Автосимулятор на 3D-принтере.

Предисловие.

Не было такой возможности в моё время. Сейчас есть. Можно потренироваться управлять автомобилем, парковаться и т.д., без риска попасть в ДТП или просто покорёжить автомобиль. Программ-симуляторов полно, дело за привычным управлением с помощью руля, коробки передач, педалей. Можно, конечно, купить, но, во-первых, это не так интересно, во-вторых, посмотрел цены – не понравились, в-третьих, хотелось бы руль под размеры именно моего автомобиля. Так что, решил сделать сам. Львиную долю работы на себя отважно взял мой CoreXY.

Делаю это, в основной, не для только себя (хотя тоже интересно попробовать), у меня почти 30 лет стажа, а супруге, и, особенно, дочерям, думаю, это может помочь. А вот всякими рейсингами не увлекаюсь.

Руль.

Начал с рулевого управления. Замерил размеры самого руля, создал 3D-модель блока в «Компасе».

Сам обод руля напечатал на 3D-принтере из 12 сегментов.

Соединил их между собой, наживил клеем, в пазы вставил шпильки 8мм, которые ортогонально приварены друг к другу и к валу рулевого управления (китайский вал L=200mm, d=8mm), залил внутренность эпоксидной смолой, отбалансировал.

Зачистил, напечатал накладки, покрасил.

Теперь основной крепёжный блок, он также напечатан на 3D-принтере. Угол наклона руля предварительно измерил. У меня он 18°.

Далее, напечатанные детали, слева направо:

- Шестерня на вал руля, 13 зубьев, модуль 1.5.

- Блок возврата руля в среднее положение, крепится на вал руля.

- Муфта передачи вращения на валу руля.

- Муфта передачи вращения на 5-оборотном потенциометре.

- 5-оборотный потенциометр на 10к

- Шестерня на параллельный вал, 33 зуба, модуль 1.5. Таким образом, передаточное соотношение 1:2.5, два зуба объединены для ограничения вращения. Полный угол руля получается около 900°, как у меня в авто.

- Китайский параллельный вал 8мм.

Для креплений в валах были просверлены отверстия 3мм (вал закалённый, поэтому, только твердосплавное сверло).Блок в сборе. Подшипниковые узлы KFL08.

Весь блок помещается на плиту из ДСП, а сама плита крепится к столу напечатанными скобами.

Коробка передач.

Тоже сначала смоделировал в «Компасе». Моделирование было нелёгким: приходилось выдерживать компромисс между минимизацией размеров, и последующей вознёй с компоновкой и пайкой.

С электрической точки зрения, коробка представляет из себя простой переключатель на 4 положения с индикацией.

Вылилось это в три платы – плата с микрокнопками, которые будут включаться/выключаться, плата с индикацией, и плата входного разъёма.

Держателем переключателем является рычаг, сделанный из приваренных друг к другу ортогонально куска китайского вала 8мм, и шпильки М8. На него на определённом уровне насажен подшипник 608zz, зафиксированный на шпильке 4-мя гайками М8, который и будет включать/выключать микрокнопки.

База для АКПП напечатана единым объектом. На неё уже навешена плата с микрокнопками.

Рычаг крепится двумя сборками KFL08. Монтируем всё остальное, паяем, крепим. Шлейф, через специальные отверстия, идет на другую сторону к плате индикации, которая будет крепиться на крышке.

Печатаем крышку.

В сборе.

Педали.

Педали две – газ и тормоз. Почти одинаковы, различаются только пружины и ход. Разработал модель педалей в том же «Компасе».

Напечатанные компоненты педали и сопутствующие детали. Резисторы на 10k. Пружины сделаны из растянутой дверной пружины, L=80мм, D=18мм, толщина проволоки 2мм (для тормоза) и 1.6мм (для газа). Стержень пружины сделан из шпильки 8мм, вклеенном в трубку D=10mm, d=8mm. Шарнирный держатель из Китая. Подшипниковые узлы KFL08.

Педали после сборки

Электроника, программы.

Электронная часть сделана на основе Arduino Leonardo, поскольку она имеет выход USB, и, главное, может распознаваться, как HID-устройство, в частности, как игровое устройство. Общая схема электронной части состоит из двух плат – собственно Arduino Leonardo, и платы-хаба, которая коммутирует её с рулём, коробкой и педалями:

Внешний вид:

Библиотеку обмена с компьютером я использовал ArduinoJoystickLibrary-master, легко ищется, кому нужна. Скетч написал сам, его можно взять здесь. После записи скетча на плату, по USB-кабелю, программа начинает работать, и в «устройствах» на ПК появляется новое устройство Arduino Leonardo:

Далее, его нужно откалибровать, ну, это всё в интернете описано, не буду здесь повторяться.

Ну и всё вместе:

Видео тестирования: https://www.youtube.com/watch?v=PqRNCSUWW70