Simulateur et cockpit de course Arduino : 3 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Dans ce instructable, je vais vous montrer comment j'ai construit un simulateur de course VR entièrement contrôlé par arduino avec une puissante roue à retour de force, un levier de vitesses à 6 vitesses et un support à pédales en aluminium. Le cadre sera construit en PVC et MDF. Mon objectif pour ce projet était de produire une expérience de course extrêmement réelle en réalité virtuelle. Je n'étais pas préoccupé par l'apparence du simulateur, seulement par ce que l'on ressent lorsque les lunettes VR sont allumées. Je voulais également en faire un projet budgétaire, et tous les matériaux, à l'exception des lunettes de réalité virtuelle, m'ont coûté moins de 350 $ dans une quincaillerie locale et sur Amazon. Notez que son projet n'est pas terminé, car il s'agit d'un projet en cours et je mettrai à jour ce Instructable fréquemment, mais je le commence maintenant car ce projet est ma pierre angulaire dans ma classe STEM de lycée.

Fournitures

Les matériaux pour ce projet peuvent être facilement obtenus auprès de détaillants en ligne et de quincailleries à grande surface. Cela étant dit, je ne fournirai pas une liste complète des composants en pvc ou des dimensions en pvc, car ce simulateur a été construit avec un style de voiture spécifique à l'esprit, et a également été construit avec des contraintes de taille pour s'adapter à la pièce dans laquelle j'ai choisi de le mettre Il y a beaucoup de choses différentes à prendre en compte lors de la conception du cadre, comme le style de la voiture, (GT Car, Drift Car, Time Attack, Formula 1 et autres classes Open Cockpit…). Pour ma conception, j'ai choisi d'émuler une position et une disposition de pilotes drift/Time Attack. Maintenant sur les matériaux.

Les matériaux nécessaires:

Env. 40 pieds de PVC de 1,5 pouces

Env. 12 coudes en pvc à 90 degrés de 1,5 po

Env. 25 raccords en T en PVC de 1,5 po

3/4 feuille de forces de défense principale

Paquet de 100 vis à tôle #10 1 po de long

Paquet de 100 vis à bois #10 de 1,5 po de long

75 pieds de fil à âme pleine 20awg

Arduino Léonard (1)

Potentiomètre 10k Ohm (3)

Encodeur rotatif AMT103 (1)

Contrôleur de moteur BTS7960 43a (1)

Alimentation 12v 30a (1)

Fins de course standards (7)

Moteur CIM 2,5 pouces VEX Robotics

VEX Robotics CIMple Boîte de vitesses 4.61:1

Moyeu à clé 1/2 po d'andymark.com (produit # am-0077a) (1)

Imprimante 3D et filament (ABS et TPU)

connecteurs xt60 et xt90

Gaine thermorétractable

Volant avec modèle de montage 6x70mm

Déblocage rapide du volant en option

Siège baquet et curseurs

Harnais 4pts en option

Étape 1: Construction du cadre

Les dimensions des cadres sont très fluides et dépendent de plusieurs facteurs différents. Les éléments à prendre en compte sont le siège sur lequel vous choisissez de construire le cadre principal, la taille de l'utilisateur pour déterminer la distance entre les pédales, l'endroit où le sim va être placé, car après son assemblage, il n'est pas facile de le déplacer, et de bien sûr le style de voiture et la sensation que vous recherchez. Une fois que vous avez réglé tous ces détails, le processus de construction est très similaire sur différentes simulations. Commencez par construire le rectangle qui abritera le siège. Notez que le volant est monté à l'avant du rectangle du siège, et assurez-vous également qu'il y a suffisamment d'espace pour que le siège glisse dans toute sa gamme de mouvement pour assurer l'ajustement. Ensuite, découpez un rectangle dans du MDF de 3/4 po, aussi large que le rectangle du siège en PVC et aussi long que les trous de montage pour les glissières de votre siège. À partir de là, vous pouvez verrouiller votre siège et commencer à mesurer la hauteur du volant, ainsi que la longueur du cadre de la pédale. L'utilisation d'une construction triangulaire pour relier l'extrémité du porte-pédales au sommet du support de volant contribue grandement à rigidifier le cadre. Si vous choisissez d'installer des harnais, vous pouvez simplement boulonner les extrémités du harnais sur les rails du siège à travers leurs trous de boulon. Bien que cela ne soit pas sûr dans une voiture réelle, la rigidité est plus que suffisante pour un simulateur. Les photos ci-dessus peuvent vous aider à comprendre la conception du cadre et à planifier votre cadre. Je ne suis pas entré dans la construction avec des dimensions dures, car les choses commencent à changer lorsque vous vous asseyez dans le siège et essayez de le rendre confortable et utilisable. Une fois que votre cadre a été assemblé, assurez-vous que chaque joint est sécurisé en effleurant chaque raccord une fois avec un maillet en caoutchouc. Ensuite, vous pouvez percer des trous pilotes à travers chaque joint en PVC et installer une vis à tôle #10 pour maintenir le PVC ensemble. Pour la plupart des joints, une vis suffit, bien que sur le support de volant vertical, vous devrez peut-être en installer plus. Une fois votre cadre assemblé, vous pouvez commencer l'installation de l'électronique.

Étape 2: Électronique

L'installation de l'encodeur est très simple, car le trou de l'encodeur est de 1/2 po et s'adapte parfaitement à l'arbre de la boîte de vitesses. L'encodeur avec interface avec l'arduino Leonardo pour indiquer à l'ordinateur l'orientation du volant. Ensuite, suivez le schéma de câblage pour effectuer toutes les connexions nécessaires. Vous pouvez soit souder directement à l'arduino, soit utiliser les en-têtes de broche. J'ai choisi de souder pour m'assurer qu'aucune connexion ne se défait accidentellement. Ensuite, vous devez choisir un boîtier pour votre alimentation, votre contrôleur de moteur et votre arduino. J'ai choisi d'utiliser une boîte de munitions, car elles sont bon marché et facilement disponibles, et très durables. J'ai percé des trous sur le côté et installé des œillets en caoutchouc pour protéger les câbles des arêtes vives. J'ai ensuite exécuté toutes les connexions de l'arduino et sorti l'œillet avec un manchon de câble en nylon tressé. J'ai également installé des connecteurs xt60 et xt90 environ 6 pouces après l'œillet pour faciliter le remplacement et les futures mises à niveau. Une fois que tout le câblage a été effectué, vous pouvez monter votre moteur à retour de force sur le support du volant. Pour fixer le volant au moyeu du moteur, vous devrez imprimer en 3D un adaptateur. Le fichier Solidworks pour l'adaptateur est lié. Le levier de vitesses n'était pas ma conception, après plusieurs tentatives infructueuses, j'ai choisi d'utiliser une conception populaire sur Thingiverse. Cela peut être trouvé avec une recherche rapide et contient toute la documentation nécessaire pour l'assemblage, donc je ne m'embêterai pas à le parcourir ici. Pour monter le levier de vitesses, vous aurez besoin du support de levier de vitesses et des fichiers de sangle de levier de vitesses. Le support doit être imprimé en ABS tandis que la sangle doit être imprimée en TPU flexible. Ce support vous permet d'ajuster rapidement le levier de vitesses et même de changer de côté pour les voitures LHD et RHD. Pour le moment, j'ai terminé jusqu'à ce point. Les prochaines étapes sont l'assemblage du support à pédales et de la boîte. Cela aura lieu bientôt, et l'instructable sera mis à jour pour refléter mes progrès. Il existe d'excellents exemples de pédales de simulation de bricolage sur YouTube, qui peuvent être adaptées pour fonctionner facilement avec ce projet, mais j'ai décidé de construire l'ensemble de pédales entièrement en aluminium pour augmenter l'aspect réalisme.

Étape 3: Étapes suivantes

Après avoir terminé l'assemblage de la pédale, le câblage peut être finalisé, puis le simulateur est prêt à être utilisé. N'oubliez pas que ce simulateur n'a pas été conçu pour être utilisé avec une configuration de moniteur, il n'y a donc aucun logement pour monter des écrans. J'ai choisi cette voie car un bon jeu de lunettes VR est beaucoup moins cher que la configuration traditionnelle à trois moniteurs, et je pense que le réalisme de pouvoir regarder à l'intérieur d'une voiture dans des jeux comme Assetto Corsa ou Project Cars 2 apporte un une toute nouvelle dimension à l'expérience du simulateur.