Konvertering av Logitech 3D Extreme Pro Hall Effect Sensor: 9 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

Rorstyringen på joysticken min gikk ut. Jeg prøvde å skille grytene fra hverandre og rense dem, men det hjalp egentlig ikke. Så jeg begynte å lete etter erstatningsgryter, og snublet over et par forskjellige nettsteder fra flere år siden som refererte til installering av hall -effektsensorer i stedet for grytene. Da jeg følte en god prosjektide, bestemte jeg meg for at jeg ville gjøre konverteringen og publisere instruksjonene her, slik at andre kan gjøre det samme. hovedkortet for strøm (og litt fjerning av plast rundt gassen som ikke er nødvendig). Resten av skjæring og lodding er på de nye komponentene selv.

Når du demonterer joysticken, må du ta hensyn til hvilken størrelse skruer som går i hvilke hull, da det er 2 forskjellige størrelser som brukes (på min minst). Sørg også for å merke deg hvilke gryter i joysticken som har metallklipsene i dem for å hjelpe dem med å forbli installert. Du må installere dem med de nye grytene for å holde dem på plass.

Rekvisita:

• Logitech 3D Extreme Pro Joystick (arbeider med unntak av potter)
• SS495 Hall effekt sensorer x 4
• Diametrisk magnetiserte stangmagneter (0,1875 "x 0,375") x 4
• #2 Skrue med rund hodeplate, 3/16 "lang x 5
• 3D -trykte komponenter (se nedenfor)
• Assortert tilkoblingstråd
• Assortert varmekrympeslange
• Loddejern
• Lodding
• Assorterte elektriske kontakter

Trinn 1: Bestill og skriv ut materialer for ny "gryte" -montering

Avhengig av hvor du får materialene, kan noen ha lengre leveringstid. Jeg fikk SS495 fra eBay for omtrent $ 6, men de ble sendt fra Kina, så det var omtrent 4 uker å ankomme. Magnetene jeg brukte er D36DIA fra K&J Magnetics (ca. $ 0,65 ea, pluss frakt). De er 3/16 "dia x 3/8" lange, klasse N42. En lignende magnet fra enhver sammenlignbar leverandør bør gi lignende resultater, men hvis den har en annen styrke, kan det påvirke SS495s generelle respons som en funksjon av avstanden fra magneten.

Resten av brikkene må 3D-printes. Som minimum trenger du:

• 4 x magnetposter
• 3 x rette baser
• 1 x vinklet base (MERK: Lag minst 2 av disse … se nedenfor)
• 4 x Sensor Slide Mounts

Jeg anbefaler på det sterkeste å skrive ut tillegg av magnetpostene, og sannsynligvis minst 1-2 reservedeler for hvert stykke, i tilfelle de går i stykker av en eller annen grunn. Både STEP -filen og Autodesk Fusion 360 -prosjektfilen er tilgjengelig for nedlasting. Fusion 360 kan lastes ned og lisensieres gratis i 1 år hvis du oppretter en hobbykonto. Det er et veldig kraftig stykke programvare. Sjefen min på jobben har sin egen 3D -skriverproduksjonsfabrikk som går tom for kjelleren, så han trykket nådigvis alle disse bitene for meg. Han brukte Colorfabb nGen Copolyester filament med 80% påfylling på en 0,10 mm lagtykkelse.

Andre notater: Gryten som måler tonehøyde nær brettet for knappene på venstre side av styrespaken kan fungere bedre som en vinklet base i stedet for en rett. Jeg bygde joysticken min med en rett base, men den siste monteringen var veldig stram, og jeg måtte bøye ledningene for den potten mer enn jeg ønsket å få alt sammen igjen..

Trinn 2: Polsk og tilpass trykte stykker

De 3D -trykte brikkene som er designet og sannsynligvis som trykt, vil ha noen forstyrrelser, og det vil sannsynligvis være hull og feil ved utskrift. Spesielt hullet for magneten som skal passe inn på stolpen skrives ut for lite, så det vil være noe interferens for å holde magneten på plass. I tillegg er 7 mm hullet i basene nøyaktig samme størrelse som 7 mm utvendig diameter på magnetposten, så hullet i basene må forstørres forsiktig til det er riktig størrelse.

For magnetposten, få en 3/16 "borekrone, og bor forsiktig ned i hullet der magneten skal gå. Bor langsomt og stopp når spissen av borekronen treffer bunnen av det koniske hullet - fortsetter kan fjerne materialet som holder toppen av stolpen på bunnen. Ikke bor på lenge, bare lenge nok til å få renset hullet slik at magneten trykker inn i det. Du vil ha en tett passform, så ikke t fortsette å bore og fjerne materiale fra stolpeveggene når magneten går inn. Jeg vil heller ikke anbefale å gjøre dette hvis plasten er for kald, da den ikke kan bøyes ordentlig og kan bli stor umiddelbart - hvis plasten bøyes vil det hjelpe hullet holder i underkant av 3/16 "nominell størrelse. Du må eksperimentere, og derfor skrev du ut ekstra stykker:-)

Når magneten går inn i stolpen, brukte jeg et forsenkingsverktøy for å rydde opp i fasen på toppen av stolpen for å hjelpe magneten på plass. Det kan være lurt å bytte borekronen og dette forsinkingsverktøyet for å få inn magneten rent.

Med stolpen og magneten som passer godt, må borehullene ryddes opp. Med den glatte enden av en passende størrelse bor med sandpapir (ca. 100 eller 120 korn) viklet rundt SMOOTH -enden, rengjør innsiden av 7 mm hullet i basen. Fortsett til stolpen bare glir i siden av hullet og roterer rimelig fritt. Du vil også passe på her, ettersom du ikke vil ha mye spill mellom basen og stolpen.

Når stolpen passer inn i sokkelen, må du dobbeltsjekke at 9 mm flensen på magnetposten sitter rent i det tilsvarende sporet i basen, og om nødvendig slipe utsiden av flensen på stolpen. Jeg gjorde dette ved å trykke stolpen på den glatte enden av 3/16 borekronen, og sette den i boret mitt (borende ende av boret i chucken) og kjøre flensen over sandpapir, til flensen passer inn sporet rent.

Til slutt, med stolpen og sokkelen, smører du dem ved å legge grafitt på kontaktflatene med en blyant. Tegn på alle paringsflater for å etterlate et sjenerøst lag med grafitt, og dette vil hjelpe den til å fungere mye jevnere. Slip/rengjør overflater etter behov og påfør grafitt på nytt for å få en jevn drift.

Trinn 3: Lag sensoren

Joysticken kobles til de spennende grytene med 3 -pinners hunkontakter på en 0,00 høyde. Dette betyr at vi kan bruke vanlige toppstifter for å lage kontaktene, med noen modifikasjoner.

Jeg ville være sikker på at jeg ikke ville sette pinnene bakover i kontakten, så jeg kuttet et stykke plast som jeg kunne lime på toppnålens base for å lage en nøkkelflik. Plasten kom fra en Walgreens barnemedisinskje, og jeg skar den i størrelse med en tinnklips og trådkuttere for å få den til riktig størrelse. Jeg brukte deretter superlim for å feste plastflikene til toppnålens base for å lage kontakten. Den ferdige kontakten settes bare inn i joystick -kontakten én vei. Jeg er sikker på at du også kan skrive ut disse hvis du vil.

Med pinnehodene klare, må vi begynne å lodde ledninger. Jeg brukte 28AWG -ledning for å holde den fleksibel og forhåpentligvis få alt til å passe med den lille pinneavstanden på sensoren. I min joystick fulgte alle tre kontaktene det samme mønsteret - du vil bekrefte denne konfigurasjonen i din, da det kan være variasjoner over de mange versjonene av denne joysticken. Med plastfliken vendt BORT fra deg og pinner ned:

Venstre pinne vil være VCC (5 VDC - rød på bildet)

Midten vil være spenningssignalet tilbake til joysticken (hvit med gul krymping på bildet)

Høyre vil være GND (svart på bildene).

Ledningene loddet på toppnålene skal være omtrent 2 lange - dette vil gi deg nok plass til å koble til i joysticken, men ikke så lang tid at de blir til sjenanse ved montering.

På sensorsiden SS495 vil du bekrefte ledningssekvensen på databladet. Mine brukte følgende med den FLATE siden av sensoren vendt mot deg, og peker ned:

Venstre: VCC (5 VDC)

Midt: GND

Høyre: Signal

Se bilder for orientering. Når sensoren er laget, vil jeg anbefale å koble den til en spenningskilde/brødbrett og sjekke at utgangen endres med endringen i magnetfeltet …. da jeg lagde min første sensor, fikk jeg byttet signal og jordledninger på sensoren, og det ble veldig varmt veldig fort …. Ved et mirakel slapp jeg ikke den magiske røyken fra sensoren. Sørg for å kontrollere at sensoren ikke varmes opp og gir den forventede spenningsendringen med magnetfeltendringen.

Trinn 4: Monter "grytene"

Når sensoren er koblet til kontakten og magnetpostene passer i basene, kan nå hele gryten settes sammen. Se 3D -modellen fra trinn 1 for fullstendig detalj av monteringen.

Først - et advarsel - under siste testing og oppsett av joysticken, la jeg merke til at gasspjeldet må ha redusert følsomhet sammenlignet med de andre aksene, og som sådan måtte sensoren være lenger borte fra magneten enn på de andre stolpene. Det kan være lurt å vente med å sette sammen en siste pott til du får gassoppsettet i tilfelle du må endre lysbildet eller basen for at sensoren skal være langt nok unna. Jeg endte med å gjøre justeringen ved å fjerne plast fra lysbildet, men det tok en stund …. det hadde vært lettere å arkivere lommen som sensoren går inn i og gjøre den dypere.

Ok, fortsetter ….

Med hver sensor og lysbilde bruker du superlim for å montere sensoren i lysbildet, som vist i 3D -modellen. De koniske delene av sensoren går inn i lommen, med flat av sensoren vendt utover mot magneten. Ledningene går opp og ut av den helt flate siden av lysbildet. Sørg for at sensoren ikke stikker ut forbi bunnen av lysbildet, eller det vil forstyrre flensen på magnetposten når den er i drift.

Når limet har satt seg, kan resten av gryten settes sammen. Magnetene kan installeres i stolpene noe tilfeldig på dette tidspunktet - du bruker en nåletang for å rotere dem når de er installert i joysticken senere under siste justeringer. Hvis du vil prøve å få det nært, bruker du et kompass for å finne sidene av magneten. Her er hva du trenger å vite:

Nord på kompasset peker til siden av magneten som vil gi et 0V signal fra sensoren

Sør peker mot 5V -signalet

Vri sensoren i potten mot CCW (mot klokken, sett fra toppen av potten) bør redusere spenningen, så sensoren vil bevege seg mot nord, vridning CW bør flytte sensoren mot sørpolen, øke spenningen.

Med magneter installert i stolpene, plasserer du stolpen i sokkelen, og legger deretter lysbildet på toppen av sokkelen, og installerer skruen #2 for å holde det hele sammen. Sjekk gratis, men ikke slurvet drift, juster etter behov.

Trinn 5: Joystick -modifikasjoner

For å fjerne grytene, vil den få en jevn kraft når de holdes fast med de små metallklemmene. Rorpotten holdes bare inne med selve håndtaket, og skal ikke komme ut uten problemer.

Halleffektsensorene krever full 5VDC for å fungere skikkelig, men joysticken leverer kun om lag 4,2 V til grytene, så vi må koble ting litt til. For å få nok tilkoblingspunkter for 5VDC og GND, trenger vi hoppere fra den innkommende USB -kontakten. Fjern brettet fra styrespaken slik at det kan endres.

For strømhodet/jumperen brukte jeg noen gamle 4 -pinners kontakter fra en datamaskinstrømforsyning jeg hadde liggende. Alt som vil gi deg minst 3 tilkoblinger for en pin header vil fungere. Ledningene fra kontakten ble loddet sammen og til en vanlig ledning, en laget for 5VDC (rød) og GND (svart), og varmekrympeslanger ble påført der det var passende. Disse ble loddet på bunnen av USB -hodet på brettet sammen med en liten 3.3uF kondensator (bare i tilfelle). Jeg var ikke sikker på behovet for hetten, men tenkte at det ikke kunne skade. Åpenbart være veldig forsiktig når du lodder for å sikre at du ikke gjør tilkoblinger du ikke har tenkt.

Når strømtilkoblingen til kortet er utført, kan dette installeres på nytt i styrespaken og føre kontaktene bort fra kortet mot siden av styrespaken der hovedkabelen kommer inn.

Deretter må du fjerne limet som fester de tre rørsensortrådene (blå, svart, brun) som kommer ut av den øvre delen. Trekk forsiktig av limet, og kutt etter behov for å få det fri.

Fjern forsiktig de blå og brune ledningene fra denne kontakten. Dette kan gjøres ved forsiktig å lirke på festeklemmen for hver pinne i kontakten. Senere vil du legge til forlengelseskabler til disse pinnene for å lage 5 VDC- og GND -tilkoblinger for sensoren.

Utfør de samme trinnene på de to andre kontaktene for hovedkortet. For kontakten som går til de to grytene nær bunnen av pinnen (pinne tilt), fjern de røde og svarte ledningene fra kontakten. Når kontakten går til gass- og sideknappene, fjerner du de røde og hvite ledningene (sporer dem tilbake til gassen for å være sikker).

Trinn 6: Lag jumperkabler og koble til strøm

For å koble strømhodene til kontaktene som driver sensorene, laget jeg 3 sett med hoppere. Du kan bruke eksisterende brødbrettskabler hvis du har dem. Det er i utgangspunktet alt dette.

Hver ledning var omtrent 6 lang - juster etter behov. 3 av hver farge er nødvendig (rød og svart for 5 VDC og GND). Loddestifter fra stifthodetilførselen i hver ende, og varmekrympeslange etter behov for å hjelpe hold alt sammen. Sett inn pinnene i de riktige kontaktpinnene som du frigjorde i forrige trinn:

Ror (vri):

Blå - 5 VDC (rød jumper, rød topp)

Brun - GND (svart jumper, svart topp)

Gasspedal:

Rød - 5 VDC (rød jumper, rød topp)

Hvit - GND (svart jumper, svart topp)

Pitch and Yaw (stick tilt):

Rød - 5 VDC (rød jumper, rød topp)

Svart - GND (svart jumper, svart topp)

Sett den andre enden av jumperen inn i den riktige kraftoverskriften.

Rediger 7. mai 2020 - Se PDF for ledningsdiagram for ytterligere informasjon.

Trinn 7: Endre gasshuset

En permanent joystick -modifikasjon - det er et ubrukelig stykke plast som stikker av gasshuset som kommer i veien for våre nye sensorer. Du må kutte den av med resten av huset.

Før du fjerner gasshuset, prøv å merke den relative posisjonen til giret i huset til gasshåndtaket på utsiden. Når du beveger gassen, vil du på et tidspunkt se at det er et merke på giret som indikerer en start- eller referanseposisjon. Når du finner det, merker du posisjonen til gasshåndtaket med en markør, slik at du vet om hvordan du justerer alt når du setter det sammen igjen. Bare ta litt tid på å inspisere den før du demonterer den.

På bildene kan du se hvor området er som må løsnes. Jeg brukte bare et baufil og holdt det i flukt til resten av kanten på huset og kuttet av delen som skulle være i veien. Når det er fjernet, kan gryten for gass installeres.

Når du installerer gasspotten, må du installere metallklemmen som holder gryten i gasshuset igjen, og sørge for stopp. Juster deretter giret og gasshåndtaket som det var da du tok det fra hverandre, og skru alt sammen igjen.

Trinn 8: Installer og juster potter

Etter at du har installert gasspotten, vil de tre andre i utgangspunktet være de samme. Grytene i bunnen av pinnen får metallklemmene i stolpen for å holde dem på plass, og den øverste for rorstyringen gjør det ikke. Koble hver sensor til den respektive kontakten. Påminnelse om å muligens bruke en vinkelbase i stedet for en rett på potten nær venstre knapp, slik at sensortrådene ikke forstyrrer brettet - test og kontroller.

Etter at du har installert alle 4 grytene, må du justere vinkelfølsomheten til hver akse, så vel som midtpunktet. For å gjøre dette må du slå på joysticken. Om ønskelig kan dette gjøres ved å koble joysticken til en hvilken som helst USB -laderadapter, ettersom alt vi egentlig trenger er strøm til sensorene. Ellers burde det være OK å koble den til datamaskinen din - bare pass på at du ikke kortslutter 5VDC til GND av en eller annen grunn.

Dette er målene for justering:

Akse sentrert: 2,3 VDC ± 0,1

Aksespenning lav: 0,6 VDC ± 0,1 (Pitch-aksen trukket tilbake mot gasshåndtaket, R-L-aksen presset helt til høyre, vrid håndtaket helt CCW, gass til full "-" eller 0%)

Aksespenning høy: 4,0 VDC ± 0,1 (Pitch-akse presset fremover mot vekk fra gasshåndtaket, R-L-aksen presset helt til venstre, håndtaket vrir seg helt CW, gassen til full "+" eller 100%)

I testingen representerte disse omtrent grensene for hvor jeg var i stand til å maksimere følsomheten til styrespaken. Å ta det helt til 5 VDC eller 0 VDC for signalet syntes ikke å fungere …. det sluttet å svare på endring av spenning under ca 0,4 V og over ca 4,5 V. Videre da jeg først testet systemet med de originale potter, 0,5 og 4,3 V var ekstremene jeg observerte på tvers av alle 4 kretsene.

Koble et multimeter til systemet, med målerens GND koblet til GND (svart) kraftoverskrift, og + terminalen på måleren som leser signalet til sensoren (den kan leses parallelt med eventuelle tilkoblinger til styrespaken). Begynn med lysbildet av potten midt i området. Bruk en nåletang til å vri magneten forsiktig til spenningen fra sensoren er omtrent 2,5 V. Flytt deretter joysticken eller gassen til en av stoppene, og avgjør om sensorens rekkevidde er for høyt eller for lavt. Hvis den flyttes til en høyspenningsposisjon og avlesningen overstiger 4,3 V, må sensoren flyttes bort fra magneten. Hvis den er i høyspenning og avlesningen er mindre enn 4,1 V, flytt sensoren nærmere magneten. Juster og gjenta testen i begge retninger til spenningen er i området. Hvis den ene siden er innenfor rekkevidde, men den andre siden går utenfor rekkevidde, kan det hende at senteret må justeres ved å vri litt på magneten for å forskyve midtpunktet. Justeringen vil være en iterativ prosess, og det har sannsynligvis tatt meg omtrent en time å få justert alle 4 grytene til min tilfredshet. Rorjustering er den mest tidkrevende, ettersom det krever minst delvis montering av håndtaket hver gang for å få en ekte følelse for justeringen av gryten.

Når den er justert, før du setter sammen joysticken, anbefaler jeg å koble joysticken til datamaskinen og kjøre en kalibrering. Dette vil bekrefte at alle aksene beveger seg i den retningen du har tenkt, og at ingen av dem er reversert (med en magnet rotert 180º fra hvor den skal være).

Trinn 9: Sluttmontering og test

Etter pottjustering, dobbeltsjekk funksjonaliteten til alle akser gjennom en kalibrering av styrespaken på datamaskinen din, og sørg for at hver bevegelse tilsvarer retningen du har tenkt å gå.

Når alt er godt å gå, må du tape ned alle ledningene slik at de ikke beveger seg mens du setter ting sammen.

Når du installerer hoveddekselet som har gass- og knappekortet, må du holde øye med ledningene som kommer ut av venstre sidekanne - på joysticken min trakk ledningene fra denne sensoren ut og forstyrret brettet, og jeg måtte bøye sensortrådene er ute av veien. Som jeg nevnte i introen, hadde jeg visst at dette ville skje, hadde jeg kanskje brukt en vinkelbase her i stedet, selv om jeg klarte å få det til å fungere som det var.

Etter siste montering, gi den en siste kalibrering og test! Nyt!

Hvis du har spørsmål om noe, kan du legge igjen kommentarer, så skal jeg svare på dem så godt jeg kan, eller laste opp flere bilder.