Были использованы:
педали от руля Thrustmaster Force Feedback Racing Wheel.
джойстик Logitech Wingman Extreme Didital 3D
Каждый вирпил, не имеющий педалей, мечтает их получить, и каждый вирпил, имеющий педали... обязан немедленно сообщить всем, где и как ему повезло их приобрести. Дело в том, что задача эта не из легких. Даже в таком крупном губернском городе, как Санкт-Петербург, обзвонив несколько десятков фирм, торгующих колониальными товарами, мне не удалось найти педалей для авиасимуляторов. Кастрюли продаются с крышками, авто-рули почти все с педалями, а вот что касается джойстиков, даже дорогущий Kогуар оказался лишен этой детали реквизита . Короче, батарейки в комплект не входят.
Если серьезно, во время своих телефонных поисков я проводил краткий опрос питерских купцов и, честно говоря, был очень удивлен их суммарным мнением - невыгодно. Спрос небольшой, цена высокая. Остаются всякие суррогаты типа поворотных ручек, качающихся пимпочек и т.д. Но летать на таком, то же самое, что есть рис палочками - решение для бедных. Впрочем, как гласит народная китайская мудрость, из каждого положения есть 33 выхода.
В нашем случае, педали можно сделать самому, купить в западных Интернет-магазинах и попытаться использовать педали от авто-рулей. Вариант с самоделками, в силу врожденного отвращения к физическому труду, я отмел сразу. Покупка через Инет обошлась бы порядка $150 без стоимости доставки, что немного давило на жабу, тем более брать кота в мешке, точнее, по фотографии, мне не хотелось. В то же время, сыну ко дню рожденья был куплен руль от Thrustmaster, имеющий в комплекте блок с двумя педалями - газа и тормоза. Грех было этим не воспользоваться. Так что, рожайте мальчиков, господа - куклу Барби к джойстику не прикрутишь!
Для таких же лентяев, как я - вся работа занимает не более часа, требуется паяльник, кусочек макетной платы 5*3 см., радиоэлементы, указанные ниже, тонкий монтажный провод, тестер и детали от ненужного пылесоса. Если нет макетки, можно заменить кусочком жесткого картона, насчет пылесоса - шутка.
схема платы сопряжения и ее коммутации в джойстике
рисунок вилки блока педалей
Таблица напряжений в контрольных точках
| режим | контакт 3, Вольт | контакт 4, Вольт | выход D4, Вольт |
| педали не подключены | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| педали не нажаты | 1.4 | 1.4 | 1,0 |
| нажата левая (тормоз) | 1,4 | 0,65 | 0.26 |
| нажата правая (газ) | 0,65 | 1,4 | 1.78 |
Рассмотрим устройство руддера в используемом джойстике. Во вращающейся рукоятке находится переменный 3-х выводный резистор, причем шток резистора закреплен неподвижно , а корпус вращается вместе с ручкой. Когда ручка джойстика отпущена, ползунок резистора занимает центральное положение. На крайние выводы резистора подаются напряжения 0,2 В и 1,8 В, со среднего вывода - ползунка снимается напряжение, пропорциональное углу поворота ручки. Это напряжение оцифровывается 8-разрядным аналого-цифровым преобразователем контроллера джойстика, как-то там этим контроллером обрабатывается и по USB передается в компьютер.
Педали, в отличии от джойстика, имеют два независимых переменных резистора, как показано на схеме. Таким образом, задача заключается в том, чтобы из двух педальных резисторов имитировать один. При отпущенных педалях ползунок этого "виртуального " переменного резистора должен находится в центральном положении, при нажатии педали "тормоз" смещаться к минусу, при нажатии педали "газ" - к плюсу. Если две педали нажаты одновременно (на самолете так не сделаешь) ползунок должен оставаться в центральном положении. Как уже догадались истинные любители электричества, эта задача легко решается с использованием дифференциального усилителя (ДУ).
ДУ состоит из операционного усилителя (ОУ), обозначенного на схеме D4, и четырех резисторов R9-R12. Коэффициент усиления ДУ составляет единицу и определяется отношением R10=R9=R12=R11. При соблюдении этого отношения сопротивления этих резисторов могут быть от единиц килоом до нескольких мегаом. Желательно при помощи цифрового мультиметра подобрать резисторы так, чтобы это равенство выдерживалось наиболее точно. Для повышения входного сопротивления ДУ его входы подключены через повторители на D2, D3.
ОУ D1 вместе с делителем на резисторах R7,R8 формирует "виртуальную землю". Напряжение на выходе этого ОУ равно напряжению на ползунке "родного" резистора руддера при отпущенной ручке. Сопротивления R3,R4 нужны для увеличения сопротивления педалей 75 кОм до сопротивления "родного" резистора, которое равно 100 кОм. В принципе, все будет работать и без них, но динамический диапазон будет использован не полностью. Возможно, при использовании педалей с другим сопротивлением или другого джойстика потребуется подбор этих резисторов, методика будет указана ниже.
Резисторы R5,R6 служат для того, чтобы при отключенных педалях входы ОУ не висели в воздухе, иначе выходное напряжение D4 будет иметь непредсказуемое значение и может выйти за рабочий диапазон АЦП.
Питание на ОУ подается с платы контроллера. Для нашего варианта с USB это будет +5В. На плате контроллера находится единственный электролитический конденсатор, фильтрующий питание, у меня он был 4,7 мкФ х 50В. Проще всего подпаяться к его ногам. На вашу плату тоже неплохо поставить по питанию электролит 5-10 мкФ, напряжением от 10 В и более.
У меня под рукой были сдвоенные 5-вольтовые "Rail-to-Rail" ОУ с высокоомным входом AD8532. Но использовать именно их абсолютно необязательно. Важно, чтобы выбранные ОУ или готовый ДУ могли работать от 5 вольт, это питающее напряжение с шины USB. Также они должны работать с низким входным напряжением как по входу, так и по выходу. В англоязычной документации это называют "Rail-to-Rail". Необходимо, чтобы ОУ или ДУ имели большое входное сопротивление, как минимум на 2 порядка выше сопротивления педалей, которое составляет 150кОм. Не используйте высокоскоростные усилители, у них больше вероятность возбуждения, а скорость нам не нужна. И конечно, проще и дешевле использовать счетверенные ОУ в одном корпусе.
Я намеренно не указываю маркировку ног ОУ или ДУ, так как неизвестно, какую серию вы будете использовать. Цоколевку легко найти на сайте производителя. Если неизвестен производитель ;), но знакомые сказали, что это ВЕЩЬ!!!, поможет www.google.com , достаточно набрать в строке поиска маркировку вашего чуда.
Для примера я приведу 2 таблицы с результатами поиска нужных нам ОУ от производителей Analog Devices и Maxim. Вы можете сделать то же самое на сайте любого зарубежного производителя. Хочу отметить, что я искал только среди ОУ с низковольтным питанием. В то же время многие "традиционные" ОУ могут работать от питания 5 вольт с некоторым ухудшением характеристик.
Таблица от Analog Devices здесь. Я убрал из нее лишнюю
информацию и сделал подстрочный перевод.
Таблица от Maxim здесь.
Так как разборка данной модели джойстика имеет некоторые особенности, я решил вкратце описать этот процесс. Прежде всего откалибруйте свой джойстик, в дальнейшем это пригодится.
Резистор в рукоятке необходимо удалить и сохранить. Из всех трех резисторов в вашем джойстике он обычно имеет наименьший износ и может когда-нибудь понадобиться для замены другого, начавшего "шуметь".
Схема выполнена на макетной плате, которая на 2-х резинках приклеена клеем "Момент" к металлической пластине, имеющейся внутри корпуса джойстика. Так как используемые мной педали подключаются к рулю через телефонный разьем-вилку(папу), пришлось взять старый модем и аккуратно выпаять из него розетку(маму). В принципе, в любом магазине можно купить комбинированную телефонную вилку или розетку и извлечь разьем оттуда. После чего в джойстике вырезается паз под розетку и она закрепляется на эпоксидке.
Пучком из четырех проводов, идущих от розетки к вашей плате, желательно намотать несколько витков на ферритовом кольце. В моем джойстике это штатно сделано с пучком, идущим в ручку. Данная мера давит высокочастотные помехи, причем работает реально.
Если у вас нет макетной платы, советую использовать кусок обычного жесткого картона. Отверстия под детали делаются шилом, монтаж - как обычно, проводом с обратной стороны.
Схема, собранная из исправных деталей, не требует наладки. При
использовании педалей с сопротивлениями, отличными от указанных, придется подобрать
резисторы R3, R4, так, чтобы напряжения к контрольных точках соответствовали
таблице. В идеале, калибровка джойстика по оси руддера должна остаться прежней.
Если в программе калибровки крайние положения достигаются при неполностью нажатых
педалях, надо увеличить сопротивления резисторов R3 и R4. Если при полностью
выжатых педалях крайние положения не достигаются, сопротивления R3 и R4 надо
уменьшить. Можно обойтись и без этих подгонок, просто взять и откалибровать
джойстик по новой, но при этом вы потеряете какую-то часть динамического диапазона
джойстика. А при 8-разрядном АЦП она и так невелика.
Могу с уверенностью сказать, что затраченные усилия себя оправдали. Я, честно
говоря, имел предубеждение, что авто-педали в качестве руддера - это не то,
суррогат немного лучшего качества. Ошибся, в чем радостно и признаюсь. Раньше,
до переделки, вращающаяся рукоятка руля направления больше раздражала, чем помогала.
В самый неподходящий момент, в азарте схватки, рука непроизвольно поворачивала
ее и самолет дергался и уходил в сторону. Приходилось ставить большую мертвую
зону, так что управление рулем мало чем отличалась от управления с помощью клавиш.
Выполнение большинства фигур пилотажа становится более "острым", например, сокращается радиус и время виража, боевого разворота. Некоторые маневры, например, "разворот на горке", вообще трудно представить без использования педалей, да и по аэродрому рулить с их помощью гораздо приятнее. При атаке бомбардировщика можно проводить эффективный обстрел с параллельного курса по всей длине корпуса с последующим быстрым уходом из под огня стрелков. С учетом того, что в "Забытых сражениях" боты-стрелки стали просто какие-то супер-снайперы, задача выглядит актуально.
Будут вопросы - пишите, постараюсь ответить. Написать автору
Алексей Волчанский
дата последнего изменения текста 05.10.2003
