Цифровой Штурвал (Джойстик)

[Gandrusik]

Будучи большим фанатом авиации времен 2-ой мировой, я задумал построить себе джойстик-штурвал под GamePort, но не аналоговый каких большинство, а цифровой. За основу решил взять конструкцию обычной шариковой мышки: две оси, Х и Y.

Идея была разработать конструкцию с "нуля". Т.е. построить сразу то, что необходимо, нежели что-то приспосабливать. От мышки беру только механическую часть: крыльчатку с открытой оптопарой, и далее преобразую цифровой сигнал в аналоговый. Решил собирать на отечественных микросхемах: И, ИЛИ-НЕ, 2И-НЕ, триггеры, счетчики и т.д.

Сначала пытался, как учили в техникуме, описать это "дело" функцией. Но сразу оказался в тупике - видимо сказывается НЕ математический склад ума. Поэтому решил, действовать проверенным способом - обложившись справочниками по микросхемам, стал потихоньку выстраивать схему. С момента зарождения самой идеи, до момента, когда это уже вылилось в схему на бумаге, прошло примерно 1,5-2 недели. Все это время домысливал, перерисовывал. Конечно, владей я булевой алгеброй - справился бы за час. Увы...

Когда нарисовал схему - понял (с ужасом), что разработанная мною схема представляет собою только канал одной оси - Х. А если осей две (Х и Y) - то и количество микросхем увеличивается почти вдвое!!! А это означает, что их будет почти 16 штук! Короче схема получилась сложная и громоздкая, а ведь еще хотелось педали и РУД... А это еще 16 микросхем - итого 32! Этот вариант я отбросил в сторону.

Следующей идеей было взять рабочую мышку, и преобразовать ее сигнал посредством ещё одного контроллера, в аналоговый - под GamePort. Со временем и этот вариант отпал, т.к. никакой информации о выходных сигналах "мышиных плат" я не нашел.

Затем я задумался - а может сразу собрать на микроконтроллере то, что мне нужно? Камнем преткновения стало написание программы, а точнее разработка алгоритма который умел бы различать, в какую сторону вращается крыльчатка. (сам я больше электронщик, чем программист)

Итак вопросы:

1) Обработка направления вращения осей мыши происходит в контроллере мыши или в драйвере мыши (ОС)?

2) Искал исходный код драйверов мыши... Что-то нашел, но как я уже писал, плохое знание программирования и английского не способствует пониманию. Кто может подсказать сам алгоритм вычисления направления вращения осей мыши?

3) Товарищ SVN советовал посмотреть на микросхемы (микропроцессоры) от современных цифровых регуляторов громкости/баланса. Использовать подобную м/с было бы удобно, если конечно она поддерживает градацию сигнала хотя бы до 16-20 единиц. Кто-нибудь может назвать хоть одну м/с данного семейства? (для гугла)

Ниже выкладываю схему которую я наваял (черновая). Сиреневым цветом выделен - генератор тактовых импульсов. Красным и голубым каналы осей Х и У. Ну, а оранжевый - блок питания. Кнопка SB1 служит для установки координат джойстика "по нолям".

Изменено 20 марта, 2010 пользователем Gandrusik

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[MPR]

Замечательный пример удаления аппендикса через всем известное место.

вопрос номер раз, зачем все это если есть mjoy8 и mjoy16?

вопрос два, вам как фанату ил-2 думаю понятно что точность даже самого гейм порта мягко скажем маловата, а уж точность устройства которое вы будете к нему подключать вообще никакая.

Главная проблема джойстиков с подобным датчиком это сам алгоритм работы, и тут нас ждет полный аблом-с.

Дело в том что мышку сделать на квадратурном энкодере - как два пальца об асфальт, а вот с дойстиком ахтунг (.

Причина банальна, обработка значений должна быть 100% реалтаймовая, а компютер у нас и операционка нифига не реалтайм.

В результате любой квадратурный энкодер "теряет" импульсы, для мышки это не критично, а вот для джойстика очень даже.

Поэтому полноценных джоев построенных по данной схеме всего два знаю и к ним есть ряд вопросов.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Gandrusik]

MPR - никогда ранее не слышал про mjoy8 и mjoy16, пришлось взглянуть. Так они же построены на АЦП - используют "аналоговые" оси, а я всё это затеял ради получения "цифровых". А, в остальном конечно, возможности mjoy16 впечатляют.

Раз уж зашел разговор за точность GamePort, то хотелось бы знать его возможности (степень градации сигнала). Мне вполне достаточно восприимчивость от 0 до 16 (от -8 ед. => 0 => до +8 ед.) на каждую ось. Хотя думаю достаточно будет и от 0 до 10 единиц.

Что касается времени обработки значений, то я не думаю что, запаздывание будет больше, чем в несколько милисекунд. Да и вообще... Вы кажется меня не-до-поняли. Я не собираюсь заниматься еще и написанием драйверов. Нет, по моей задумке, обработка данных от осей должна производиться аппаратно, в контроллере джойстика, с последующим преобразованием в аналоговый сигнал через делитель (как у меня в схеме, на м/с К155ИД3). Таким образом, в контроллер хотелось бы залить:

- модуль распознавания направления вращения осей Х и У;

- счетчик на каждую ось (угол наклона рукоятки);

- преобразователь сигнала в код 1 2 4 8 (тоже на каждую ось) - видимо придется использовать динамический режим.

Мне немного повезло, попался кусок лицевой панели от какого-то музцентра, с платой как раз на микропроцессоре в качестве регулятора громкости. Пока буду прорабатывать этот вариант.

Изменено 23 марта, 2010 пользователем Gandrusik

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[wowa]

Если есть желание всёже собрать Вашу схему - хотите вам "сэкономлю" 4 штуки ИД3 ??? Поставте вместо них R2R лесницу из резисторов... В остальном MPR прав.

[MPR]

к сожалению проза жизни такова, что ваши цифровые оси будут хуже аналоговых. Это я говорю не потому что бы пальцы загнуть, какой я дескать умный, а потому что разбирался в свое время с аналогичной задачей (на тему трекера на акселерометрах) дабы не корячится с программингом, набрасывал схему хардверного пересчета ускорения в перемещение и как раз использовал мышку с ее энкодрами). Так что предлагаю просто вникнуть еще раз и детально "ковырнуть" все что касается гейм порта, квадратурных энкодеров на примере реализации тех же мышек, а так же критически оценить недостатки выбранной схемы ЦАП, это можно применять где угодно только не в устройствах управления.

Запаздывание можете не брать в расчет, тут без этого проблем вал.

Я что то не пойму вы в каких единицах точность меряете? Что за единицы? Разрядность ЦАП?

По опыту, (не первый год занимаюсь изготовлением контроллеров джойстиков по мелким заказам) мы начинаем рассуждать о нормальном джойстике начиная где то 10 разрядов на весь диапазон, итого мы имеем 1024 отсчета по 512 в каждую сторону от центра. Гейм порт хоть и физически не имеет постоянной разрядности, но вот ввиду особенности реализации более 100-200 в каждую сторону дать не в состоянии, большие шумы как результат убогой реализации измерения напряжения.

У вас выходит как в анекдоте, дверь крепкая, только вот петли хлипкие.

Если так интересны именно энкодеры, соберите Mjoy16. Там 2 оси (как минимум) как раз на квадратурных энкодерах.

Когда вы почувствуете один нюанс связанный с постоянной потерей центровки, вы сами перейдете к обычным осям контроллера. Так что я вас убеждать тут не буду, только время тратить.

[Gandrusik]

MPR ваш последний пост меня убедил. А тут еще и Wowa подтверждает ваши слова...

Признаю свою ошибку - не сразу понял, что такое квадратурный энкодер. В случае с Mjoy - я принял их за потенциометры. Мануал-то написан к ним на английском.

Что же, как человек связанный с изготовлением джойстиков, ответьте на вопрос: насколько долговечен этот квадратурный энкодер, хотя бы в сравнении с обычным потенциометром?

Wowa, R2R отличная сборка!

[artyr iosifov]

А я хочу собрать руль и педали на основе клавиатуры. Система работает так: есть три генератора(вправо, влево, вперед и тормоз. Назад нету). При повороте руля, например, замыкается нужный контакт и сигнал с генератора подается на реле из геркона, которое в свою очередь управляет цепью нужной кнопки на клавиатуре. Чем больше угол поворота-тем больше частота(хотя с длительностью походу будет лучше). С педалями что-то аналогичное. Если когото торкнула эта идея с радостью пообщаюсь по этой теме.

[o_l_e_g]

Ребята, извините, но образно говоря, в ракетно-космический век Вы пытаетесь строить аэроплан из фанеры!

Посмотрите хотя бы это, ИМХО

[MPR]

насколько долговечен этот квадратурный энкодер, хотя бы в сравнении с обычным потенциометром?

Wowa, R2R отличная сборка!

Механические, ну те что на мышках стоят (колесо) то раз в 100 уделывают резисторы по долговечности. Оптопары вообще вечные

[Goodefine]

...Если так интересны именно энкодеры, соберите Mjoy16. Там 2 оси (как минимум) как раз на квадратурных энкодерах.

Когда вы почувствуете один нюанс связанный с постоянной потерей центровки, вы сами перейдете к обычным осям контроллера...

Исходники Mjoy вроде как на асме... В то же время существует xxxxx-usb, исходники которого (написаны на Си - драйвер от obdev) в первой реинкарнации реализуют шести осевой джойстик с четырьмя кнопками. Прошиваем один раз бут, затем процесс перепрошивки идет легко и непринужденно через тот же USB. Поигрался на днях - с пол пинка все работает (пришлось только ноги переопределить под себя), исходники довольно прозрачные... Посему посетила мысль - избавится от аналогового потенциометра - плохая точность, механические люфты и т.д. Вижу два пути: оба с использованием энкодера. В первом случае цепляем прямо к основному контроллеру. В этом случае пока неясно, удастся ли реализовать обработку энкодера без пропусков - МК будет отвлекаться на USB транзакции... Второй путь - ставим дополнительный мелкий контроллер, который и будет заниматься только энкодером, а на выходе будет напряжение, формируемое ШИМом, величина которого пропорциональна углу поворота. Несмотря на некоторую избыточность такого решения, плюсы явно присутствуют - получается универсальная замена для аналоговых узлов... У кого какие мнения?..

Изменено 22 июля, 2010 пользователем Goodefine