Как я собирал свой комплект для автосимов

Доброго дня, дорогие друзья!

Эта статья будет носить технический характер и станет своего рода инструкцией, которую я выработал работая над своим комплектом доп приборов для автосимуляторов. Хотя статья будет довольно длинной, вполне возможно, она в каких-то моментах окажется недостаточно подробной - если вас будет интересовать какая-то дополнительная информация, смело задавайте свои вопросы в комментариях.

Итак, несколько дней назад на моём канале вышло видео про мой симкомплект. Если вы его ещё не посмотрели, то посмотрите - оно наглядно демонстрирует состав комплекта, его работу и там же я бегло рассказал о том как он устроен и моих планах на будущее.

• Далее в статье будут спойлеры к тому видео.
• Прошу прощения за качество видеоряда и звука - времени на съёмку и монтаж было очень мало, а затягивать процесс очень не хотелось. Если убавить громкость, то смотреть, в принципе, можно))

Итак, как вы помните, ранее я уже писал о том, что купил руль, педали и КПП. Только на тот момент времени КПП была Logitech G25. В данный момент она уже продана на Авито, как и USB адаптер, потому что я уже получил ZSHIFTER PRO, которым теперь и пользуюсь.

Одновременно с этим, как было указанно мной в той же статье, я уже работал над проектированием и сборкой этого симкомплекта, который пока ещё находится в стадии бета-версии, потому что, как ясно показано в видео, не всё обрело свой финальный вид.

Первым делом для сборки такого комплекта необходимо было найти и купить:

1. Подрулевые переключатели.
2. Приборную панель.
3. Кран грузового стояночного тормоза.
4. Кнопку аварийной сигнализации.
5. Старую магнитолу, которую не жалко раздербанить.
6. Замок зажигания.
7. Arduino UNO.
8. Блок питания на 12в 5А (скорее всего, можно и меньше, но я решил купить с запасом по мощности)
9. Очень много PETG пластика для 3D принтера.
10. Кусок алюминиевого П-образного швеллера 80*40.
11. Всякого рода мелочёвку типа болтиков, гаечек и т.п.
12. Шоколадки, хороший конъяк и вискарь (для оплаты некоторых услуг :-) ).

Далее, когда всё куплено, нужно определиться как этот комплект будет работать.

Начнём с приборной панели.

Для её подключения к ПК и задействования шкал приборов, а именно:

• шкалы уровня топлива,
• шкалы спидометра,
• шкалы тахометра,
• шкалы температуры двигателя

я воспользовался программой SimHub. Эта программа в базовой версии бесплатна, разрабатывается и поддерживается она одним зарубежным энтузиастом.

• В неё добавлена поддержка множества популярных игр, в том числе и жанров, отличающихся от гонок, потому что она может работать со множеством разны внешних устройств.
• Разница с платной версией в моём применении, по большому счёту, только в частоте обновления показаний приборов и автопереключении программы под запущенную игру. В бесплатной версии программу нужно вручную переключать для каждой отдельной игры.
• Стоимость платной версии от 7 до 30 Евро, в зависимости от вашего желания - своего рода способ выбрать уровень поддержки автора. Функционал одинаковый и за 7 и за 30.

В общем-то, в сети, да и в интерфейсе этой программы есть инструкции о том, как подключить к Ардуино приборную панель, поэтому подробно останавливаться на этом не буду.

• Учиться программировать для её использования не надо - достаточно в параметрах выбрать какой контакт Ардуино к какому прибору подключен и всё - дальше она сама генерирует прошивку для неё и сама же её прошивает.

Как же понять какой контакт в каком разъёме приборной панели к чему относится? Можно, конечно, возиться и прозванивать, но проще поискать в сети. Я нашёл схему на Drive2. Там не просто было расписано какой контакт за что отвечает, но и было указано какого цвета провод идёт к этому контакту с разъёма проводки.

• Т.к. я купил приборку с обрезками проводов и фишками, это сильно упростило задачу - по цветам из поста на Драйве я сразу нашёл нужные мне контакты и не пришлось думать как закрепить проводки в разъёме - фишки, которые туда вставляются с замками, т.е. они фиксируются надёжно.

После того как были выявлены нужные контакты на фишках с обрезками проводки и на плате Ардуино, оставалось только спаять их между собой, что я и сделал..

• Само собой, это сейчас я пишу, что просто их спаял.. фактически же паять приходилось не раз и менять что-то местами - когда делаешь что-то на работе параллельно занимаясь, собственно, самой работой, сосредоточиться и избежать ошибок сложно))

Итак, проводки соединил, выставил в программе, залил пошивку и на этом всё - дальше все шкалы работают.

• Честно говоря, с работой шкал есть неприятный нюанс - шкала уровня топлива довольно часто живёт своей жизнью.. и это одна из причин, почему хочу в будущем, пусть и далёком, но перейти на своё ПО.
• С другими шкалами всё хорошо, их просто нужно откалибровать в программе SimHub.

Но мне этого было мало, поэтому началась работа над подрулевыми переключателями, стояночным тормозом и магнитолой..

Как я уже сказал в видео, срабатывание всех переключателей реализовано за счёт контроллера клавиатуры. Выглядит он так:

С одной стороны этого контроллера расположены дорожки, заканчивающиеся открытыми контактами. На этом фото контакты уже почищены и залужены, но изначально внутри клавиатуры они покрыты графитом. Пришлось графит соскоблить и затем уже залудить контакты, чтобы они были пригодны для пайки. Смысл нажатия клавиш на клавиатуре в том, чтобы замкнуть между собой 2 контакта на этой плате. В зависимости от того, какие контакты между собой замкнуты, срабатывает определённая клавиша.

• Я пытался найти в интернете соответствие контактов и кнопок, но не нашёл.. возможно, потому что не смог достаточно хорошо для Яндекса и Гугла сформулировать свой поисковый запрос.
• По итогу пришлось всё вычислять самому - прослеживая по внутренностям клавиатуры дорожки, которые замыкаются каждой из нужных мне кнопок.

По итогу, конечно не без ошибок в процессе поиска, я пришёл к следующей таблице соответствия, в которой есть все, задействованные мной для этого комплекта, кнопки:

Подходит для клавиатур Oklick и Genius.. *совместимость с другими не гарантирую.

Далее, оставалось только продумать, как эти контакты перемыкать нужным мне образом. Это было непросто потому что:

1. у автомобильных подрулевых переключателей принцип следующий - есть 1-2 общих контакта, на которые приходит +12в, а при включении какого-нибудь из сигналов, этот контакт замыкается с другим, и +12в появляются на нём. Т.е. у переключателей нет отдельных пар контактов на каждое положение - есть лишь общий входящий сигнал и отдельные выходящие...
2. в игре включение и отключение некоторых функций выполняется нажатием одной и той же кнопки, например, зажигание включается кнопкой "E" и выключается ей же. То же самое касается, и поворотников, и аварийки, и ручника, и дальнего света..

Первая проблема решается довольно просто - реле. Самое обычное реле может по приходящему на неё сигналу замкнуть 2 контакта.. я так и подошёл к решению этого вопроса.

А вот вторая проблема уже сложнее. Потому что преобразование постоянного сигнала в кратковременный импульс - это уже задача. А повторение этого импульса при отключении сигнала - это гораздо более сложная задача.

Благо, поискав варианты решения я наткнулся на одну ветку обсуждения электросхемы с нужным мне функционалом на том же Drive2..

• проблема в том, что на практике схема предложенная там оказалась неподходящей - постоянный сигнал действительно корректно преобразовывался в импульс, но повторять импульс после отключения сигнала такая схема отказывалась.

Вот как она выглядела:

Схема с Drive2

По итогу, благодаря помощи более опытного в электрике коллеги, была получена реально работающая схема, которая позволяет преобразовать постоянный сигнал в разовый импульс и повторить этот же импульс после его отключения:

Моя схема.

Как видите, диод "переехал", чтобы конденсатор при отключении сигнала не разряжался на обмотке первого реле, а использовал весь свой заряд только на замыкание второго. В таком виде, схема уже работает как надо и контакты второго реле успешно замыкают нужные контакты на контроллере клавиатуры как при появлении +12в от переключателя, так и при отключении, что в обоих случаях приводит к разовому срабатыванию нажатия кнопки клавиатуры.

• Ёмкость конденсатора нужно подбирать.. я подбором пришёл к использованию конденсаторов ёмкостью 330uF. Такие и купил на Озон. Диоды нашёл на работе. А вот реле тоже купил, для уменьшения размеров.. более крупные на работе были, но я нашёл на Озон максимально компактные.
• Твердотельные реле для этой схемы уже не годятся, т.к. у них нет обмотки, а значит они не разрядят конденсатор достаточно быстро, что сделает повторное срабатывание при отключении сигнала не кратковременным импульсом, а длительным нажатием.. для них схему нужно корректировать.

Таким образом, получив работающую электросхему я масштабировал её, т.е. повторил столько раз, сколько функций у моего комплекта должно работать по такому принципу.

• Разве что с ручником пришлось дополнительно поискать нестандартный подход, потому что грузовой кран ручного тормоза - это именно что кран! Никаких переключателей внутри нет. Но решение снова нашлось довольно быстро - кусочек магнита от HDD и геркон из старой клавиатуры.

Но работы шкал приборов и нажатия клавиш мне было мало.. поэтому я начал работать ещё и над тем, чтобы у приборки тоже горели индикаторы..

по крайней мере те, которые могу зажечь. Для этой цели тоже понадобились реле и диоды..

Здесь логика проста - раз уж от переключателя приходит сигнал +12в, почему бы его не направить параллельно ещё на индикатор? К таким сочетаниям переключателей и индикаторов относятся указатели поворота, аварийная сигнализация, дальний свет (в том числе моргание) и стояночный тормоз.

• И снова стояночный тормоз - проблемка.. потому что его индикатор на приборке - это единственный индикатор, который загорается от массы, а не от +12в.. решение снова нашлось быстро - дополнительное реле, которое пробрасывает массу после подачи +12в на катушку.
• Нужные мне провода на фишках я нашёл всё в том же посте на Drive2 со схемами этой приборной панели.

Для корректной работы Индикаторов поворота и аварийки я купил реле LED поворотников (прерыватели сигнала) для ВАЗ на Озон.. в принципе, не важно для какой машины, просто эти были самые дешёвые.

• Поскольку зажигать им нужно только индикаторы на приборной панели, то нагрузка для них будет совсем смешная - в машине то они ещё и все поворотники на кузове зажигают. Но т.к. они специально сделаны для диодных поворотников, интервалы между миганиями будут адекватные.

Я не просто пустил каждый из управляющих сигналов параллельно с реле для срабатывания клавиши к этим прерывателям, но.. сделал дополнительно развязку на диодах, потому что аварийная сигнализация задействует оба этих реле, а работать всё должно корректно - если включен только один поворотник, то только он и должен мигать, а если аварийка, то мигать должны оба поворотника одновременно + индикатор аварийки.

Описывать подробно эту диодную развязку смысла нет. Если вы хоть немного понимаете что такое диоды и как должны проходить сигналы, то это будет для вас простой задачей, а если не понимаете, то и делать этого вы не будете))

Таким образом, у меня на выходе получилась рабочая схема нажатия клавиш и свечения индикаторов приборной панели. Блок питания, купленный на Озон даёт 12в и 5А, которые бегают туда-сюда по проводкам и включают всю эту схему.

• Само собой всё включается через отдельное реле, которое запускается после включения зажигания (поворота ключа в замке).

В качестве шлейфа для подрулевых переключателей купил на Озон и разрезал метровый шлейф от RGBW ленты, у которой 5 жил. И да, у MicroUSB разъёма 5 контактов, а не 4. Сами разъёмчики тоже купил на Озон и "папы" и "мамы". "Мамы" с маленькими платами, чтобы удобно было паять.

Итак, на этом, пожалуй, описание технической части этого комплекта я завершу.

Если вы посмотрели видео и прочли эту статью, то в целом у вас уже есть достаточно подробное представление о том как он устроен.

Параллельно с работами над технической частью велась работа над дизайном и моделированием корпусов..

Эту работу не описать.. разве что стоит сообщить, что работу выполнял другой человек. У нас на заводе есть конструкторский отдел и там есть один очень способный инженер-конструктор, который отлично владеет ПО для 3D моделирования и к тому же любит придумывать и делать что-то интересное.

• У него же дома есть свой 3D принтер, что было очень кстати)

К нему я и пошёл с просьбой помочь мне в этом сложном деле - начиная от построения 3D модели и заканчивая непосредственно печатью на 3D принтере готовых изделий. Вот тут мне и пригодились шоколадки, конъяк и вискарь))

В тестовом корпусе недостатков хватает. В чистовом всё будет красиво.

Много у нас было дискуссий по дизайну и расположению тех или иных элементов.. к тому же я много раз и по разным причинам менял ТЗ..

• одна только переделка корпусов для подрулевых переключателей чего стоит - полностью заново пришлось делать, когда я узнал про различия рулей С5 и С12... а ведь до этого у переключателей был единый корпус и его модель уже была готова на 100%
• что будет, когда он узнает о моих планах переделать всё под другие подрулевые переключатели страшно подумать))) но в конечном счёте, надеюсь, его стремление к новым вершинам и интерес к этому делу перевесят..
• конечно, сейчас ему нужно отдохнуть от этого проекта.. работать над одним делом с июля по конец сентября - это очень тяжело эмоционально.
• работы над второй версией комплекта по технической части уже идут, а по части моделирования новых корпусов под новые переключатели начнутся не раньше следующего года.

Но в конечном счёте у нас получалось найти общий язык и прийти к тому, что в общих чертах уже можно посмотреть в моём видео.

Я считаю, что получилось достойно.

Да, есть недостатки - немного смазано маркером сделал надписи Cammus на корпусах подрулевых переключателей, не очень равномерно подсвечена надпись под магнитолой и котик, да и в магнитоле трафарет толстый из-за чего под углом надпись уже не читаема..

Но все эти мелочи довольно легко устранить, а ощущения от игры, даже с бета версией корпуса приборки и косяком с крышечкой (см видео), вышли на совершенно другой уровень!

Ну, а на этом, пожалуй, я закончу эту статью. А Вас, как обычно, приглашаю для обсуждения в комментарии. Только будьте вежливы и проявляйте взаимное уважение.