Здрав оптичен джойстик - SonarStick 3
заден план
Да започнем с факта, че се увлякох от симулатори на полети на компютъра ZX-Spectrum. Естествено те се играят с помощта на четирипиновия джойстик Spectrum. Тези джойстици бяха много ненадеждни, така че аз, млад и зелен, трябваше да се кача вътре и да коригирам грешки още тогава. Тогава се появи компютърът, появи се първият джойстик за писане, появиха се първите проблеми и съответно експерименти.
Изграждане и проектиране
Отличителна черта на старата (традиционна) схема. Ако по-рано цялата механика на джойстика беше сглобена върху масивна рамка и лостът за управление вече беше разположен отгоре на механизма, тогава в новия дизайн механизмът е ПОД рамката, а дръжката се извежда през квадратен отвор в рамката. При производството на джойстика не е използвано сложно оборудване.
Ориз. 1. Сонарен стик
Дизайнът може да бъде прикрепен към ръба на масата със скоби, скоби и дори винтови връзки (ако масата не е жалко).
Ориз. 2. Моята каюта :)
Механизмът е изработен от стандартен алуминиев профил:
- ъгъл 50х50 мм - части от скелета;
- квадратна тръба 15x15 мм - стебло на дръжката плюс някои елементи на механизма;
- лента 30х2 мм - детайли на механизма.
Освен това са използвани следните материали и детайли:
- пирон 6х200 мм - водачи за каретка;
- флуоропласт - различни части - колички, монтажни части;
- фрагменти от метал от компютърни кутии - тяга;
- болтове, винтове, гайки - свързващи елементи.
Електронно-оптичната схема е сглобена на светодиоди AL-163B и фотодиоди FD-263B. Освен това, за да ограничите тока на светодиода,използвани 2 резистора по 100 ома.
Ориз. 3.1. Механизъм
Силовата механика е много проста: главният лост (1) преминава през кобилицата (2) на вертикалната ос, сглобена съгласно схемата на рамката и има ос на въртене в средата на кобилицата. Люлеещият се стол е фиксиран върху ъглите (3) на рамката. Джойстикът е центриран с гумени пръстени, ясно видими на фигура 3.1.
Ориз. 3.2. Детайли на механизма
Основният акцент в дизайна бяха оптичните сензори, които работят върху подхода и отстраняването - клонинг на системата "бутало". Помислете за примера на хоризонталната ос на джойстика. Фотодиодът (4) е закрепен върху флуоропластична част (5), която е монтирана на два водача (6). Каретката (7) с фиксиран върху нея светодиод (8) се движи по тези водачи.
При преместване на дръжката на джойстика каретката (7) започва да се движи под действието на прът (9), свързан към лоста (1) на дръжката на джойстика. Поставянето на фотодиода на същата ос като светодиода може значително да намали нелинейността. Дължината на хода на каретката е около 40 мм.
Сензорният модул на хоризонталната ос е фиксиран върху кобилицата на вертикалната ос (2).
Ориз. 4.1. Дръжка на джойстика в най-лява позиция
Ориз. 4.2. Дръжка на джойстика в крайна дясна позиция
Схемата на вертикалната ос е направена по абсолютно същия начин. Сензорният модул е прикрепен към рамката.
Ориз. 5. Едър план на каретката с вертикална ос
Ориз. 6. Друг общ план за механиката
Съвети за инсталиране на електрически вериги
Силно се препоръчва всички електрически вериги да бъдат екранирани и заземени към GND. Ако не го направите, това ще доведе до много „трептене“ на джойстика по време на най-голямото разстояние между оптичнитеелементи. Както се оказа, системата е нечувствителна към слаба дифузна светлина, така че не защитих от външни източници на светлина. Възможно е при други домашни условия да е необходима защита.
Последна дума
Сега джойстика работи много добре - не трепери, няма нужда от рекалибриране, много е точен, надежден. Но работата не е приключила. Следващата, четвърта версия, ще бъде оборудвана с лагери във всички оси на въртене - т.е. дори съществуващият лек луфт ще бъде напълно елиминиран, както и ще бъде подобрено разположението и дизайна на частите, ще бъде направен универсален монтаж към всяка маса и ще бъде монтирана защита от външни източници на светлина.