Konvertering af Logitech 3D Extreme Pro Hall Effect Sensor: 9 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Rorstyringen på mit joystick gik ud. Jeg prøvede at skille gryderne fra hinanden og rense dem, men det hjalp ikke rigtigt. Så jeg begyndte at søge efter udskiftningsgryder og faldt over et par forskellige websteder fra flere år siden, der refererede til installation af hall -effektsensorer i stedet for gryderne. Da jeg følte en god projektidé, besluttede jeg, at jeg ville lave konverteringen og offentliggøre instruktionerne her, så andre kan gøre det samme. Jeg designet denne konvertering til at være 100% let reversibel - der er ingen ledninger, der skal skæres, og kun 2 ledninger til lodning på hovedkortet til strøm (og lidt plastfjernelse omkring gashåndtaget, der ikke er nødvendig). Resten af skæringen og lodningen er på selve de nye komponenter.

Når du adskiller joysticket, skal du være opmærksom på, hvilken størrelse skruer der går i hvilke huller, da der bruges 2 forskellige størrelser (på min i hvert fald). Sørg også for at notere, hvilke gryder i joysticket der har metalclipsene i, så de kan forblive installeret. Du skal installere dem med de nye gryder for at holde dem på plads.

Tilbehør:

• Logitech 3D Extreme Pro Joystick (arbejder med undtagelse af potter)
• SS495 Hall effekt sensorer x 4
• Diametrisk magnetiserede stangmagneter (0,1875 "x 0,375") x 4
• #2 Skrue med rund hovedplade, 3/16 "lang x 5
• 3D -printede komponenter (se nedenfor)
• Assorteret tilslutningstråd
• Assorteret varmekrympeslange
• Loddekolbe
• Lodde
• Assorterede elektriske stik

Trin 1: Bestil og udskriv materialer til ny "gryde" -samling

Afhængigt af hvor du får materialerne, kan nogle have en længere leveringstid. Jeg fik SS495 fra eBay for omkring $ 6, men de blev sendt fra Kina, så cirka 4 uger til at ankomme. De magneter, jeg brugte, er D36DIA'er fra K&J Magnetics (ca. $ 0,65 ea plus forsendelse). De er 3/16 "dia x 3/8" lange, klasse N42. En lignende magnet fra enhver sammenlignelig leverandør bør give lignende resultater, men hvis den har en anden styrke, kan det påvirke SS495's samlede reaktion som en funktion af afstanden fra magneten.

Resten af stykkerne skal 3D-printes. I det mindste skal du bruge:

• 4 x magnetposter
• 3 x lige baser
• 1 x Vinklet bund (BEMÆRK: Lav mindst 2 af disse…. Se nedenfor)
• 4 x Sensor Slide Mounts

Jeg anbefaler på det kraftigste at udskrive ekstraudstyr til magnetpælene og sandsynligvis mindst 1-2 reservedele til hvert stykke, hvis de skulle gå i stykker af en eller anden grund. Både STEP -filen og Autodesk Fusion 360 -projektfilen kan downloades. Fusion 360 kan downloades og licenseres gratis i 1 år, hvis du opretter en hobby -konto. Det er et meget kraftfuldt stykke software. Min chef på arbejdet har sin egen 3D -printerproduktionsfabrik, der løber tør for sin kælder, så han printede nådigt alle disse stykker for mig. Han brugte Colorfabb nGen Copolyester filament med en 80% fyldning på en 0,10 mm lagtykkelse.

Anden note: Den gryde, der måler tonehøjde nær brættet for knapperne på venstre side af joysticket, fungerer muligvis bedre som en vinklet base i stedet for en lige. Jeg byggede mit joystick med en lige base, men den sidste samling var meget stram, og jeg var nødt til at bøje ledningerne til den gryde mere, end jeg ønskede at få alt sammen igen …. du vil måske eksperimentere med denne og i det mindste have muligheder.

Trin 2: Poler og pas trykte stykker

De 3D -trykte stykker som designet og sandsynligvis som trykt vil have en vis interferens, og der vil sandsynligvis være huller og fejl ved udskrivning. Specifikt er hullet til magneten til at passe ind på stolpen trykt underdimensioneret, så der vil være en vis interferens for at holde magneten på plads. Derudover er 7 mm -hullet i baserne nøjagtigt samme størrelse som magnetpælens 7 mm udvendige diameter, så hullet i baserne skal forstørres omhyggeligt, indtil det har den korrekte størrelse.

Til magnetposten får du et 3/16 "bor, og bor omhyggeligt ned i hullet, hvor magneten skal gå. Bor langsomt, og stop, når spidsen af borekronen rammer bunden af det koniske hul - fortsættelse kan fjerne materialet, der holder toppen af stolpen på bunden. Bor ikke i lang tid, bare længe nok til at få renset hullet op, så magneten trykker ind i det. Du vil have en tæt pasform, så don ' t blive ved med at bore og fjerne materiale fra stolpevæggene, når magneten går ind. Jeg vil heller ikke anbefale at gøre dette, hvis plasten er for kold, da den muligvis ikke bøjer ordentligt og kan blive for stor med det samme - hvis plasten bøjer vil det hjælpe hullet forbliver lige under 3/16 "nominel størrelse. Du skal eksperimentere, og derfor har du udskrevet ekstra stykker:-)

Når magneten går ind i stolpen, brugte jeg et forsænkningsværktøj til at rense affasningen øverst på stolpen for at hjælpe magneten på plads. Du vil måske skifte bor og dette forsænkningsværktøj for at få magneten rent ind.

Med stolpen og magneten passer godt, skal bundhullerne ryddes op. Med den glatte ende af en passende størrelse bor med sandpapir (ca. 100 eller 120 grus) viklet omkring den SMOOTH ende, skal du rydde op inden i det 7 mm hul i bunden. Fortsæt, indtil stolpen bare glider i siden af hullet og roterer rimeligt frit. Du vil også passe på her, da du ikke vil have meget spil mellem basen og stolpen.

Når stolpen passer ind i bunden, skal du dobbelttjekke, at 9 mm -flangen på magnetposten sidder rent i den tilsvarende rille i bunden, og om nødvendigt slibes ydersiden af stolpens flange. Jeg gjorde dette ved at trykke stolpen på den glatte ende af 3/16 boret og lægge det i mit bor (borende ende af boret i borepatronen) og køre flangen over sandpapir, indtil flangen passer ind rillen rent.

Til sidst, med stolpen og bundbeslaget, smøres dem ved at lægge grafit på de kontaktende overflader med en blyant. Tegn på alle parringsflader for at efterlade et generøst lag grafit, og dette vil hjælpe det med at fungere meget mere problemfrit. Slib/rengør overflader efter behov, og påfør grafit igen for at få problemfri drift.

Trin 3: Lav sensoren

Joysticket kan tilsluttes sine spændende gryder med hun 3 -polede stik på en afstand på 0,00 . Det betyder, at vi kan bruge fælles headerstifter til at lave stik, med nogle ændringer.

Jeg ville være sikker på, at jeg ikke ville indsætte stifterne baglæns i stikket, så jeg skar et stykke plastik, som jeg kunne lime på hovedstiften for at lave en nøglefane. Plasten kom fra en Walgreens børns medicinsk ske, og jeg skar den i størrelse med en dåseklips og trådskærere for at få den til den rigtige størrelse. Derefter brugte jeg superlim til at fastgøre plastikfanerne til bunden af hovedet til at lave stikket. Det færdige stik indsættes kun i joystick -stikket på en måde. Jeg er sikker på, at du også kunne udskrive disse, hvis du ville.

Med tappehovederne klar, skal vi nu begynde lodningstråde. Jeg brugte 28AWG wire til at holde det fleksibelt og forhåbentlig få alt til at passe med den lille stiftafstand på sensoren. I mit joystick fulgte alle 3 stik det samme mønster - du vil verificere denne konfiguration i din, da der kan være variationer over de mange versioner af dette joystick. Med plastikfanen vendt væk fra dig og stifter ned:

Venstre pin vil være VCC (5 VDC - rød på billedet)

Midten vil være spændingssignalet tilbage til joysticket (hvid med gul krympning på billedet)

Højre vil være GND (sort på billederne).

Ledningerne loddet på hovedstifterne skal være cirka 2 lange - dette giver dig nok plads til at oprette forbindelsen i joysticket, men ikke så lang, at de bliver til gene ved genmontering.

På sensorsiden SS495 vil du gerne bekræfte ledningsforløbet på dit datablad. Mine brugte følgende med den FLATE side af sensoren vendt mod dig, der peger nedad:

Venstre: VCC (5 VDC)

Midt: GND

Til højre: Signal

Se billeder for orientering. Når sensoren er lavet, vil jeg anbefale at tilslutte den til en spændingskilde/brødbræt og kontrollere, at udgangen ændres med ændringen i magnetfeltet …. Da jeg lavede min første sensor, fik jeg skiftet signal og jordledninger på sensoren, og det blev meget varmt meget hurtigt …. Ved et mirakel frigav jeg ikke den magiske røg fra sensoren. Sørg for at kontrollere, at sensoren ikke opvarmes og giver den forventede spændingsændring med magnetfeltændringen.

Trin 4: Saml "gryderne"

Med sensoren forbundet til stikket og magnetposterne monteret i baserne, kan nu hele gryden samles. Se 3D -modellen fra trin 1 for at få alle detaljer om samlingen.

Først - et advarselsord - under den sidste test og opsætning af joysticket bemærkede jeg, at gashåndtaget skal have nedsat følsomhed i forhold til de andre akser, og som sådan skulle sensoren være længere væk fra magneten end på de andre stolper. Du vil måske vente med at samle en sidste gryde, indtil du får gasreguleringen, hvis du skal ændre objektglasset eller basen, så sensoren er langt nok væk. Jeg endte med at foretage justeringen ved at fjerne plastik fra objektglasset, men det tog et stykke tid …. Det ville have været lettere at arkivere den lomme, som sensoren går i, og gøre den dybere.

Okay, fortsætter ….

Med hver sensor og dias skal du bruge superlim til at montere sensoren i diaset, som vist i 3D -modellen. Sensorens tilspidsede dele går ind i lommen, med sensorens flade vendt udad mod magneten. Ledningerne går op og ud af den helt flade side af diaset. Sørg for, at sensoren ikke stikker ud forbi bunden af objektglasset, eller det forstyrrer flangen på magnetposten, når den er i drift.

Når limen har sat sig, kan resten af gryden samles. Magneterne kan installeres i stolperne lidt tilfældigt på dette tidspunkt - du vil bruge en nåletang til at rotere dem, når de installeres i joysticket senere under de sidste justeringer. Hvis du vil prøve at få det tæt, skal du bruge et kompas til at finde magnetens sider. Her er hvad du skal vide:

Nord på kompasset peger på siden af magneten, der vil give et 0V signal fra sensoren

Syd peger mod 5V -signalet

Vridning af sensoren i gryden mod CCW (mod uret set fra toppen af gryden) bør reducere spændingen, så sensoren bevæger sig mod nord, vridning CW skal flytte sensoren mod sydpolen og øge spændingen.

Med magneter installeret i stolperne, skal du placere stolpen i basen og derefter lægge objektglasset oven på basen, og installere #2 -skruen for at holde det hele sammen. Kontroller gratis, men ikke sjusket betjening, juster efter behov.

Trin 5: Joystick -ændringer

For at fjerne gryderne vil fast, stabil kraft få dem ud, hvis de holdes inde med de små metalklips. Rorpotten holdes kun fast med selve håndtaget og bør ikke komme ud uden problemer.

Halleffektsensorerne kræver en fuld 5VDC for at fungere korrekt, men joysticket leverer kun ca. 4,2 V til gryderne, så vi skal omstille tingene lidt. For at få nok forbindelsespunkter til 5VDC og GND har vi brug for jumpere fra det indgående USB -stik. Fjern kortet fra joysticket, så det kan ændres.

Til power header/jumper brugte jeg nogle gamle 4 -pins stik fra en computer strømforsyning, jeg havde liggende. Alt, der giver dig mindst 3 forbindelser til en pin -header, fungerer. Ledningerne fra stikket blev loddet sammen og til en fælles ledning, en til 5VDC (rød) og GND (sort), og varmekrympeslanger blev påført, hvor det var relevant. Disse blev loddet på bunden af USB -headeren på kortet sammen med en lille 3.3uF kondensator (bare i tilfælde). Jeg var ikke sikker på behovet for hætten, men regnede med at det ikke kunne skade. Vær naturligvis meget forsigtig ved lodning for at sikre, at du ikke opretter forbindelser, du ikke har til hensigt.

Når strømforbindelsen til kortet er foretaget, kan dette geninstalleres i joysticket, og kørerne skal løbe væk fra kortet mod siden af joysticket, hvor hovedkablet kommer ind.

Dernæst skal du fjerne limen, der fastgør de 3 rorsensortråde (blå, sort, brun), der kommer ud af den øvre sektion. Træk forsigtigt limen af, og skær efter behov for at få den fri.

Fjern forsigtigt de blå og brune ledninger fra stikket fra dette stik. Dette kan gøres ved forsigtigt at lirke op på låseklemmen for hver stift i stikket. Senere vil du tilføje forlængerledninger til disse ben for at oprette 5 VDC- og GND -forbindelserne til sensoren.

Udfør de samme trin på de to andre stik til hovedkortet. For stikket, der går til de 2 gryder nær bunden af pinden (hældning), fjernes de røde og sorte ledninger fra stikket. Når stikket går til gashåndtaget og sideknapperne, skal du fjerne de røde og hvide ledninger (spore dem tilbage til gashåndtaget for at være sikker).

Trin 6: Lav jumperwires og lav strømtilslutninger

For at forbinde strømhovederne til de stik, der driver sensorerne, lavede jeg 3 sæt jumpere. Du kan bruge eksisterende brødbrætstråde, hvis du har dem … det er stort set alle disse.

Hver ledning var cirka 6 lang - juster som du finder passende. 3 af hver farve er nødvendig (rød og sort til 5 VDC og GND). Loddetapper fra din pin header forsyning i hver ende, og varmekrympeslange efter behov for at hjælpe hold alt sammen. Sæt stifterne i de relevante stikstifter, som du frigjorde i det foregående trin:

Ror (twist):

Blå - 5 VDC (rød jumper, rød overskrift)

Brun - GND (sort jumper, sort header)

Gashåndtag:

Rød - 5 VDC (rød jumper, rød overskrift)

Hvid - GND (sort jumper, sort header)

Pitch and Yaw (stick tilt):

Rød - 5 VDC (rød jumper, rød overskrift)

Sort - GND (sort jumper, sort header)

Indsæt den anden ende af jumperen i den relevante power header.

Rediger 7. maj 2020 - Se PDF for ledningsdiagram for yderligere information.

Trin 7: Rediger gashåndtag

Én permanent joystick -ændring - der er et ubrugeligt stykke plastik, der stikker af gashåndtaget, der kommer i vejen for vores nye sensorer. Du skal skære det af med resten af huset.

Inden gashåndtaget fjernes, skal du prøve at markere gearets relative position i huset i forhold til gashåndtaget på ydersiden. Når du bevæger gashåndtaget, vil du på et tidspunkt se, at der er et mærke på gearet, der angiver en start- eller referenceposition. Når du finder det, skal du markere positionen af gashåndtaget med en markør, så du ved, hvordan du justerer alt, når du sætter det sammen igen. Bare sørg for at bruge lidt tid på at inspicere det, før det skilles ad.

På billederne kan du se, hvor området er, der skal løsnes. Jeg brugte bare et hacksavblad og holdt det i skak til resten af kanten af huset og skar den del af, der skulle være i vejen. Når det er fjernet, kan gryden til gashåndtaget installeres.

Når du installerer gashåndtaget, skal du sørge for at geninstallere metalklemmen, der beholder gryden i gashåndtaget, og sørg for stop. Juster derefter gearet og gashåndtaget, som det var, da du skilt det ad, og skru alt sammen igen.

Trin 8: Installer og juster potter

Efter installation af gashåndtaget er de andre 3 stort set de samme. Gryderne i bunden af pinden får metalholderklemmerne i stolpen til at hjælpe med at holde dem på plads, og den øverste til rorstyringen gør det ikke. Tilslut hver sensor til dens respektive stik. Påmindelse om muligvis at bruge en vinkelbase i stedet for en lige på gryden nær de venstre knapper, så sensortrådene ikke forstyrrer brættet - test og verificer.

Efter installation af alle 4 gryder skal du justere vinkelfølsomheden for hver akse såvel som midtpunktet. For at gøre dette skal du tænde for joysticket. Hvis det foretrækkes, kan dette gøres ved at slutte joysticket til en hvilken som helst USB -opladeradapter, da alt, hvad vi virkelig har brug for, er strøm til sensorerne. Ellers skulle tilslutning til din computer være OK - bare sørg for ikke at kortslutte 5VDC til GND af en eller anden grund.

Disse er målene for justering:

Akse centreret: 2,3 VDC ± 0,1

Aksespænding lav: 0,6 VDC ± 0,1 (Pitch-aksen trækkes tilbage mod gashåndtaget, R-L-aksen skubbet helt til højre, håndtaget vrides helt CCW, gashåndtaget til fuld "-" eller 0%)

Aksespænding høj: 4,0 VDC ± 0,1 (Pitch-akse skubbet frem mod væk fra gashåndtaget, R-L-aksen skubbet helt til venstre, håndtag vrides helt CW, gas til fuld "+" eller 100%)

I min test repræsenterede disse omtrent de grænser, hvor jeg var i stand til at maksimere joystickets følsomhed. At tage det helt til 5 VDC eller 0 VDC for signalet syntes ikke at virke …. det stoppede med at reagere på ændret spænding under omkring 0,4 V og over omkring 4,5 V. Yderligere, da jeg først testede systemet med de originale potter, 0,5 og 4,3 V var de ekstremer, jeg observerede på tværs af alle 4 kredsløb.

Tilslut et multimeter til systemet, med målerens GND tilsluttet GND (sort) power header, og + terminalen på måleren, der aflæser sensorens signal (det kan aflæses parallelt med eventuelle forbindelser til joysticket). Begynd med gryden på gryden i midten af sit område. Brug en nåletang til at dreje forsigtigt magneten, indtil spændingen fra sensoren er omkring 2,5 V. Flyt derefter joysticket eller gashåndtaget til et af stopene, og afgør, om sensorens område er for højt eller for lavt. Hvis den flyttes til en højspændingsposition, og aflæsningen overstiger 4,3 V, skal sensoren flyttes væk fra magneten. Hvis den er i højspænding og aflæsningen er mindre end 4,1 V, skal sensoren flyttes tættere på magneten. Juster og gentag test i begge retninger, indtil spændingen er inden for området. Hvis den ene side er inden for rækkevidde, men den anden side går uden for rækkevidde, kan det være nødvendigt at justere midten ved at dreje magneten let for at flytte centerpunktet. Justeringen vil være en iterativ proces, og det har sandsynligvis taget mig cirka en time at få justeret alle 4 gryder til min tilfredshed. Rorjustering er den mest tidskrævende, da det kræver mindst delvis genmontering af håndtaget hver gang for at få en ægte fornemmelse for justeringen af gryden.

Når den er justeret, før du samler joysticket, anbefaler jeg at tilslutte joysticket til computeren og køre en kalibrering. Dette bekræfter, at alle akser bevæger sig i den retning, du har til hensigt, og at ingen af dem vendes (med en magnet roteret 180º fra, hvor den skal være).

Trin 9: Endelig genmontering og test

Efter grydejustering skal du kontrollere alle aksers funktionalitet gennem en kalibrering af joysticket på din computer og sikre, at hver bevægelse svarer til den retning, du agter at gå.

Når alt er godt at gå, skal du tape alle ledningerne ned, så de ikke bevæger sig rundt, mens du sætter tingene sammen.

Mens du installerer hoveddækslet, der har gasspjæld og knapper, skal du holde øje med ledningerne, der kommer ud af venstre sidegryde - på mit joystick stak ledningerne fra denne sensor ud og forstyrrede brættet, og jeg måtte bøje sensortrådene er ude af vejen. Som jeg nævnte i introduktionen, havde jeg vidst, at dette ville ske, havde jeg muligvis brugt en vinkelbase her i stedet, selvom jeg kunne få det til at fungere, som det var.

Efter den sidste samling, giv den en sidste kalibrering og test! God fornøjelse!

Hvis du har spørgsmål om noget, er du velkommen til at efterlade kommentarer, så besvarer jeg dem så godt jeg kan, eller uploader yderligere billeder.