Arduino Racing Simulator y cabina: 3 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

En este instructivo, les mostraré cómo construí un simulador de carreras de realidad virtual completamente controlado por arduino con una poderosa rueda de retroalimentación de fuerza, palanca de cambios de 6 velocidades y soporte de pedal de aluminio. El marco se construirá con PVC y MDF. Mi objetivo para este proyecto era producir una experiencia de carreras que se sintiera extremadamente real en la realidad virtual. No me preocupaba cómo se ve el simulador, solo cómo se siente cuando las gafas de realidad virtual están encendidas. También quería hacer de este un proyecto económico, y todos los materiales, sin incluir las gafas de realidad virtual, me cuestan menos de $ 350 en una ferretería local y en Amazon. Tenga en cuenta que su proyecto no está completo, ya que este es un proyecto en curso y actualizaré este Instructable con frecuencia, pero lo estoy comenzando ahora, ya que este proyecto es mi piedra angular en mi clase STEM de la escuela secundaria.

Suministros

Los materiales para este proyecto pueden obtenerse fácilmente de minoristas en línea y grandes ferreterías. Dicho esto, no proporcionaré una lista completa de componentes de pvc o dimensiones de pvc, ya que este simulador se construyó con un estilo de automóvil específico en mente, y también se construyó con restricciones de tamaño para caber en la habitación en la que elegí colocarlo. Hay muchas cosas diferentes a tener en cuenta al diseñar el cuadro, como el estilo del coche (GT Car, Drift Car, Time Attack, Fórmula 1 y otras clases de Open Cockpit…). Para mi diseño, elegí emular la posición y el diseño de un controlador de deriva / Time Attack. Ahora en Materiales.

Materiales necesitados:

Aprox. 40 pies de pvc de 1,5 pulgadas

Aprox. 12 codos de pvc de 90 grados y 1,5 pulgadas

Aprox. 25 accesorios en T de PVC de 1,5 pulgadas

3/4 hoja de MDF

Paquete de 100 tornillos para chapa metálica n.o 10 de 1 pulgada de largo

Paquete de 100 tornillos para madera n. ° 10 de 1,5 pulgadas de largo

75 pies de alambre de núcleo sólido de 20 awg

Arduino Leonardo (1)

Potenciómetro de 10k Ohm (3)

Codificador rotatorio AMT103 (1)

Controlador de motor BTS7960 43a (1)

Fuente de alimentación 12v 30a (1)

Finales de carrera estándar (7)

Motor CIM VEX Robotics de 2,5 pulgadas

Caja de cambios CIMple 4.61: 1 de VEX Robotics

Concentrador con llave de 1/2 pulg. De andymark.com (n.o de producto am-0077a) (1)

Impresora 3D y Filamento (ABS y TPU)

conectores xt60 y xt90

Tubo termoretráctil

Volante con patrón de montaje de 6x70 mm

Liberación rápida del volante opcional

Asiento envolvente y deslizadores

Arneses opcionales de 4 puntos

Paso 1: Construcción del marco

Las dimensiones de los marcos son muy fluidas y dependen de un par de factores diferentes. Las cosas a tener en cuenta son el asiento que elija para construir el marco principal, el tamaño del usuario para determinar la distancia del pedal, dónde se colocará el sim, ya que una vez ensamblado no es fácil de mover, y de Claro que el estilo del coche y la sensación que buscas. Una vez que hayas resuelto todos estos detalles, el proceso de construcción es muy similar en diferentes simuladores. Empiece por construir el rectángulo que albergará el asiento. Tenga en cuenta que el volante está montado en la parte delantera del rectángulo del asiento, y también asegúrese de que haya suficiente espacio para que el asiento se deslice en todo su rango de movimiento para asegurar el ajuste. A continuación, corte un rectángulo de MDF de 3/4 de pulgada, tan ancho como el rectángulo del asiento de PVC y tan largo como los orificios de montaje para los controles deslizantes de su asiento. A partir de ahí, puede atornillar su asiento y comenzar a medir qué tan alto debe estar el volante, así como qué tan largo debe ser el marco del pedal. El uso de una construcción triangular para conectar el extremo del soporte de los pedales a la parte superior del soporte del volante ayuda en gran medida a endurecer el marco. Si elige instalar arneses, simplemente puede montar atornillando los extremos del arnés a los rieles del asiento a través de sus orificios para pernos. Si bien esto no sería seguro en un automóvil real, es más que suficiente rigidez para un simulador. Las fotos de arriba pueden ayudarlo a comprender el diseño del marco y planificar su marco. No entré en la construcción con dimensiones estrictas, ya que las cosas comienzan a cambiar cuando te sientas en el asiento e intentas que sea cómodo y utilizable. Una vez que haya ensamblado su marco, asegúrese de que todas las juntas estén seguras dando a cada accesorio una vez más con un mazo de goma. Luego, puede perforar orificios piloto a través de cada junta de PVC e instalar un tornillo de chapa metálica n. ° 10 para mantener el PVC unido. Para la mayoría de las uniones, un tornillo es suficiente, aunque en el soporte vertical del volante es posible que deba instalar más. Una vez que su marco esté unido, puede comenzar la instalación de la electrónica.

Paso 2: Electrónica

La instalación del codificador es muy simple, ya que el orificio del codificador es de 1/2 pulgada y encaja perfectamente en el eje de la caja de cambios. El codificador con interfaz con el arduino Leonardo para decirle a la computadora hacia dónde está orientado el volante. A continuación, siga el diagrama de cableado para realizar todas las conexiones necesarias. Puede soldar directamente al arduino o usar los encabezados de los pines. Elegí soldar para asegurarme de que ninguna conexión se deshaga accidentalmente. A continuación, debe elegir un gabinete para su fuente de alimentación, controlador de motor y arduino. Elegí usar una lata de munición, ya que son baratas, fáciles de conseguir y muy duraderas. Perforé agujeros en el costado e instalé ojales de goma para proteger los cables de bordes afilados. Luego ejecuté todas las conexiones del arduino y saqué el ojal con una funda de cable de nailon trenzado. También instalé conectores xt60 y xt90 aproximadamente 6 pulgadas después del ojal para facilitar el reemplazo y las actualizaciones futuras. Una vez hecho todo el cableado, puede montar su motor de retroalimentación de fuerza en el soporte del volante. Para colocar el volante en el eje del motor, necesitará imprimir en 3D un adaptador. El archivo de Solidworks para la lata del adaptador está vinculado. La palanca de cambios no era mi diseño, después de varios intentos fallidos, opté por usar un diseño popular en Thingiverse. Esto se puede encontrar con una búsqueda rápida y tiene toda la documentación necesaria para ensamblar, por lo que no me molestaré en revisarlo aquí. Para montar la palanca de cambios, necesitará el soporte de la palanca de cambios y los archivos de la correa de la palanca de cambios. La montura debe estar impresa en ABS, mientras que la correa debe estar impresa en TPU flexible. Este soporte le permite ajustar rápidamente la palanca de cambios e incluso cambiar de lado para automóviles LHD y RHD. A partir de ahora, he completado hasta este punto. Los siguientes pasos son el montaje del soporte de pedales y la caja. Esto ocurrirá pronto y el instructable se actualizará para reflejar mi progreso. Hay excelentes ejemplos de pedales de simulación de bricolaje en YouTube, que se pueden adaptar para trabajar con este proyecto fácilmente, pero he decidido construir el ensamblaje del pedal completamente en aluminio para aumentar el aspecto de realismo.

Paso 3: Pasos siguientes

Después de completar el montaje del pedal, se puede finalizar el cableado y, a continuación, el simulador está listo para usarse. Recuerde que este simulador no fue diseñado para usarse con una configuración de monitor, por lo que no hay adaptaciones para montar ninguna pantalla. Elegí esta ruta porque un buen conjunto de gafas de realidad virtual es mucho menos costoso que la configuración tradicional de monitor triple, y creo que el realismo de poder mirar alrededor del interior de un automóvil en juegos como Assetto Corsa o Project Cars 2 trae una una dimensión completamente nueva para la experiencia del simulador.