Fes-ho tu mateix

La Cadira Flotant – Simulador Casolà 2DOF

 Notícies
  • Gameplays
  • Unboxings
  • Reviews
  • DIY
author image per Ratafia82 | 0 Comentaris | 29/09/2018

La Cadira Flotant – Un simulador casolà 2DOF

Vols sentir les carreres com si estiguessis dins el cotxe? Vols sentir que flotes per l’espai mentre comandes la teva nau?

Sent l’asfalt, els girs, les frenades i els sotracs! Sent els aterratges, els girs a l’aire o a l’espai! Crea’t el teu simulador en moviment!

Vols endinsar-te en aquest projecte? Segueix la nostra guia i construeix-te’n un!

Aquest és el meu simulador! Versió quasi final.

La cadira flotant - Versió final

Aquí teniu un vídeo del seu funcionament en una versió inicial del seient.

La cadira flotant - Versió inicial

Unes fotos de la nostra cadira flotant (Versió Final)

Simulador casolà en moviment 2DOF – La cadira flotant

Guia per a fer una cadira en moviment 2DOF

 

Bé! Comencem aquesta aventura dient que fabricar-se un mateix una cadira en moviment no és ràpid ni fàcil, però si que puc dir que aprens molt sobre diferents aspectes necessaris durant el procés de construcció (electricitat, motor, Arduino, etc). Personalment, aquest va ser un dels aspectes que em van motivar a endinsar-me en aquest viatge: Aprendre. Més tard, vaig “aprendre” que també volia finalitzar amb èxit aquesta cadira en moviment. I si vols que tot rutlli bé has de tenir molta paciència en determinats moments. Ei! Però quan aconsegueixes que es mogui per primer cop és flipant! El procés va ser llarg, però el resultat s’ho val! Quins són els ingredients que hi has de posar? Doncs, paciència, destresa, creativitat i ganes de conduir! Sobretot això, ja que si seguiu la guia podreu notar l’asfalt com si estiguéssiu conduint en un cotxe de veritat! A veure, potser m’he passat…. Però si que tindreu unes sensacions brutals i viureu els jocs de simulació des d’una altra dimensió.
Primer de tot, he de dir que no vaig fer aquesta cadira sense una guia prèvia. En realitat, vaig seguir les instruccions d’en Kaelh, i gràcies al seu blog i d’altres fòrums vaig aconseguir finalitzar aquest projecte. Aquí us deixo l’adreça del seu blog per si voleu donar una ullada:
http://simulador-kaelh.blogspot.com/2014/08/un-simulador-tu-alcance-kaelh.html
Per la meva part he de dir que no és la meva intenció fer cap plagi a ningú, simplement explicar la meva experiència de com vaig construir la meva cadira flotant i compartir amb tots els InfoJòquers aquest procés. De fet, fico la font de tots els llocs webs que he utilitzat per ajudar-me a construir la cadira flotant. Si algú als comentaris vol aportar quelcom, pot ficar també la seva font i entre tots ens ajudarem i farem d’aquesta guia un gran tutorial!
Som-hi! Per començar, necessitareu tenir eines de taller per poder acoblar, polir o tallar els diferents materials que farem servir. Jo vaig anar comprant segons anava necessitant, així vas gastant poc a poc i no notes tanta despesa.
A part d’aquest material el que necessitarem per construir la cadira flotant de l’InfoJocs és el següent:
TOTAL: 800€
Si ja tens el cockpit i el volant perquè ets un aficionat als simuladors doncs el material només surt per 330€! Un simulador que es mou per 330€!!!
Eines essencials necessàries:
  • Taula de taller
  • Suport serjant
  • Dremel o similar (tallar i polir metalls i fusta)
  • Trepadora
  • Broques decents (Fusta i metall)
  • Mascles de rosca per fer forats roscats.
  • Serra per a metalls
  • Serra per a fusta
  • Llimes
  • Serjant
El primer que podem fer es la estructura on anirà muntat el seient. Es tracta de muntar dues planxes de fusta on entremig hi haurà la molla industrial. El meu seient cockpit que tenia prèviament i que vaig aprofitar per la cadira flotant tenia unes mides de 48×43 de base, per tant les fustes les vaig tallar amb aquestes mides: 100×44 i 110×82.
Recomanació: si teniu clar les mides és millor que us les tallin al centre comercial al que aneu, tipus Aki o Leroy Merlin, que normalment tenen un servei gratuït de tall. Sinó podeu comprar una talladora o serra elèctrica la qual us pot fer un bon servei. Per últim ens queda la serra de tota la vida. Jo ho vaig fer així. Que passa? Volia fer múscul! ;D. Ara de debò, va ser dur, però si es trenca la serra elèctrica, doncs mira…. Amb una serra de fusta vas fent.
A la fusta que anirà a la part de baix podeu enganxar-li unes fustes a la part de sota (que contactarà amb el terra) amb cola per a fusta, i hem de deixar un lloc per fer els forats on anirà enganxada la molla. Perquè ens serveix això? Doncs perquè els cargols que enganxin la molla no contactin amb el terra.
Comentari: Aquestes fustes han de ser grans per donar estabilitat a la cadira flotant,  ja que sinó, pot ser si que volaràs! Feu-me cas, inicialment vaig ficar unes rodes per poder moure la cadira per l’habitació i va ser un error garrafal. La planxa de fusta es va doblegar pel pes que suportava on estava situada la molla i la cadira ballava i els moviments bruscs dels motors feien que les rodes s’aixequessin de terra i donessin cops, desestabilitzant tota l’estructura. Per tant, la fusta de baix que estigui ben recolzada al terra i ben estable, sinó volarem de veritat.
D’acord! Passem al següent pas: La Molla! Hem de trobar la manera de ficar-hi alguna molla entre les dues fustes per a deixar fer aquest moviment lliure per al seient. Hi ha diversos artefactes per instal·lar-hi, com per exemple un eix Cardan o silentblock, però jo personalment vaig veure més factible ficar-hi una molla industrial (és un silentblock més molla). Aquesta molla la podeu trobar aquí: http://www.mixflow.es/.
Tot i això, si creieu que teniu una alternativa millor, mes assequible o més adquirible, doncs vosaltres mateixos. Creativitat al poder!
Següent! Hem de fer els forats per enganxar el seient i per enganxar la molla a les fustes. Us deixo un esquema. 20cm de darrere i 22cm dels costats, la de baix a 4cm més. Si ja heu pogut comprar la molla, podeu acoblar-la a les fustes fent servir cargols de 4cm i rosques del 10 i volanderes trencades i normals. Colleu-ho bé! Que quedi tot ben collat.
Hauria de quedar una cosa així:
De moment no munteu el seient a sobre ja que hem de preparar la part dels motors a baix i pesaria massa, tot i així, si voleu comprovar que la molla i les fustes aguanten el pes, no està de més fer-ho. Després torneu a desmuntar el seient de la fusta.
Video
Sembla que això agafa forma no? D’acord, passem a una altra secció important, la part mecànica: motors i “manovelles”. Aquest jo crec que es el pas en que em vaig passar més temps treballant-hi, ja que vaig provar diferents combinacions d’enganxaments o acoblaments i realment no tenia prou força per aguantar el gir del motor ni per aguantar el pes de la cadira. També s’ha de dir que no soc ferrer i tampoc tenia les eines adequades per fer un bon acoblament ben fort i soldat a l’eix del motor. Així que vaig tenir que enginyar-me-les per trobar la manera, amb les eines que eren a l’abast de la botiga més propera.
Primer us indico aquí els motors que vaig fer servir i on els vaig comprar, són aquests:
  • Nidec Valeo Getriebe-motor 404.885, 24V DC, 54 W, 52 U/min (comprats a ebay a ksteamindustrieserviceug, Alemanya) 60€ els dos
S’ha de dir dels motors que han de tenir prou força per aixecar el seient i per tant haurien de ser motors de camió (de 24V si pot ser), ja que aquests normalment tenen unes N més altes i poden donar més força sense que s’escalfin en excés o es cremin. Si en trobeu que tenen menys força podeu provar si aguanten bé el moviment i el pes, però en el procés que us explicaré més endavant faig un enganxament dels eixos molt fort i quasi irreversible amb les manovelles i per tant ens hauríem d’assegurar abans de fer-ho que els motors faran bé el seu treball, sinó, temps malgastat. Per tant, si voleu assegurar el tir, compreu uns semblants sempre fixant-vos en la força que poden donar (N) i els watts (W). No soc molt entès amb electricitat, però entenc que amb més watts més potència. Si hi ha algun InfoJòquer entès i vol aclarir aquest punt, pot deixar un comentari i amb molt de gust ho discutirem. També he de dir que l’eix d’aquest motor que us indico no és lliç, te com unes dents que m’han ajudat a que s’enganxi millor a l’acoblament. Fixeu-vos també en aquest punt; potser teniu alguna idea nova per collar els acoblaments i us interessa comprar un motor amb un altre tipus d’eix, vosaltres mateixos. Sinó seguiu la guia.  
Anem al tema. Per tal d’acoblar l’eix a les manovelles vaig anar pensant com ho podia aconseguir sense tenir que fer soldadures i que quedes prou fort per moure el seient. Ja que no tinc ni les eines ni els coneixements de ferrer, vaig provar diferents mecanismes que NO em van servir ja que eren molt dèbils i poc durables:
  • Acoblaments flexibles enganxats a l’eix i a una barra roscada, i una planxa metàl·lica que enganxa amb la biela.
  • Acoblaments no flexibles (més forts que els flexibles) enganxats a l’eix amb un cargol que passa per l’acoblament i travessa l’eix i per l’altra banda enganxat a una barra roscada també travessada per un cargol.
Aquests mètodes van ser estèrils ja que no tenien prou força per aguantar el moviment de l’eix del motor. Quin era el problema? No era tota una peça des de l’eix fins a la manovella. Per tant, tots aquests allargadors que estaven connectats anaven fent joc i tot s’anava donant amb els moviments. Ràpidament vaig comprovar que amb el pes de la cadira i jo a sobre, això no tindria futur. Per tant, la solució venia amb una bona soldadura i fer que  l’eix s’allargués ben fort i sense acoblaments cargolats. Ja que no posseïa les eines ni els coneixements per fer una soldadura, vaig pensar en una soldadura freda. Fins aquí bé. Però havia de trobar algun ferro o acer prou fort per aguantar aquesta força que donava l’eix del motor i si pogués ser que fos una peça sencera, sense acoblaments innecessaris. Pensant-hi, vaig trobar la solució: Una clau en L!
La clau en L em permetia diferents coses:
1. Enganxar-la a l’eix del motor per la part curta de la L que te forma hexagonal (Anirà enganxat a la part hexagonal d’un allargador de rosca que estarà ben fixada a l’eix del motor, mireu imatge). Aquest acoblament ens donarà molta força sense que la barra que ha d’anar des de l’eix fins al sensor es vagi desacoblant.
2. Te un forat al extrem on comença la forma de L, el que em permet passar-hi una barra roscada de ferro fins a l’eix, la qual extendrá el gir del motor al sensor.
3. Al ser en L la part llarga de la L ja em permet enganxar-la a la biela que anirà a la fusta. Te una mida ideal i amb tan sols una peça tan senzilla i barata tinc el mecanisme muntat.
4. El material ens permet que la puguem tallar fàcilment (amb una serra normal de metall es pot), i fer la mida que ens interessi.
Bé, amb la peça d’interès comprada vam fer el següent mecanisme:

Abans de començar a treballar amb l’eix podem collar el motor a una esquadra metàl·lica com aquesta de 9×10.5 cm:


Podem fer un forat del 10 o 12 més o menys al mig de la peça per que hi passi l’eix del motor (Vigileu que l’eix no fregui amb el metall). Farem els forats per enganxar el motor a la peça. Al menys has d’enganxar 2 dels 3 forats del motor amb la peça metàl·lica; Fiqueu-hi volanderes trencades que faran més força. Així quedaria:
Deixeu que el motor toqui a terra i així estarà ben recolzat, ens ajudarà a que tingui tot més estabilitat.
Seguim amb l’eix, que com ja heu pogut veure a l’anterior imatge vaig fer un forat enroscat del 5 i hi vaig enganxar un allargador de rosca del 10 (Això dependrà del diàmetre de l’eix que tingueu). Aquest allargador li vaig fer un forat enroscat (broca mascle del 4) per que pogués passar el cargol de 5 i enganxar l’eix amb l’allargador. Penseu que heu de deixar la meitat d’allargador per enroscar una barra enroscada, per tant, heu de calcular els mm que heu deixar perquè l’eix quedi al mig. Exemple: si l’allargador fa 4 cm de llarg, heu de deixar 2 cm per l’eix, per tant, el forat el podeu fer a la meitat d’aquests 2 cm, es a dir, a 1 cm des de l’extrem de l’allargador. A l’eix també farem aquest forat, per tant, a 1 cm del seu extrem.
I em direu, perquè faig el forat roscat? Doncs perquè amb les vibracions aquest forat es va donant (això ho vaig comprovar amb els primers dissenys amb allargadors on només i havia forat i el cargol que travessava feia molt joc, fent inviable un gir estable d’aquest eix i de les peces que hi van acoblades) i si tenim un cargol que passa enroscant ambdues peces quedarà molt fort i reduirem molt que es pugui fer joc entre el cargol i les peces. Mireu les imatges anterior.
D’acord, ara intentem introduir la clau L del 13 en el allargador de rosca de 10, però veiem que no cap per tant haurem de polir fins la meitat de l’allargador amb una Dremel per exemple, cada cantó de l’allargador. Anirem provant fins que encaixi bé. Millor que costi una mica entrar perquè així reduirem el seu joc.
Quan ho tinguem podem provar si la barra roscada passa pel forat de la clau L i la podem enroscar a l’allargador. Si no es així, segurament et passarà, hauràs de fer gran el forat de la clau L amb una trepadora (millor si es un torn), ho pots enganxar en un a la taula de treball perquè costarà fer el forat i ha d’estar estable. Aconsello anar pujant gradualment de broca, per tal de que costi menys fer el forat i puguis anar provant fins que entri bé la barra roscada. Ha de quedar ajustada, no molt folgada. Això si, assegurat de que surt ben recte des de l’eix perquè aquesta barra roscada servirà per donar informació al sensor de gir i per tant el centre del gir ha d’estar el més centrat i estable possible.

Si veieu que tot encaixa i la barra roscada queda ben recta amb l’eix poden ficar passar un cargol per la barra roscada per deixar-ho ben collat. Ja tenim les tres peces acoblades a l’eix. Seguim. Ara ficarem una planxa metàl·lica semblant a aquesta: a =10cm, b =4cm
Ens servirà per enganxar la biela i subjectar la clau L amb la barra roscada. Tot això reforçarà el mecanisme. Si la planxa metàl·lica te forats als extrems com aquestes, aquests forats més grans son els que haurien de passar la barra roscada que ve de l’eix del motor i per l’altra banda el cargol que anirà a la biela; per tant han de ser d’una mida igual al diàmetre de la barra i del cargol, així no ballarà tant. Si son més grans millor comprar una planxa sense aquests forats tan grans i fer-los amb la trepadora o torn. Amb la distancia d’aquesta planxa (a) sabrem fins on hem de tallar la clau L. L’hem de tallar més o menys per la meitat uns 8 cm des de la base.

La part més extrema de la clau és per on l’enganxarem a la planxa, i ho farem amb un subjecta-cables d’acer: https://www.aki.es/productos/ferreteria/cuerdas-cadenas-y-cintas/cables-y-alambres-de-acero/sujetacable-de-acero.html
Mireu bé la mida del forat. Ha de caber la clau L. Jo vaig agafar la de 12 mm.
Ara hem de fer 4 forats a la planxa metàl·lica, depenent del subjecta-cables que hagueu comprat. En el meu cas va ser així, amb forats del 10 al extrem i forats del 8 pel subjecta-cables:
NOTA: de vegades podràs aprofitar els forats de la planxa, d’altres és millor fer-los de nou. Pensa tu mateix quina és la millor opció en cada cas.
Finalment vaig tallar les cantonades d’aquesta planxa per tal de que no toqués amb les fustes quan gires amb el motor:

Amb tot això ja tindríem fet el més difícil! Ara només queda fer les bieles que permetran un moviment vertical del seient.Finalment, fiquem un cargol per la barra roscada per a collar bé la planxa i que quedi ben subjecta. Colleu bé, el més fort possible els dos cargols de la barra roscada que van tocant a la planxa metàl·lica. També podeu tallar la barra roscada deixant uns 3-4 cm després de l’últim cargol.
Això ho farem amb una barra roscada del 12 i 4 ròtules amb base enroscada del 12, es clar.
El model és aquest i el podeu trobar aquí: http://www.wdsltd.co.uk/product/3812/swivel-eye-rose-joint-rod-ends-steel-zinc-plated-din648-wds-552/ . Les mesures van amb cm i fixeu-vos bé que ha de ser “Right Hand”.
Tallarem 2 barres roscades del 12 de x 5,8-6cm per cada biela. Enrosquem una ròtula a cada extrem de la barra roscada fins el màxim.
Ja només faltarà ficar un cargol i volanderes del 10 (ben grosses, 3cm de diametre) entre la biela i la planxa metàl·lica. Hauria de quedar una cosa així:
Esquema:
Cargol del 10 –> Volandera trencada 10 –> Volandera 10 –> Planxa metàl·lica –> Volandera 10 –> Rosca del 10 –> Volandera gran del 10 –> Ròtula del 12 –> Volandera del 10 gran –> Rosca del 10.
Quan ho tingueu tot ben muntat, ja podeu fer la soldadura. Si sabeu soldar doncs això que guanyareu, però per aquells que no en sabem, podeu fer una soldadura freda. Aquest material ens permet soldar fins i tot el que esta enroscat. Per tant ho desmuntem tot i anem muntant per parts i afegint aquesta pasta de soldar a tots els cargols i rosques que anem ficant. Si vols pots acabar de escampar la pasta pels voltants per que faci més força. Quan tinguem tot ho deixem assecar 24-48hores. A mi em va quedar així:
Com veieu en aquesta foto ja tinc ficat el sistema per a la detecció de la rotació de l’eix, però d’això ja en parlarem després. Ara fixeu-vos com a quedat la pasta per fer la soldadura freda, L’he ficat per tots els cargols i juntes possibles, també entre el subjecta-cables i la clau L. Ha quedat fortíssim!
Ja tindríem la part mecànica dels motors feta! Enhorabona!!
Anem a la part elèctrica. Si heu comprat uns bons motors que tinguin força, necessitareu unes bones fonts d’alimentació per poder arribar bé de potència quan els motors ho reclamin. Jo inicialment vaig agafar unes fonts antigues que tenia per casa d’antics ordinadors i vaig concloure que no tenien prou potència ja que quan el sistema demanava un pic gran, les fonts o una d’elles s’apagava. I al fer el canvi amb les que vaig comprar finalment, ho vaig notar clarament, no tenien potència. Les que vaig comprar finalment son aquestes:

HP DPS-600PB B ESP135 für DL380 G4 DL385 G1 HP P/N: 321632-001 321632-501

Aquestes fonts són de 575W i 47A  per la sortida de 12V. El que volem fer es connectar-les en sèrie i aconseguir una sortida de 24V a 47A i 1150W.
Per aconseguir això el que hem de fer és fer un pont d’una font (12V) a l’altra (12V) i connectar-les en sèrie, es a dir, connectar el pol positiu d’una font (Que direm font A) al pol negatiu de l’altra (Que direm font B) i llavors el pol negatiu de A serà el nostre negatiu, mentre que el pol positiu de B serà el nostre positiu a 24V. Us deixo un esquema:
Així hem va quedar a mi:
Per altra banda també hem de fer una cosa, hem d’anul·lar una toma de terra en una de les fonts: en la font B. Aquesta toma de terra esta enganxada a la carcassa, per tant, si la desconnectem i es toquen les carcasses de les fonts no hi haurà curtcircuit (si no féssim aquest pas cada cop que les carcasses de les fonts es toquessin hi hauria curtcircuit i les fonts s’apagarien). Aquí us passo un vídeo d’un noi que ho explica com s’ha de fer i un petit esquema:

 

https://youtu.be/aVbk7cpOJuE
La idea com hem dit abans és desconnectar la toma de terra tallant un circuit de la placa de la font i també traient el cargol que toca de la carcassa; finalment s’ha de ficar una gometa o cautxú entre la placa i la femella que toca a la carcassa (indicat amb la fletxa blava). Així tindrem les fonts preparades a 24V. Per tal de fer les connexions us recomano un cable elèctric una mica gruixut ja que són fonts potents i així evitaràs que es cremin els cables (mínim 2.5) i terminals elèctrics com aquests:
Finalment, hem de fer una altra cosa. Per tal de que la font s’engegui hem de connectar 3 pins entre ells (curtcircuitar) que tenim a la part frontal de la font. També hem de connectar un altre pin aquests 3 que ens servirà per reduir la velocitat del ventilador de la font al mínim i reduirem molt el soroll que fan aquestes fonts. Us deixo aquí l’esquema dels pins que heu de connectar entre ells:
Jo els vaig unir amb cables de pins o Dupont i fent un empalmament entre aquests cables.
Finalment, endolleu amb compte de que els cables no creuin les fonts i comproveu amb un tester que esteu obtenint els 24V. (Jo vaig comprovar prèviament les fonts per separat al arribar i donaven 12 V cada una).
Ah! En el meu cas, també vaig aprofitar una font d’aquestes velles per obtenir energia a 5V i a 12V ja que hi ha aparells que ho necessiten. Per tant, tinc les dues fonts en sèrie que donen 24 V i una altra que em dona 5V i 12 V per als controladors IBT-2 i els ventiladors.
Passem ara a la part electrònica-informàtica, on el protagonista principal de la peli és l’Arduino Uno. Aquesta és la part més complexa d’entendre i d’explicar així que començaré comentant una mica per a que ens serveix aquest Arduino. Doncs, aquest petit processador ens permet comunicar amb l’ordinador d’on li arribarà les ordres del joc (o telemetria) i les convertirà en estímuls elèctrics per a que mitjançant els controladors IBT-2 o ponts H els motors es moguin en un sentit o en un altre i en quina potència. És a dir, es com el cervell de la cadira, rep estímuls del joc i els transforma en moviment. Després us faré esquemes per que vegeu realment com va tot connectat i com funciona.

 

L’arduino Uno (Rev. 3) la podeu comprar a molts llocs, com per exemple a Amazon, on hi ha diferents kits que segurament necessitareu per fer les connexions.
En el meu cas jo vaig comprar-li un kit a un noi molt maco per Wallapop. Aquest kit contenia l’Aduino Uno, alguns cables de pins (Dupont) i alguns accessoris més com uns potenciadors. Tot i això, sem va queda curt aquest kit i vaig comprar altres peces per provar i jugar una mica abans de ficar-me amb els motors de veritat. Vaig necessitar més cables Dupont per fer les connexions així que us deixo la referència del que vaig comprar finalment:
https://www.amazon.es/Macho-Hembra-Macho-Macho-Hembra-Hembra-Prototipo-Protoboard/dp/B01NGTXASZ/
D’acord, doncs hauríeu de comprovar que l’Arduino funciona correctament (em sembla que hi ha algun test per internet) i si teniu ja les controladores IBT-2 i la font d’alimentació ja podem començar a provar que tot funcioni correctament.
Comencem per fer les connexions amb els diferents components. Per fer aquestes connexions i configurar el Arduino Uno he fet servir el tutorial de X-simulator: SMC3 Arduino 3DOF Motor Driver and Windows Utilities  fet per RufusDufus,
NOTA: Vaig estar provant el X-Sim i el codi Sirnoname per a Arduino Uno que proposava en Kaelh al seu post, però vaig tenir bastants problemes alhora de controlar els motors, (de cop s’engegaven i començaven a rodar sense que els dones instruccions i se’m van fer malbé totes les peces que tenia enganxades als eixos dels motors). No sabeu com emprenya quan ja ho tens en teoria tot ben col·locadet. Per tant, importantissim seguir els passos de seguretat que us deixaré més endavant i que ens indica el RufusDufus al seu tuto i que ens permetran assegurar-nos que no trenquem res. Podeu passar-vos pel seu post de X-simulators per si voleu algun detall més o com fer-ho amb altres controladores per als motors. Jo us deixo un resum de com  ho he fet jo i de les opcions que he triat jo.
D’acord, el primer pas es introduir el software SMC3 al Arduino Uno (Revisió 3 o Versió 3 o R3).
Per a introduir el software SMC3 a l’Arduino necessitem tenir el seu software instal·lat a Windows. Descarregueu el software i seguiu la guia: http://arduino.cc/en/Guide/Windows . És molt fàcil!
Ara ja podeu descarregar el arxiu SMC3.ino. Esta comprimit en zip i el podeu descarregar d’aquí: https://www.xsimulator.net/community/attachments/smc3-v1-0-zip.40556/
D’acord, ara ja podeu connectar l’Arduino al PC mitjançant el cable USB que us venia amb el kit de l’Arduino.
Comprovarem que l’Arduino estigui ben configurat al Windows d’aquesta manera: PENDENT de Ficar-ho
Obriu el programa de l’Arduino i des de dins obriu l’arxiu SMC3.ino.
IMPORTANT: Editem a MODE 2 a l’inici de l’arxiu abans de compilar, ja que es el mode per fer anar l’Arduino amb ponts IBT-2!!
Compila el programa a l’Arduino UNO.
Ara ja teniu l’Arduino programada per entendre les senyals que li enviarà el programa simtools de X-simulator, i també té programades les sortides per on enviarà els estímuls. Per tant, ja podem fer les connexions amb els ponts IBT-2, els motors i els sensors o potenciòmetres. Les IBT-2 si no les heu comprades encara les podeu comprar a ebay: Semiconductor BTS7960B Motor Driver 43A H-Bridge Drive PWM Para Arduino (comprats a fzeroinestore).
Tarden en arribar perquè són xineses així que compreu-les amb temps. Si teniu potenciòmetres us recomano que proveu de connectar primer potenciòmetres senzills de 10Koms com per exemple aquest:
https://www.amazon.es/Sourcingmap-a14071200ux0174-7-di%C3%A1metro-giratorio-potenci%C3%B3metro/dp/B00QC35KUE/
O també els pots comprar a: https://es.rs-online.com/web/ Potenciometro con película de carbono Alps RK1631110TWA, 6 mm, 10kΩ, ±10%, 0,1W, Lineal. Código RS:249-9238. i després ja passarem a instal·lar els sensors Hall que es l’objectiu final.
Les connexions de sortida de l’Arduino amb el SMC3 són les següents:
Font:  SMC3 Arduino 3DOF Motor Driver and Windows Utilities  fet per RufusDufus
D’aquest esquema el que ens interessa  són les connexions per als motor 1 i 2, els rosa i verds, ja que nosaltres estem construint un seient en moviment (o cadira flotant ;D) amb dos graus de llibertat o 2DOF. Les connexions d’alimentació en vermell i negre són de 5V i serveixen per alimentar a diferents components externs (com potenciòmetres o les IBT-2) des de l’Arduino. Jo aconsello tenir una font d’alimentació externa que doni 5V (Alguna de PC vella) per als potenciòmetres i deixar aquestes connexions pels ponts IBT-2.
Ara passem a explicar com farem les connexions des de l’Arduino a les IBT-2, als motors i als potenciòmetres. Si voleu alimentar amb 5V els components des de l’Arduino aquest és l’esquema:
Font:  SMC3 Arduino 3DOF Motor Driver and Windows Utilities  fet per RufusDufus
NOTA: Com us he dit abans, jo connectaria els potenciòmetres de manera externa des de una font de PC vella (Cables de 5V (els cables vermells!), no de 12V! (els cables grocs)).
Us deixo aquí més detallat les connexions amb les IBT-2:
I aquí un esquema de les connexions del potenciòmetre mecànic:
Bé, si tenim fetes les connexions podem provar ja la eina d’en RufusDufus per començar a testar que tot funcioni com toca! Quin nervis, eh??
El que farem es descarregar el programa que ens permetrà controlar l’Arduino i els motors. Aquest no es el programa definitiu per passar la telemetria del joc a l’Arduino (el veurem després), però si que el necessitem per activar els motors cada cop que vulguem fer una sessió de simulació (després us explico).
Aquí el teniu, ens el regala en RufusDufus de X-simulator: https://www.xsimulator.net/community/attachments/smc3utils-v1-01-zip.24768/
Us deixo traduïts els consells per fer-lo anar el primer cop. IMPORTANT! ens servirà per no trencar res!
  1. No tenir les/la font d’alimentació engegades. Si les teniu, desconnecteu.
  2. No tingueu el programa Simtools engegat. Ah! Que no sabeu que es Simtools, clar, encara no hem arribat aquí. Després us explico. Paciència.
  3. Executem el programa Windows SMC3 Utility que hem descarregat anteriorment. Veureu això:

  1. Fiqueu a 0 tots els paràmetres Kp, Ki, Kd, PWMmin, PWMmax i PWMrev de tots els motors. Es a dir, a dalt a l’esquerra escolliu el Motor 1 i canvieu tot a 0, i després cliqueu al Motor 2 i ho canvieu tot un altre cop a 0. Això farà que quan engeguem la font els motors no es moguin.
  2. Fiqueu el Max Limits i el Clip Input a 255. En ambdós Motors (1 i 2)!
  3. Engegueu la font d’alimentació. No es mou res, oi? Anem bé!
  4. Fiquem la Kp a 400 en els dos Motors (1 i 2).
  5. Començarem pel motor 1. Cliquem a dalt a la esquerra el motor 1 i cliquem en OFF (si encara està en OFF) perquè es fiqui en ON. Ara anem augmentant el PWMmax a poc a poc, i hauríem de comprovar que el motor comença a fer soroll. Això vol dir que li esta arribant energia. Però, l’eix del motor no s’hauria de moure encara si hem fet bé les connexions amb els potenciòmetres. Si veieu que en qualsevol moment la cosa es descontrola apagueu la font d’alimentació ràpidament. Si aneu augmentant més fins a 70-80 PWMMax podeu provar de girar el potenciòmetre per provar si gira l’eix del motor, abans heu de clicar a l’esquerra Out mode:“Manual”. Hauríeu de veure que quan gireu el potenciòmetre es mou la línia blava (posició que volem que arribi) i si el motor te prou PWM començarà a girar i la línia verda s’anirà desplaçant cap a la blava i l’eix del motor s’anirà movent. Si no te prou energia veureu que l’eix es mou molt lent o que la línia verda no es mou cap a la blava. Quan arribeu fins aquí comproveu que es mou amb el moviment que li doneu al potenciòmetre girant a diferents posicions. Ara torneu a fer el mateix amb el Motor 2.  Si veieu que es descontrola el motor podria ser que els cables d’alimentació estiguessin intercanviats, comproveu bé i apagueu ràpidament la alimentació o baixeu a 0 el PWMMax. Si heu comprovat que tot funciona correctament es que heu fet bé les connexions i instal·lació, enhorabona!
  6. Podeu anar jugant amb els paràmetres PWMMax fins que trobeu que la línia verda s’acobla perfectament a la blava. També podeu disminuir els valors de Clip Input i el Max Limits per ajustar fins a on volem que giri l’eix. Això és REALMENT IMPORTANT si no voleu trencar el que heu construït. Aquests límits faran que quan el motor vulgui anar més lluny d’aquesta marca, s’aturi. Segons el mecanisme que hagueu creat necessitareu configurar aquests paràmetres més o menys alts. Us explico com funcionen. El clip input serveix per dir-li quin es el límit màxim per girar, es a dir, quan amb el potenciòmetre en posició manual mogueu la línia blava per sobre de la taronja (Clip input) el motor deixarà de girar, però no s’aturarà. El Max límits es el límit per a dir-li a l’Arduino que apagui els motors si passen d’aquest punt. Això passa de vegades que la energia entregada al motor és més alta de la que hauria de ser i llavors aquest gir de l’eix va més enllà del que els potenciòmetres han marcat. Llavors es produeix que el gir superaria inclús el clip input i per tant podríem danyar el mecanisme xocant contra alguna cosa. El Max límit s’encarrega de que quan passi això no traspassi la seva posició i apaga el motor. Bé, doncs ara que us funciona tot podeu jugar una mica amb tots els paràmetres. Aquí us deixo la meva configuració de com ho tinc jo actualment:
Amb tot això, ja tindríem comprovats els motors, l’Arduino i els potenciòmetres i ja sabem fer servir el SMC3 Utils. Però utilitzem potenciòmetres mecànics, el que no interessa si volem que ens duri més aquest mecanisme. Aquests potenciòmetres es van desgastant degut a la fricció d’anar girant constantment, per tant us recomano que fem el següent pas que es crear uns sensors Hall que no tindran fricció de cap tipus.
El sensor Hall que recomana Kaelh al seu blog em va anar genial, així que us fico aquí el model i el lloc de compra: SS495A1.  Sensor de efecto Hall Honeywell SS495A1, Radiométrico, 1,5 mA, 4,5 → 10,5 V dc.  Codi RS:216-6247. https://es.rs-online.com/web/  10€  2 unitats.
Com funciona aquest sensor. No us sabria explicar correctament ni tècnicament a nivell científic el funcionament del sensor, però us puc apropar una mica una explicació. Aquest sensor detecta canvis en el seu camp magnètic i aquests canvis poden ser monitoritzats. Es a dir, el sensor te un camp magnètic on hi ha un pol positiu i un negatiu, i quan li apropes un altre camp magnètic com pot ser el d’un imant, aquest sensor pot transmetre aquests canvis de polaritat i ens indicaria la posició d’aquest imant o camp magnètic.
Així doncs el que hem de crear és un sistema amb imants que ens permeti indicar-li al sensor el gir de l’eix. Com ho farem? Es molt senzill. Necessitem el plàstic d’un bolígraf hexagonal, tipus Vic o semblant, però hauria de ser hexagonal o quadrat, rodó no ens serveix. Hem de tallar aquest boli i ficar-li en un extrem dos imants de neodimi. Aquests imants son imants fortíssims amb un camp magnètic molt fort, el que ens permetrà que el sensor detecti perfectament i de forma precisa la seva posició. D’on els podeu treure? doncs jo després de fer proves amb imants que porten els lectors de CDs o els discs durs (Vaig desmuntar-los per treure’ls), vaig comprovar que necessitava imants iguals en mida (Amb un camp magnètic similar) i finalment els vaig comprar a Amazon, són aquests:

https://www.amazon.es/dp/B075PBJ31D/ref=cm_sw_r_other_apa_j1B5BbHAAVV8G
Amb aquests imants vaig provar d’enganxar-los primer amb cinta adhesiva de dos cares, per fer les proves ja es suficient, però en el mecanisme final potser es millor enganxar-los amb cola a les cares del boli vic. Hauria de quedar una cosa així:
També us remarco que els hauries de ficar ben encarats, es a dir, que quedin perfectament paral·lels sinó els camps magnètics que generen no estarà perfectament alineats i no faran bé la seva funció i el sensor podria detectar malament la posició. Us recomano que preneu atenció en aquest punt.
Abans de fer la estructura per aguantar aquest mecanisme, vaig fer unes proves per veure com funcionava i si els sensors funcionaven correctament. Amb un motoret servo de 5V que porta algun kit d’Arduino (jo el vaig comprar a part), fem el següent esquema:
I instal·lem a l’Arduino (Compilem) el següent programa:
I podem provar-ho com vaig fer jo en aquest vídeo:
Si veiem que tot funciona correctament podem començar a fer l’estructura per al mecanisme.
NOTA IMPORTANT: Si heu compilat el programa per fer la prova del sensor Hall, recordeu tornar a compilar el programa SMC3.ino abans de ficar-la a funcionar amb els motors i les IBT-2, sinó no funcionarà. També podeu tenir 2 Arduinos i a l’altra feu les proves, com vulgueu.
Per fer l’estructura del mecanisme per al sensor hall hem de trobar uns rodaments amb un forat de diàmetre 8mm (els mm del diàmetre del bolígraf) com aquests:
Jo els vaig comprar a ebay: 5x Rodamiento 608zz 8mm Cojinete Bolas Impresora 3d Reprap Prusa I0108 (comprats a ebay a solectroshop) 2.9€
Que ens permetrà això? Doncs que l’extrem del boli tallat amb els imants es quedi subjecte i que l’eix no giri de forma descontrolada. Aquests rodaments aniran anclats a una fusta on hi ficarem també el sensor Hall. L’objectiu es aquest:
Per fabricar aquesta fusta necessitem:
  • Taulell aglomerat de Fusta de 1.5 cm
  • Rodaments de 22mm de diàmetre i amb un forat de 8 mm de diàmetre. Doblaria de 7 mm (model 608zz).
  • Broques de fusta. Broca de fusta especial que fa forats de 22 mm de diàmetre
  • Cargols, volanderes del 4 o 5 i de llarg 2 o 3 cm.
  • Esquadres de metall de 7×7 cm
Tallem el taulell per fer dos peces de 9×6.5 cm i fem el forat al mig on anirà el rodament amb la broca especial de 22mm de diàmetre. Fem els forats seguin aquest esquema:
La idea es enganxar el rodament amb un cargol per dalt perquè no es mogui. També el podries enganxar amb cola però jo preferia poder jugar una mica amb la posició si cal. El cargol com podeu veure es d’aquells que van amb clau allen, perquè així no sobresortia gaire i així no em tocava amb la fusta del seient.
Finalment hem de fer el cablejat pel sensor, i jo ho vaig fer amb els cables Dupont que venen amb el Kit de l’Arduino (jo vaig tenir que comprar més: Cables Dupont https://www.amazon.es/Macho-Hembra-Macho-Macho-Hembra-Hembra-Prototipo-Protoboard/dp/B01NGTXASZ/ i els vaig soldar al sensor.
Fixeu-vos bé en la imatge i com el sensor te la part més estreta a dalt. Encarat així el pin positiu és a l’esquerra, el negatiu al mig i el que envia la senyal és a la dreta. Podeu soldar els cables amb diferents colors per recordar-vos de cada posició. A més com recomana en Kaelh al seu blog, s’hauria de soldar uns condensadors en aquests sensors de 100nF per tal de disminuir les “corrents parasitaries” que fan que hi hagin moviments involuntaris als motors. Jo personalment li vaig fer cas i vaig instal·lar aquests condensadors, però realment no ho he provat mai sense, així que no se si aquestes corrents poden fer alguns moviments molt bruscs als motors. Si us voleu assegurar la jugada el millor es instal·lar-los.  Jo els vaig comprar aquí:

Condensador cerámico multicapa MLCC, KEMET, 100nF, ±10%, 50V dc, Orificio Pasante, X7R dieléctrico.
Código RS:538-1310. https://es.rs-online.com/web/  1.2€  5 unitats.
I els vaig soldar de la següent manera connectant el condensador entre el negatiu i el pin de la senyal:

Quan tingueu soldat el sensor el podeu deixar enganxat amb cinta adhesiva en una esquadra  metàl·lica, la qual enganxarem a la fusta pel forat que hem fet al mig. I deixem sortir 0.5 a 1 centímetre cap a fora el sensor. La idea es que el boli amb els imants quedi ajustat dins del rodament, amb els imants a la altura del sensor:

Ja només ens quedaria enganxar el boli amb els imants a l’eix i això ho farem amb una acoblament flexible de entrada 10mm (barra metàl·lica que tindrem ficada a l’eix) i sortida 8mm (més o menys la amplada del bolígraf).

Ha de quedar més o menys així:
Ara podríem provar com ha anat el muntatge. Fes la prova amb l’Arduino i el programa SMC3 com hem fet abans amb els potenciòmetres mecànics!
Bé, bé , bé! Si has arribat fins aquí vol dir que estàs a punt per acabar el muntatge de la cadira flotant! Som-hi?
Hem d’enganxar dues esquadres metàl·liques de 7×5.5 cm,
una a cada costat de la fusta que suportarà el seient per tal de poder enganxar-hi les bieles que van als motors. Per tant podeu fer-ho així:
Ara ja podem començar a muntar les bieles a la fusta, intenteu amb cargols del 10 i quan tingueu això fet, podem collar ja la esquadra metàl·lica que enganxa el motor a la fusta de baix. Recomano que l’enganxeu bé, jo vaig ficar-hi molts cargols, perquè fa molta força aquesta part del mecanisme. Assegureu-vos que les bieles queden perpendiculars al terra o a la fusta de baix:

Si tot va bé ja tindries la estructura muntada. Abans de fer-ho anar recomano que instal·leu unes gomes elàstiques o mini-pops que vagin de una punta de la fusta fins a baix i també des de l’altra, enganxades a les fustes amb una petita esquadra metàl·lica:
Per últim podem instal·lar les fustes amb els rodaments on aniran enganxats el sensors Hall. Aquesta serà una feina una mica enutjosa ja que el tornavís no et cabra molt bé sota la fusta i t’hauràs d’enginyar com fer-ho. Jo ho vaig fer amb un tornavís curt i molta paciència.
 Aquestes gomes o mini-pops les vaig comprar a l’Aki i són de 25 cm de llarg més o menys i ens permetran que no girí l’estructura i no faci malbé l’eix dels motors. És a dir, volem que l’estructura pugi i baixi però segurament quan un motor estigui en la posició més a munt i l’altre a la de més avall a la vegada, el pes de la fusta farà que es desplaci, i amb aquestes gomes que tenen tensió ens ajudaran a que això no passi.
Finalment ja podeu instal·lar el seient a sobre, però recomano que no  feu pressió cap a vall, es a dir, fiqueu alguna cosa a baix que faci que les bieles no es desplacin cap a baix.  Aquest punt es important, NO US ASSEGUEU ABANS DE ENGEGAR EL PROGRAMA SMC3Utils i HAGUEU FICAT EN “ON” ELS MOTORS I ASSEGURAT QUE ESTAN FUNCIONANT! Per que? Doncs per això que us he dit, les bieles baixaran fins a baix  i ens costarà fer que pugin. Tot i això, tranquils, si us passa, hi ha solució: ficar el Max límit i el input límit a 255 un altre cop. Així s’engegaran i amb la opció manual activada al SMC3 Utils podreu tornar el seient a la posició del mig.
Seguim! Engegueu el programa SMC3 Utils, la font d’alimentació i tornem a fer el procediment que hem fet anteriorment: PWMMax a 0 i anem pujant lentament. Si veiem que es mou l’eix haurem d’apagar ràpidament i revisar que els imants i el sensor estiguin ben posicionats. Si tot ha anat bé i no es mouen els motors podeu intentar regular una mica els bolígraf amb els imants per tal de  deixar l’estructura anivellada amb el terra quan estiguin al mig us deixo un vídeo explicant-ho:
Ara toca fixar bé els límits de moviment. Si heu anat fent proves abans sense el seient instal·lat podreu comprovar que hem de baixar el 255 del MAX límit i del Clip input. Jo ho tinc configurat així ara mateix:
Però això dependrà del vostre muntatge. Reviseu bé, jugueu una mica amb els paràmetres i comproveu que tot va bé amb la posició manual activada al SMC3 Utils i variant la posició. Fixeu-vos que en el meu cas he variat el PWMMax i el Rev segons el Motor ja que pesa més un costat que l’altre de la cadira i per tant un ha de tenir més força que l’altre.
TOT BÉ?? DONCS, JA HEU ASSOLIT EL REPTE!! La construcció de la vostra cadira flotant!!
Ara passaré a explicar-vos com la fem funciona amb el joc i que respongui a la telemetria.
Simtools de XSimulator
Simtools és el programa (o conjunt de programes) que ens permetrà descarregar la telemetria del joc i sincronitzar-la amb l’Arduino per tal de que enviï els moviments als motors. S’ha de dir que aquest programa no és gratuït, però te una versió de proba que ens pot servir per posar a punt la nostra cadira flotant i tastar el que pot arribar a fer. El podeu descarregar des d’aquí:
https://www.xsimulator.net/simtools-motion-simulator-software/
https://simtools.us/downloads-links/
Aquesta demo ens permet sincronitzar la telemetria amb el joc Live For Speed (LFS). Així que hauríeu de descarregar el joc si no el teniu per fer funcionar el seient.
Si voleu el programa complet per poder fer anar la cadira amb altres jocs necessitareu una llicència. La podeu aconseguir de dues maneres:
Si escolliu la opció 2 perquè us sembla car comprar el programa podeu demanar una llicència per a DIY (DIY licences) a XSimulators. Aquesta llicència ens permet fer anar el programa simtools amb tots el jocs dels quals hi hagi plugins (ara us explicaré què són els plugins) a la comunitat de XSimulator, i et dona els dos programes essencials per fer servir la cadira en moviment: El Game Manager i el Game Engine (Després us explico per a que serveix cadascun).
Quins requeriments ens demana XSimulator per a donar-te aquesta llicència gratuïta?
  • Que siguis un constructor DIY d’un seient en moviment (que no l’hagis comprat per muntar en un kit sinó que el fas a casa amb les teves pròpies peces i materials, com nosaltres).
  • Et registris a Xsimulator i creïs un tema de constructor explicant el procés de construcció amb fotos i detalls. Aquí us passo la meva per que vegeu com la vaig fer: https://www.xsimulator.net/community/threads/my-diy-2dof-almost-finished.11696/
  • Haver set membre de la comunitat de X-simulator al menys durant 30 dies.
Per tant, el primer que faria és registrar-me ràpidament a X-simulators i deixar algun comentari en algun post que t’agradi per tal de que aquests 30 dies passin i no et donis compte.
Quan tingueu aquestes tres coses fetes, podeu demanar la clau des de la mateixa pàgina: https://www.xsimulator.net/request-diy-key-simtools/  o si no us fan cas a algun administrador de la web.
Quan us donin la clau la podeu fer servir en el moment de pagar la llicència (DIY license), és a dir, heu de fer el procediment de compra des de la web https://simtools.us/license/ i en el moment de pagar podeu introduir el codi de descompte i us ajustarà el preu a 0€. Mola, veritat?
D’acord expliquem abans de començar què són els programes que ens em descarregat, per a què serveixen i que són els tan necessaris plugins.
El Game Engine
Aquest programa ens permet sincronitzar la telemetria del joc amb l’arduino. Aquí haurem de configurar bé els ports, eixos i motors que tenim. També ens permet fer tests de moviment com el SMC3 utils, i quasi el més important, ens permetrà configurar com han de reaccionar els eixos tant en direcció com en potència quan un estímul (corba, clots, acceleracions, desceleracions, etc) li arribi del joc. Després veurem la configuració.
El Game Manager
El game manager ens permet instal·lar els plugins ha dins el joc per poder extreure la telemetria. També ens permet variar algun paràmetre de potència i la quantitat de variables que vols que capti del joc.
Els plugins!
Doncs els plugins són bastant importants a l’hora d’obtenir la telemetria del joc.
Cada joc te una manera de crear les dades de telemetria i es necessari poder extreure aquestes dades d’alguna manera. Doncs els plugins són patchs que serveixen per poder interpretar aquestes dades en el game engine.  Malauradament, aquí si que no ens podem escapar hi haurem de pagar a X-Simulator si volem descarregar els plugins. La tarifa més barata són 19 €  a l’any i podem descarregar tots els plugins que vulguem durant aquell any. Quina es la avantatja de tot això, doncs que els cracks d’X-simulators ens van traient plugins per als jocs més nous i per les seves actualitzacions. A veure, no és com anar al mercat i comprar, és a dir, pot ser que d’algun joc o actualització no hi hagi plugin, però normalment s’esforcen per tenir-lo. Jo recomano tenir clar a quins jocs jugaràs i comprar al menys un any de servei i descarregar tot el que puguis.
D’acord doncs passem a configurar el Game Engine per poder fer un tastet al Live for Speed, no? Primer configurarem la part….
Estem en construcció! Hi ficarem més dades aviat!
Si voleu participar, preguntar o comentar coses podeu registrar-vos com a nou Infojòquer  i deixar els comentaris més avall. Registreu-vos aquí! És molt fàcil!
Referències
https://www.xsimulator.net/community/threads/smc3-arduino-3dof-motor-driver-and-windows-utilities.4957/#post-48120
http://simulador-kaelh.blogspot.com/2014/08/un-simulador-tu-alcance-kaelh.html

Estem en construcció.

Pròximament tindreu els detalls i la guia de com construir-te una cadira flotant!

 

Has de serconnectatper escriure un comentari.

© 2025 Creat per Ratafia82, el primer InfoJòquer.

Aneu a la barra d'eines