Arduino Racing Simulator and Cockpit: 3 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Neste instrutível, mostrarei como construí um simulador de corrida de realidade virtual totalmente controlado por Arduino com uma poderosa roda de feedback de força, câmbio de 6 velocidades e pedaleira de alumínio. A estrutura será construída em PVC e MDF. Meu objetivo com este projeto era produzir uma experiência de corrida extremamente real em RV. Não estava preocupado com a aparência do simulador, apenas com a sensação quando os óculos de realidade virtual estão ligados. Eu também queria fazer deste um projeto de orçamento, e todos os materiais, não incluindo os óculos de realidade virtual, custaram-me menos de US $ 350 em uma loja de ferragens local e na Amazon. Observe que o projeto dele não está completo, pois este é um projeto em andamento e irei atualizar este Instructable com frequência, mas estou começando agora, pois este projeto é meu ponto culminante na minha classe STEM do ensino médio.

Suprimentos

Os materiais para este projeto podem ser facilmente adquiridos em varejistas online e grandes lojas de ferragens. Dito isso, não irei fornecer uma lista completa de componentes de pvc ou dimensões de pvc, pois este simulador foi construído com um estilo de carro específico em mente e também foi construído com restrições de tamanho para caber na sala em que escolhi colocá-lo. Há muitas coisas diferentes a se levar em consideração ao projetar o quadro, como o estilo do carro (GT Car, Drift Car, Time Attack, Fórmula 1 e outras classes Open Cockpit …). Para Meu projeto, escolhi emular a posição e o layout de um driver de drift / Time Attack. Agora em Materiais.

Materiais necessários:

Aprox. 40 pés de 1,5 pol. Pvc

Aprox. 12 cotovelos de pvc de 1,5 pol. 90 graus

Aprox. 25 acessórios T de PVC de 1,5 pol.

3/4 Folha de MDF

Pacote de 100 parafusos de chapa metálica # 10 com 1 polegada de comprimento

Pacote de 100 parafusos para madeira # 10 de 1,5 pol. De comprimento

75 pés de fio de núcleo sólido 20awg

Arduino Leonardo (1)

Potenciômetro de 10k Ohm (3)

Codificador Rotativo AMT103 (1)

Controlador de motor BTS7960 43a (1)

Fonte de alimentação 12v 30a (1)

Chaves de limite padrão (7)

Motor CIM VEX Robotics 2,5 pol.

VEX Robotics CIMple Gearbox 4,61: 1

Hub com chave de 1/2 pol. Da andymark.com (Produto # am-0077a) (1)

Impressora 3D e Filamento (ABS e TPU)

conectores xt60 e xt90

Tubulação termorretrátil

Volante com padrão de montagem 6x70mm

Liberação rápida do volante opcional

Assento de balde e controles deslizantes

Arnês opcionais de 4pt

Etapa 1: construção da estrutura

As dimensões da estrutura são muito fluidas e dependem de alguns fatores diferentes. Coisas a se levar em consideração são o assento que você escolhe para construir a estrutura principal, o tamanho do usuário para determinar a distância do pedal, onde o sim vai ser colocado, já que depois de montado não é fácil de mover, e de claro que o estilo de carro e sensação que você está procurando. Depois de resolver todos esses detalhes, o processo de construção é muito semelhante em diferentes Sims. Comece construindo o retângulo que abrigará o assento. Observe que o volante está montado na frente do retângulo do assento e também certifique-se de que haja espaço suficiente para o assento deslizar em toda a sua amplitude de movimento para garantir o ajuste. Em seguida, corte um retângulo de MDF de 3/4 pol., Tão largo quanto o retângulo do assento de PVC e tão longo quanto os orifícios de montagem dos controles deslizantes do assento. A partir daí, você pode aparafusar o assento e começar a medir a altura que o volante precisa estar, bem como o comprimento que o quadro do pedal deve ter. O uso de uma construção triangular para conectar a extremidade do pedaleira ao topo da montagem do volante ajuda muito a enrijecer o quadro. Se você optar por instalar arneses, pode simplesmente montar os parafusos das extremidades do arnês nos trilhos do assento por meio dos orifícios dos parafusos. Embora isso não seja seguro em um carro real, é mais do que rigidez suficiente para um simulador. As fotos acima podem ajudá-lo a compreender o design da moldura e a planejá-la. Não entrei na construção com nenhuma dimensão difícil, pois as coisas começam a mudar quando você se senta no assento e tenta torná-lo confortável e utilizável. Após a montagem da estrutura, certifique-se de que todas as juntas estão seguras dando uma olhada em cada ferragem com um martelo de borracha. Em seguida, você pode fazer orifícios piloto em cada junta de PVC e instalar um parafuso de chapa de metal nº 10 para manter o PVC unido. Para a maioria das juntas, um parafuso é suficiente, embora na montagem do volante vertical você possa precisar instalar mais. Depois que o quadro estiver montado, você pode começar a instalação dos componentes eletrônicos.

Etapa 2: Eletrônica

A instalação do codificador é muito simples, pois o orifício do codificador é de 1/2 pol. E se encaixa perfeitamente no eixo da caixa de engrenagens. O codificador com interface com o arduino Leonardo para informar ao computador para onde está voltado o volante. Em seguida, siga o diagrama de fiação para fazer todas as conexões necessárias. Você pode soldar diretamente no arduino ou usar os conectores de pinos. Eu escolhi soldar para ter certeza de que nenhuma conexão seja desfeita acidentalmente. Em seguida, você precisa escolher um gabinete para sua fonte de alimentação, controlador de motor e arduino. Optei por usar uma lata de munição, pois são baratas, fáceis de encontrar e muito duráveis. Fiz furos na lateral e instalei anéis isolantes de borracha para proteger os cabos de arestas vivas. Em seguida, executei todas as conexões do arduino e do anel isolante com manga de cabo de náilon trançado. Também instalei os conectores xt60 e xt90 cerca de 6 pol. Após o anel isolante para facilitar a substituição e atualizações futuras. Depois de fazer toda a fiação, você pode montar seu motor de feedback de força no suporte do volante. Para conectar o volante ao cubo do motor, você precisará imprimir em 3D um adaptador. O arquivo Solidworks para a lata do adaptador está vinculado. O shifter não era meu projeto, depois de várias tentativas fracassadas, optei por usar um projeto popular no Thingiverse. Ele pode ser encontrado com uma pesquisa rápida e tem toda a documentação necessária para montar, então não vou me preocupar em percorrê-lo aqui. Para montar o shifter, você precisará dos arquivos Shifter Mount e Shifter Strap. A montagem deve ser impressa em ABS, enquanto a tira deve ser impressa em TPU flexível. Esta montagem permite que você ajuste rapidamente o shifter e até mesmo troque de lado para carros LHD e RHD. A partir de agora, concluí até este ponto. Os próximos passos são a montagem do pedaleira e da caixa. Isso acontecerá em breve, e o instrutível será atualizado para refletir meu progresso. Existem ótimos exemplos de pedais de simulação DIY no YouTube, que podem ser adaptados para funcionar com este projeto facilmente, mas decidi construir o conjunto do pedal inteiramente em alumínio para aumentar o aspecto de realismo.

Etapa 3: Próximas etapas

Depois de concluir a montagem do pedal, a fiação pode ser finalizada e, em seguida, o simulador está pronto para uso. Lembre-se de que este simulador não foi projetado para ser usado com uma configuração de monitor, portanto, não há acomodações para a montagem de telas. Escolhi esse caminho porque um bom conjunto de googles de realidade virtual é muito mais barato do que a configuração tradicional de monitor triplo, e acredito que o realismo de poder olhar o interior de um carro em jogos como Assetto Corsa ou Project Cars 2 traz um toda uma nova dimensão para a experiência do simulador.