveno - 5 VDC (crveni kratkospojnik, crveno zaglavlje)

Bijela - GND (crni kratkospojnik, crno zaglavlje)

Nagib i nagib (nagib štapa):

Crveno - 5 VDC (crveni kratkospojnik, crveno zaglavlje)

Crna - GND (crni kratkospojnik, crno zaglavlje)

Umetnite drugi kraj kratkospojnika u odgovarajući priključak za napajanje.

Uredite 7. maja 2020. - Dodatne informacije potražite u PDF dijagramu ožičenja.

Korak 7: Izmijenite kućište leptira za gas

Jedna trajna izmjena upravljačke palice - uz kućište leptira viri beskoristan komad plastike koji će stati na put našim novim senzorima. Morat ćete ga odrezati u ravnini s ostatkom kućišta.

Prije uklanjanja kućišta leptira za gas, pokušajte označiti relativni položaj zupčanika u kućištu prema ručici za gas s vanjske strane. Dok pomičete gas, vidjet ćete da će u nekom trenutku na stupnju prijenosa biti označena oznaka početnog ili referentnog položaja. Kad to pronađete, označite markerom položaj ručke za gas kako biste znali kako sve poravnati pri sastavljanju. Samo svakako odvojite malo vremena da ga pregledate prije rastavljanja.

Na slikama možete vidjeti gdje se područje mora odvojiti. Upravo sam upotrijebio list nožne pile i držao ga u ravnini s ostatkom ruba kućišta i odrezao dio koji će mu biti na putu. Kad se to ukloni, može se postaviti lonac za gas.

Prilikom postavljanja posude za gas, obavezno vratite metalnu kopču koja drži posudu u kućište leptira za gas i pazite da se zaustavi. Zatim poravnajte zupčanik i ručicu gasa kao što je bilo kada ste ih rastavljali, i sve ponovo zavijte.

Korak 8: Instalirajte i prilagodite lonce

Nakon instaliranja posude za gas, ostale 3 će biti u osnovi iste. Lonci u dnu štapa dobivaju metalne kopče za pričvršćivanje na stupu kako bi ih lakše držali na mjestu, a gornji za kontrolu kormila ne. Spojite svaki senzor na odgovarajući konektor. Podsjetnik da biste trebali koristiti kutnu bazu umjesto ravne na loncu blizu lijeve tipke kako žice senzora ne bi ometale ploču - testirajte i provjerite.

Nakon instaliranja sva 4 lonca, morat ćete prilagoditi kutnu osjetljivost svake osi, kao i središnju točku. Da biste to učinili, trebat ćete uključiti joystick. Po želji, to se može učiniti spajanjem joystick -a na bilo koji USB adapter za punjač, jer sve što nam zaista treba je napajanje senzora. U suprotnom, povezivanje s računarom bi trebalo biti u redu - samo pazite da iz bilo kojeg razloga ne spojite 5VDC na GND.

Ovo su ciljevi za prilagođavanje:

Osovina centrirana: 2,3 VDC ± 0,1

Napon osi nizak: 0,6 VDC ± 0,1 (os nagiba povučena prema ručici gasa, os R-L pomaknuta do kraja udesno, okretanje ručice do kraja CCW, gas do kraja "-" ili 0%)

Visina napona osi: 4,0 VDC ± 0,1 (Os nagiba pomaknuta prema naprijed prema ručici za gas, os R-L pomaknuta do kraja ulijevo, okretanje ručke do kraja CW, gas do punog "+" ili 100%)

U mom testiranju ovo je otprilike predstavljalo granice u kojima sam mogao povećati osjetljivost upravljačke palice. Činilo se da nije uspjelo prenošenje signala sve do 5 VDC ili 0 VDC za signal ….prestao je reagirati na promjenu napona ispod oko 0,4 V, a iznad oko 4,5 V. Nadalje, kada sam prvi put testirao sistem s originalnim loncima, 0,5 i 4,3 V bili su ekstremi koje sam primijetio u sva 4 kola.

Spojite multimetar na sistem tako da je GND mjerača spojen na GND (crno) napajanje, a + terminal mjerila očitava signal senzora (može se čitati paralelno sa bilo kojom vezom na joystick). Počnite s klizanjem lonca u sredini njegovog raspona. Pomoću kliješta s iglama lagano zakrenite magnet dok napon senzora ne bude oko 2,5 V. Zatim pomaknite joystick ili gas do jednog od graničnika i utvrdite je li domet senzora previsok ili prenizak. Ako se pomakne u položaj visokog napona i očitanje premaši 4,3 V, senzor će se morati odmaknuti od magneta. Ako je napon visok i očitanje je manje od 4,1 V, pomaknite senzor bliže magnetu. Podesite i ponovite testiranje u oba smjera dok napon ne bude u rasponu. Ako je jedna strana u dometu, a druga strana izlazi iz dometa, možda će biti potrebno prilagoditi središte laganim okretanjem magneta za pomicanje središnje točke. Prilagođavanje će biti iterativni proces i vjerovatno mi je trebalo oko sat vremena da prilagodim sva 4 lonca na moje zadovoljstvo. Podešavanje kormila oduzima najviše vremena, jer zahtijeva barem djelomično ponovno sastavljanje ručke svaki put da biste dobili pravi osjećaj za namještanje lonca.

Nakon podešavanja, prije ponovnog sastavljanja džojstika, preporučujem da spojite džojstik na računar i pokrenete kalibraciju. Ovo će potvrditi da se sve osi kreću u smjeru koji namjeravate i da nijedna od njih nije obrnuta (s magnetom zarotiranim za 180º od mjesta na kojem bi trebala biti).

Korak 9: Završno ponovno sastavljanje i testiranje

Nakon podešavanja lonca, još jednom provjerite funkcionalnost svih osa kroz kalibraciju upravljačke palice na vašem računaru, pazeći da svaki pokret odgovara smjeru u kojem namjeravate ići.

Kad sve bude u redu, zalijepite sve žice kako se ne bi kretale dok sastavljate stvari.

Dok instalirate glavni poklopac koji ima ploču za gas i dugmad, pazite na žice koje izlaze iz lijevog bočnog lonca - na mom joysticu su žice s ovog senzora stršile i ometale ploču, pa sam morao saviti žice senzora se ne miješaju. Kao što sam spomenuo u uvodu, da sam znao da će se to dogoditi, možda sam umjesto toga upotrijebio kutnu bazu, iako sam uspio natjerati je da radi onako kako je bio.

Nakon konačne montaže, dajte joj posljednju kalibraciju i test! Uživajte!

Ako imate pitanja o bilo čemu, slobodno ostavite komentare, a ja ću na njih odgovoriti najbolje što mogu ili postaviti dodatne slike.