|
|
|
Электроника для игровых манипуляторов, подключаемых к gameport компьютера.
Результаты лазаний по интернету и домашних изысканий вирпила "боРада".
|
Начнем с того, что вариантов изготовления электроники для джойстика и педалей не так уж и много. USB-port сразу откидываем, так как далеко не каждый сможет купить специализированные микросхемы и/или рассчитать/запрограммировать их. Значит gameport. Схема подключения джойстика к нему на рис.1
|
| Из
простых схем для gameport выделим две наиболее распространеных:
1. на переменных сопротивлениях
(рис.2) Я решил остановится на оптопаре, т.к. мне они достаточно хорошо известны. Я постараюсь достаточно подробно и доходчиво написать об изготовлении оптопарной конструкции, чтоб вирпил даже со слабой электронной подготовкой смог сделать себе игровой манипулятор. Плюсы по сравнению с переменными резисторами: при правильной эксплуатации практически отсутствует фактор износа, больше вариантов установки(передачи и преобразование движения в электрический сигнал), меньшая дефецитность. Минус - нелинейность, особенно при простом способе включения (рис.3) Минимуму сопротивлению соответствует максимум показаний. На примере рис.4 показан USB джой, но на gameport то же самое. рис.4
|
рис.2
рис.3 |
|
Для более ясной картины и для тех, кто понимает вопрос не так как я :-)), я сделал соответствующие замеры по рисунку 3. Фотодиод нагрузил сопротивлением R=10 кОм и на нем мерял напряжение. Замеры производились при перемещении светодиода с шагом 0.5 см в диапазоне 0.5 - 6 см.
В результате я пришел к выводу, что наилучшим вариантом является ряд 2, ход оптопары от 0.5 до 3.5 см, закрытой темным матовым материалом. А вы как хотите :-)).
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
По поводу фотодиодов - в мышках стоят, как правило, сдвоенные фотодиоды. Там так надо. Можно использовать как одиночное, так и параллельное включение. Эксперементируйте! | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Способы изменения уровня принимаемого сигнала: |
||
|
Расстоянием между
излучателем и приемником |
Управляемой шторкой
|
Поворотом приемника или излучателя.
|
|
Однонаправленное |
Переменного
сечения
|
Этот способ я пока не исследовал, |
 |
 |
 |
|
Двухнаправленное,
схема на рис.6.
|
Переменной
прозрачности
|
но убедился что он работает. |
 |
 |
 |
| Думаю, можно применить еще один способ - комбинированный (рис.10). Конденсатор С1 добавлен для сглаживания шума регулирования резистора R2. |
 рис.5 |
|
Результат попытки создать линейный оптопарный датчик для педалей можно увидеть на рис.6. Использовано двухнаправленное движение светодиодов. Прямой линейности добится не удалось, но от среднего положения изменения симметричны. Изменением R3=R4 (от 5 до 20 кОм) можно в небольших пределах регулировать линейность преобразования. Подбором R нужно добится одинаковой чувствительности оптопар, так как при калибровке стандартный драйвер делит пополам изменение тока на входе и поэтому центр, при несовпадении параметров оптопар, будет смещен. Проверка нескольких разных светодиодов и фотодиодов показала, что параметры однотипных фотодиодов приблизительно равны, тогда как однотипные светодиоды существенно различаются светоотдачей при одном токе. рис.6
|
|
R5 можно регулировать для конкретного компьютера по показанию калибровочной панели джойстика. Если планируется педали подключать только дома, можно поставить постоянное сопротивление. У знакомых электроников, как и у меня, возникло желание R3 и R4 заменить "триммером" R (рис.7), но я не пробовал, надо еще продумать конструкцию. ...рис. 7 |
| При экспериментах было замеченено
до боли знакомое многим дрожжание (даже иногда скакание) столбика (крестика)
на панели настройки джойстика в компьютере. Причем столбик дергался сильнее
в нижней части регулировки. Рефлекторная попытка сгладить это конденсатором
на выходе управления, моментально приводила к слепоте компьютера :-)), т.е.
он преставал видеть джойстик. Такой же результат вызывает замыкание переменного
резистора накоротко (именно поэтому, кстати, я на рис.1 включил последовательно
переменному резистору постоянный на 1кОм.). Это заставило меня почесать лоб и взять осциллограф. На нем я увидел неожиданную для себя картинку. На входе осей gameporta постоянно присутствуют импульсы частотой следования примерно 15 Гц., при изменении сопротивления от 1кОм до 100кОм ширина импульса пропорционально увеличивается (от a до b). Отсюда напрашивается простое предположение - на входе присутствует конденсатор, шунтируемый на общий провод через ключ, что сразу объясняет мои неудачи с дополнительным кондером. Значит мы регулируем не напряжение на входе gameport, а время зарядки конденсатора (так называемую "постоянную RC цепи") путем изменения сопротивления R. Затем видимо компаратор и всякая фигня, которая нам, в данном случае, побоку! |
рис.8 |
|
Ну и что теперь? Подключая постоянное сопротивление(около 100кОм) вместо переменного, я убедился что дрожжание практически не уменьшилось, значит качество переменника не всегда имеет такую большую зависимость, как об этом часто пишут. Повторюсь, что наиболе сильно этот эффект проявляется в положении переменного резистора на максимуме сопротивления. Где ж собака порылась? На рис.9 видно что кондер заряжается нелинейно, и в верхней части небольшое изменение напряжения вызывает достаточно большое изменение длительности импульса, т.е. измеряемой величины. Значит может оказывать влияние на "скакалки" как помехи по питанию, так и наводки на схему регулирования и соединительный шнур. Пришлось для фильтрации питания установить R7,C1,C2. Так же было замечено колебания базового тока на VT1, и конденсатор С3 появился в схеме. На всякий случай я установил блокировочные конденсаторы на 0.1 мкФ возле разьема gameport на питание +5 вольт. Возможно получилось "масло маслянное", но мне кажется "кашу маслом не испортить". |
рис. 9 |
|
ЭТО ВАЖНО! При отладке схемы выключите в комнате все лампы накаливания! Достоверные результаты можно получить только в отсутствии постороннего освещения. Желательно работать вечером при люминисцентных лампах! |
|
| Конец первой серии... продолжение |
© боРада обновление 27/10/03 |
рис.1 
