KerbalController: pielāgots vadības panelis raķešu spēles Kerbal kosmosa programmai: 11 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Kāpēc izveidot KerbalController?

Nu, tāpēc, ka pogu nospiešana un fizisko slēdžu izmešana ir daudz nozīmīgāka nekā peles klikšķināšana. It īpaši, ja tas ir liels sarkans drošības slēdzis, kur vispirms jāatver vāks, ar pirkstu jānospiež, lai apbruņotu raķeti, sāktu atpakaļskaitīšanu un 3.. 2.. 1.. mums ir pacelšanās!

Kas ir KerbalController?

KerbalController, saukts arī par vadības paneli, Simpit (simulēta kabīne), DSKY (displeja tastatūra) vai pielāgota kursorsvira, ir pielāgota ievades ierīce, lai kontrolētu populāro raķešu būvēšanu un lidošanu un, cerams, neeksplodēšanu spēle Kerbal kosmosa programma apvienojumā ar spēles papildu izvadi, piemēram, statusa gaismas, telemetrijas displeji un/vai degvielas mērierīces.

Šī īpašā konstrukcija ietver tādas ieejas kā rotācijas un tulkošanas vadība, izmantojot kursorsviras, droseļvārsta slīdni, daudz pogu ar statusa apgaismojumu, LED degvielas mērierīces un telemetrijas LCD displeju ar vairākiem režīmiem.

Šajā rokasgrāmatā tiks iekļauts viss nepieciešamais, lai izveidotu identisku kopiju vai veiktu pielāgojumus un uzlabojumus pēc saviem ieskatiem. Iekļauti:

• detaļu sarakstu
• digitālie dizaina rasējumi, kas gatavi griešanai ar lāzeru
• elektroinstalācijas instrukcijas
• Arduino kods
• Pievienotā KSP spraudņa kods
• Daudz bildes

Gatavs pacelšanās brīdim? Ejam!

1. darbība: rīki

Vissvarīgākais instruments, kas jums ir nepieciešams, lai izveidotu šo konstrukciju, ir lodāmurs. Tas ietver dažus lodētus, metāla tīrīšanas sūkli lodāmura gala tīrīšanai un "trešo roku".

Citi instrumenti ir stiepļu noņēmējs, stieples griezējs, pincete un daži maza izmēra skrūvgrieži.

2. darbība: detaļas un pamata izkārtojums

Izveidot jums labāko iespējamo kontrolieri nozīmē precīzi izvēlēties, kuras pogas un slēdžus vēlaties ieviest. Jo katrs spēlē spēli savādāk. Daži cilvēki lido ar lidmašīnām un būvē SSTO (viena posma līdz orbītā). Citi dod priekšroku kosmosa staciju braucējiem. Un daži vienkārši vēlas, lai lietas iespaidīgi eksplodētu!

Tas palīdz uzzīmēt visas detaļas aptuvenajos izmēros un vilkt tās apkārt vektoru zīmēšanas programmā (piemēram, Affinity Designer vai Inkscape) vai 3D zīmēšanas programmā (piemēram, SketchUp).

Ja vēlaties vienkāršāku konstrukciju, varat vienkārši nokopēt manu kontrolieri un iegūt detaļas, kas norādītas pievienotajā detaļu sarakstā.

3. darbība: izveidojiet prototipu (pēc izvēles)

Ja kopējat manu kontrolieri, varat izlaist šo darbību.

Ja jūs izvēlaties pielāgotu izkārtojumu, es iesaku vispirms izmantot apavu kasti, lai izveidotu funkcionējošu prototipu ar galvenajām vadības ierīcēm. Tas patiešām palīdz precīzi noregulēt galveno vadības ierīču stāvokli. Ir arī patīkami iegūt pārliecību, ka varat to iegūt, pirms turpināt ieguldīt laiku un naudu galīgajā veidošanā. Es patiesībā diezgan ilgi spēlēju spēli ar savu apavu kastes kontrolieri. Vai tas nav Kerbal veids, kā izmantot izglābtas detaļas, lai kaut ko uzlauztu kopā?

4. solis: padomi par elektroinstalāciju

Veidojot prototipu, nelodējiet visas pogas, ja vien nevēlaties tās atlocīt, nonākot galīgajā korpusā. Es pielodēju dažus vadus pie pogām un izmantoju bezlodēšanas maizes dēli, lai izveidotu pagaidu savienojumus ar Arduino.

Savienojot visu elektroniku ar gala priekšējo plāksni, jūs varat samazināt jucekli, izveidojot cilpas 5 V un zemei. Jūs nepievienojat visas zemējuma tapas tieši pie Arduino, bet drīzāk savienojat zemi uz vienas pogas ar zemi uz nākamās pogas un veiciet cilpu visapkārt. Visbeidzot, jūs izveidojat savienojumu ar Arduino.

Pēc strāvas un zemes cilpu izveidošanas paliek visi savienojumi ar Arduino tapām. Es iesaku iegūt dažas galvenes tapu sloksnes un pielodēt vadus. Jūs varat tos izmantot kā lielu savienotāju, lai jūs joprojām varētu atvienot Arduino, lai veiktu pārbaudi.

Vada garums ir līdzsvarojošs akts starp pietiekami īsu, lai korpuss nebūtu brīvs no liekiem stiepļu savijumiem (kas var traucēt aizvērt kastīti), un pietiekami garu, lai varētu pārvietot detaļas no lodēšanas vietas. pievelciet citas skrūves un atkļūdošanas laikā pievelciet skrūves un ar multimetru.

5. solis: priekšējā plāksnes iegūšana

Zāģējot un krāsojot ar rokām, ir ļoti grūti panākt tīru, profesionālu izskatu. Par laimi, lāzera griešana vairs nav ļoti dārga. Tas nodrošina ārkārtēju precizitāti, ja vien jūsu dizains ir precīzs.

Pievienots mans priekšējās plāksnes dizains tādā formātā, kas piemērots Affinity Designer un citām vektoru zīmēšanas programmām, piemēram, bezmaksas InkScape.

Man bija sejas plāksnes lasercut Nīderlandē, Lichtzwaard. Kopš tā laika tās ir slēgtas, un darbības ir pārņēmis Laserbeest, kur man bija kastes lāzergriešana. Katram veikalam var būt atšķirīgas prasības attiecībā uz dizainu, tāpēc pirms iesniegšanas sazinieties ar savu veikalu. Viņi arī gandrīz vienmēr piedāvā dizaina palīdzību par stundu.

Svarīgas lietas, kas jāpatur prātā:

• Visam jābūt balstītam uz vektoru. Tāpēc logotips manā priekšējā plāksnes dizainā netika iegravēts. Ņemiet vērā, ka pievienotajos dizainos tas nav fiksēts.
• Pat teksts ir balstīts uz vektoru. Tāpēc pārveidojiet šos burtus līknēs!
• Mērs. Mērs. Mērs. Man neizdevās ņemt vērā kursorsviru uzstādīšanai nepieciešamo izmēru un nācās to uzlauzt. Izrādījās labi, par laimi. Ņemiet vērā, ka tas ir fiksēts pievienotajos dizainos.

Pēc visu rūpīgas pārbaudes nosūtiet to uz lāzergriešanas veikalu. Gaidiet, ka Nīderlandē būs jāmaksā 40-50 eiro un nākamajā dienā saņemsiet šo skaisto rezultātu pa pastu!

6. darbība: pogu un slēdžu savienošana

Lielākajai daļai slēdžu un pogu ir savienotāji ar apzīmējumu C, NO, NC, +, -. Lūk, kā tos savienot ar Arduino.

Vienkāršs slēdzis vai poga:

• C grunts (bieži)
• Arduino digitālā tapa NO (parasti atvērta)

Mēs konfigurēsim digitālo tapu kā INPUT_PULLUP, kas nozīmē, ka Arduino turēs tapu pie 5 V sprieguma un noteiks, kad tapa tiek iezemēta, un uzskatīs to par ievadi. Slēdža vai pogas NO savienotājs parasti ir atvērts, tāpēc ķēde nav pievienota. Nospiežot pogu vai pārslēdzot slēdzi, ķēde tiek aizvērta un tapa tiek iezemēta.

Spiedpoga ar LED:

Pogas daļa ir tāda pati kā iepriekš. Gaismas diodei pievienojat papildu vadus:

• Pamatojums - (negatīvs)
• Arduino digitālā tapa + (pozitīva)

Šī daļa ir diezgan vienkārša. Mēs izmantosim Arduino tapu parastajā OUTPUT režīmā.

Drošības slēdži ar LED:

Tie ir nedaudz atšķirīgi un neļauj kontrolēt LED neatkarīgi no slēdža stāvokļa. LED vienmēr iedegas tikai tad, kad slēdzis ir ieslēgts. Tiem ir +, - un signāla savienotājs.

• Pamatojums - (negatīvs)
• 5V + (pozitīvs)
• Arduino digitālā tapa S (signāls)

Mēs izmantosim Arduino tapu INPUT režīmā. Kad slēdzis ir ieslēgts, iedegas gaismas diode un signāla tapa ir augsta.

7. solis: kursorsviru un LCD savienošana

LCD

LCD ir ļoti vienkāršs. Tam ir nepieciešama tikai jauda, zeme un sērija.

• 5V VDD
• Zemes GND
• Arduino Tx PIN RX

Jūs varat izmantot JST savienotāju vai lodēt vadus tieši pie plates.

Kursorsviras

Sākumā kursorsviras varētu šķist biedējošas, taču tās ir diezgan viegli savienot. Ir trīs asis, kas ir savienotas vienādi. Divi no tiem izmanto savienotājus kursorsviras apakšā. Trešais izmanto dažus vadus.

• Zeme
• Stikla tīrītāja Arduino analogās ieejas tapa
• 5V

Savienotājus var piestiprināt šādā secībā. Neuztraucieties par to, ka tas nokļūst atpakaļ, tīrītājs vienmēr ir vidējais. Ja tiek mainīta jauda un zeme, mēs varam apgriezt asi ap Arduino kodu vēlāk.

Vadiem, iespējams, ir atšķirīga krāsu shēma jūsu kursorsvirā, bet kopumā: divi vadi ar identiskām krāsām ir paredzēti pogai augšpusē. Sarkans vai oranžs ir 5 V, melns vai brūns ir zemēts. Atlikušais vads ir tīrītājs.

8. solis: LED stieņa degvielas mērītāji

Labi. Šī ir visgrūtākā visas konstrukcijas daļa. Jūtieties brīvi izlaist šo pirmo versiju vai uzlabot to un dariet man zināmu!

Es saņēmu šos lieliskos LED stieņus, kurus vēlos izmantot kā degvielas mērītājus. Augšējā gaismas diode ir zila, tad kāda zaļa, tad oranža un visbeidzot sarkana. Ja mēs varam iedegt vienu gaismas diodi vienlaikus, mēs varam ļaut tam attēlot degvielas līmeni mūsu kosmosa kuģī.

Sākumā es pasūtīju vadītāju IC ar viņiem. Viņi strādā lieliski! Jūs varat izvēlēties punktu režīmu vai joslas režīmu, un tas parādīs analogo ieejas spriegumu kā vienu gaismas diodi (punktu) vai gaismas diodes diapazonu (josla). Bet Arduino neizvada analogo spriegumu! Un PWM funkcija, kas ļauj aptumšot gaismas diodi, emulējot analogo spriegumu, nedarbojas ar šiem draivera IC.

Uz 2. plānu: maiņu reģistri. Jūs varat strādāt ar tiem katrā Arduino sākuma komplektā. Un vairāk par tiem varat uzzināt šeit:

Plāns ir kaut kādā veidā pārvērst degvielas līmeni pareizā bitu virknē, kas atspoguļos degvielas līmeni uz LED joslām. Ar 5 degvielas mērītājiem visiem uzpildītajiem degvielas līmeņiem vajadzētu būt 10000000001000000000100000000010000000001000000000. Ja monopropellants ir tukšs, tas kļūtu par: 10000000001000000000100000000010000000000000000001.

Izklausās pietiekami vienkārši. Ir daži sarežģījumi. Maiņu reģistros ir 8 tapas, savukārt LED joslās ir 10 gaismas diodes. Es izmantoju 7 maiņu reģistrus, lai iegūtu 56 izejas. Savienojot tos, es kaut kur izlaidu IC tapu (mēs to iekļausim kodā). Un es vadu vienu LED joslu, sākot no otra gala (mēs to labosim ar kodu). Ak, un mums nepieciešamā Arduino matemātika dažreiz izmanto peldošā komata aritmētiku, kas izraisa noapaļošanas kļūdas (mēs to labosim kodā). Ņemiet vērā, ka es koplietoju kodu vēlāk.

Mana galīgā uzbūve neatbilda pievienotajai elektroinstalācijas shēmai, tādēļ, pārbūvējot šo kontrolieri, kodam ir nepieciešami daži atjauninājumi. Komentējiet zemāk, ja jums nepieciešama palīdzība.

Katram LED ir nepieciešams savs rezistors. Izmēģiniet dažādas vērtības, lai tās atbilstu spilgtumam. Zaļš ar tiem pašiem rezistoriem šķiet daudz gaišāks nekā sarkans, tāpēc tas palīdz to līdzsvarot.

Gala rezultāts: 50 digitālo tapu vietā, kas nepieciešami 5 LED joslu barošanai, tas tiek samazināts līdz 3: pulksteņa signāls, fiksatora signāls un datu signāls.

9. solis: korpusa izveide

Laiks atriebties ar šiem logotipiem!

Es pārveidoju logotipus par pareiziem vektoru zīmējumiem, lai tie būtu labi iegravēti. Šoreiz man ir cits jautājums. Skrūvju caurumi nav pareizajās kastes pareizas montāžas vietās. Kastē es izmantoju 6 mm MDF. Diemžēl naglu ieskrūvēšana malās izraisa to sadalīšanos. Es to uzlauzu kopā ar papildu koka lūžņiem un līmi. Daudz līmes.

Tiem no jums, kuriem labāk padodas koks, līme un/vai naglas, es pievienoju dizaina versiju bez skrūvju caurumiem.

Neskatoties uz grūtībām, gala rezultāts ir diezgan slidens.

10. solis: programmatūra un pārbaude

Lejupielādējiet šo programmatūru, lai kontrolieris darbotos ar Kerbal Space Program:

KSP spraudnis:

ZIP fails ir apkopotais spraudnis. Pārējais ir avota kods, kuru varat izmantot, lai modificētu spraudni un apkopotu savu versiju. Izsaiņojiet spraudni direktorijā GamaData.

Arduino kods:

Izmantojiet Arduino IDE, lai augšupielādētu kodu kontrollera Arduino Mega.

Paskatieties Arduino IDE apakšējā labajā stūrī, lai noskaidrotu, kurā seriālajā portā ir kontrolieris (piemēram, /dev/cu.usbmodem1421). Spraudņu direktorijā atveriet failu config.xml un pārliecinieties, vai ports ir aizpildīts. Tagad jums ir labi!

Jūs varat izmantot atkļūdošanas režīmu, novietojot mazo ieslēgšanas/izslēgšanas slēdzi augšējā kreisajā stūrī ieslēgtā stāvoklī. LCD displejā jāparāda burtu virkne. Katrs burts apzīmē pogu vai slēdzi un pārslēdzas starp mazajiem un lielajiem burtiem, nospiežot pogu vai pārslēdzot slēdzi. Iestatot xyz slēdžus uz Xyz (ieslēgts/izslēgts/izslēgts), tiks parādītas arī droseļvārsta slīdņa vērtības. xYz parāda kursorsviras vērtības kursorsviru tulkošanai (pa kreisi). xyZ rotācijas (labajā) kursorsvirā.

LCD režīmi

Izmantojot x, y un z slēdžus, LCD ekrānā var izvēlēties šādus displeja režīmus

TakeOff režīms: virsmas ātrums / paātrinājums (G)

Orbītas režīms: Apoapsis + Laiks līdz Apoapsis / Periapsis + Laiks līdz Periapsis

Manevra režīms: laiks līdz nākamajam manevra mezglam / atlikušais Delta-V nākamajam mezglam

Rendezvous režīms: attālums līdz mērķim / ātrums attiecībā pret mērķi

Atkārtotas ievades režīms: pārkaršanas procentuālā daļa (maks.) / Palēninājums (G)

Lidošanas režīms: augstums / Maha skaitlis

Nosēšanās režīms: radara augstums / vertikālais ātrums

Papildu režīms: vēl nav ieviests

Lai redzētu dažādus režīmus darbībā, skatiet video pamācības beigās.

11. solis: uz Mēnesi

Uguns KSP, ielādējiet savu iecienītāko kuģi vai izveidojiet jaunu un dodieties ceļā!

Padomi:

• Kāpnēm izmantojiet pielāgoto 5. darbības grupu
• Saules paneļiem izmantojiet 6. pielāgoto darbību grupu
• Izpletņiem vai gūžas teknēm izmantojiet pielāgoto 7. darbības grupu
• Piešķiriet palaišanas glābšanas sistēmu un atbilstošos atvienotājus darbības grupai Pārtraukt
• Neaizmirstiet, ka ir jāapbruņo stacija

Otrā vieta Arduino konkursā 2017

Otrās vietas ieguvējs pirmo reizi autoru konkursā 2018