家里廢棄的自行車(chē)的另類(lèi)情調(diào)！電子發(fā)燒友們的遙控夢(mèng)在本文的自行車(chē)上發(fā)揮得淋漓盡致，點(diǎn)擊了解遙控DIY詳情！如果你厭倦了用鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、游戲方向盤(pán)、手柄來(lái)玩極品飛車(chē)，不妨試下用自行車(chē)，寓健身、娛樂(lè)、減肥于一體，那是相當(dāng)拉轟！

　　制作時(shí)間：5小時(shí)；制作難度：★★☆☆☆；GEEK指數(shù)：★★★☆☆。

　　1 引言

　　近來(lái)有點(diǎn)喜歡玩《極品飛車(chē)》，所以買(mǎi)了一個(gè)游戲方向盤(pán)。

　　快遞到后，迫不及待地拆開(kāi)，才玩了一會(huì)，就想把它扔掉，手感實(shí)在有點(diǎn)爛，微微地打方向一點(diǎn)反應(yīng)都沒(méi)有，再打多點(diǎn)突然間像打雞血一樣猛轉(zhuǎn)方向，還不如鍵盤(pán)來(lái)得爽。扔垃圾筒有點(diǎn)可惜，想了想，覺(jué)得可以花點(diǎn)心思改造一下，打造一個(gè)不錯(cuò)的游戲控制器。

　　家里能與“速度與激情”扯上點(diǎn)關(guān)系的，就只有1樓已經(jīng)廢棄了10年的簡(jiǎn)易跑步機(jī)，和一臺(tái)鄰居送的很破的自行車(chē)。

　　我選擇了自行車(chē)，個(gè)人覺(jué)得把自行車(chē)的后輪架起來(lái)，操控起來(lái)實(shí)在很自然。另外還有一個(gè)原因，我搬不動(dòng)跑步機(jī)。

　　基本設(shè)計(jì)如下：

　　自行車(chē)車(chē)頭 ————》 賽車(chē)方向盤(pán)

　　自行車(chē)腳踏 ————》 賽車(chē)油門(mén)

　　自行車(chē)左剎車(chē) ————》 賽車(chē)腳剎

　　自行車(chē)右剎車(chē) ————》 賽車(chē)手剎或氮?dú)饧铀?/p>

　　2 設(shè)計(jì)思路

　　一般游戲方向盤(pán)都在方向盤(pán)和油門(mén)剎車(chē)上裝有線性電位器，當(dāng)玩家打方向盤(pán)或踩下油門(mén)剎車(chē)的時(shí)候，電位器的阻值改變，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換測(cè)量加到電阻器的變化電壓，從而得知方向盤(pán)或油門(mén)剎車(chē)的改變量，再通過(guò)MCU或usb芯片與電腦通訊。

　　由于我不太懂usb通訊方面的知識(shí)，所以就直接采用“拿來(lái)主義”，取得方向盤(pán)的主電路板來(lái)制作。

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，只要輸入一個(gè)相應(yīng)電阻給方向盤(pán)的主電路板，便可以“騙”它進(jìn)行工作，發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)給上位機(jī)（電腦《極品飛車(chē)》），而我們要做的工作，就是使用一些傳感器，來(lái)測(cè)量自行車(chē)的一些參數(shù)（速度，車(chē)頭轉(zhuǎn)向，是否剎車(chē)），通過(guò)MCU處理后，改變數(shù)字電位器，接入到方向盤(pán)的主電路板中，便可。

　　請(qǐng)看詳細(xì)圖示：

　　3 工具

　　自行車(chē)一臺(tái)，自行車(chē)騎行臺(tái)一只。

　　霍爾傳感器模塊，微動(dòng)開(kāi)關(guān)，LPC2013最小系統(tǒng)模塊，電子羅盤(pán)模塊，加速度傳感器模塊

　　ULINK調(diào)試器、電腦一臺(tái)，MDK keil4開(kāi)發(fā)環(huán)境，萬(wàn)用表

　　玩電子的必備工具：電烙鐵，錫線，吸錫器，螺絲筆一套，鑷子，防水膠布，臺(tái)鉆，扎帶等等，反正焊接電路板該有的都要有，不細(xì)細(xì)述說(shuō)了。

　　4 方向盤(pán)拆解

　　把方向盤(pán)拆開(kāi)，測(cè)量一些參數(shù)：

　　方向盤(pán)線性電位器的最大阻值，左右方向方向盤(pán)均打盡的阻值，方向盤(pán)居中的阻值。

　　未踩下剎車(chē)時(shí)的阻值，踩盡剎車(chē)時(shí)的阻值。

　　未踩下油門(mén)時(shí)的阻值，踩盡油門(mén)時(shí)的阻值。

　　經(jīng)過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，剎車(chē)和油門(mén)共用一個(gè)線性電位器。

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　　而對(duì)于方向盤(pán)來(lái)說(shuō)，方向盤(pán)居中時(shí)，其電位器阻值剛好是最大阻值一半，如此一來(lái)，就沒(méi)有必要過(guò)多關(guān)注其電阻值了。

　　雖然如此，選用的電位器相差不要超過(guò)一個(gè)數(shù)量級(jí)為好。

　　5 電路設(shè)計(jì)與焊接

　　1）由于買(mǎi)回來(lái)的ARM7 2103模塊已經(jīng)是最小系統(tǒng)，所有管腳直接引出，因此只需要將其管腳用板略為引伸，接上座子，方便安裝便可。整個(gè)MCU模塊所用到的管腳有——SPI0管腳，I2C0管腳，外部中斷2個(gè)，一些GPIO口接指示LED、觸動(dòng)開(kāi)關(guān)（可有可無(wú)），UART0管腳（調(diào)試輸出數(shù)據(jù)用，可有可無(wú)）等。

　　電路圖就不需要給出了，如果你以上基本都能看懂或是學(xué)過(guò)ARM的，那肯定知道怎么接，我只是畫(huà)了個(gè)草圖，就開(kāi)始焊接了，焊好的板子如下。

　　2）把方向盤(pán)的主電路板和轉(zhuǎn)接板取出來(lái)，焊到一塊萬(wàn)用板上，焊上接線座，方便安裝。

　　為了方便安裝，我另外還給兩個(gè)霍爾傳感器和加速度傳感器、電子羅盤(pán)加焊了幾塊電路板，加上接線座子。全家福一張。

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　　6 模塊詳細(xì)介紹

　　1）霍爾傳感器（測(cè)量自行車(chē)的速度）

　　霍爾傳感器模塊是這樣工作的，3個(gè)管腳，VCC腳，GND腳，DATA腳，缺省狀態(tài)DATA腳輸出低電平，若有磁石靠近，產(chǎn)生磁場(chǎng)切割，便會(huì)輸出一個(gè)高電平，當(dāng)磁石遠(yuǎn)離傳感器，又恢復(fù)低電平。

　　所以在自行車(chē)的腳踏邊上貼上一個(gè)磁石，把兩個(gè)霍爾傳感器模塊裝到腳踏經(jīng)過(guò)的兩邊位置，在踩自行車(chē)時(shí)，通過(guò)計(jì)算兩只霍爾傳感器的時(shí)間差，來(lái)獲得騎車(chē)人踩單車(chē)的速度，由此對(duì)應(yīng)賽車(chē)油門(mén)的深淺。

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　　2）電子羅盤(pán)，加速度傳感器模塊（測(cè)量自行車(chē)的轉(zhuǎn)角）

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　　我使用的這款電子羅盤(pán)的芯片型號(hào)為HMC5883L，I2C接口，75HZ的數(shù)據(jù)讀取頻率，沒(méi)太多好說(shuō)的，上電復(fù)位，通過(guò)I2C接口設(shè)置好工作參數(shù)和工作模式，就可以讀取數(shù)據(jù)了。數(shù)據(jù)的模式是地磁在XYZ軸的分量，還搞得不是非常懂。XYZ軸的基準(zhǔn)與芯片的位置有關(guān)。不過(guò)取出數(shù)據(jù)按照芯片手冊(cè)計(jì)算，就可以測(cè)得與地磁的夾角。

　　模塊上還有一個(gè)ADXL345加速度傳感器，一樣是I2C接口，主要是因?yàn)樽孕熊?chē)的車(chē)頭旋轉(zhuǎn)平面并不是完全水平的，因?yàn)樽孕熊?chē)的車(chē)頭軸（不知道是不是這樣稱呼）與地平面有一個(gè)夾角，所以就導(dǎo)致了——整個(gè)模塊無(wú)法工作在水平面中，也就是說(shuō)電子羅盤(pán)的XY軸形成的平面，不與水平面平行，Z軸的地磁分量肯定不為0，至少大部分時(shí)間不為0。

　　說(shuō)了這么多ADXL345加速度傳感器就是用來(lái)測(cè)量水平傾角，對(duì)電子羅盤(pán)的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正的。

　　事實(shí)上，我另外還買(mǎi)了一個(gè)模塊，上面集成了一個(gè)加速度傳感器和一個(gè)角速度傳感器，本來(lái)是怕一個(gè)加速度傳感器有誤差，可以進(jìn)行取平均值來(lái)校正，后沒(méi)有使用。

　　美中不足的是，因?yàn)槭褂昧穗娮恿_盤(pán)，所以每次開(kāi)始玩的時(shí)候，都需要校正，因?yàn)樽孕熊?chē)的位置不同導(dǎo)致了車(chē)頭居中朝向不一致，因此需要初始化。甚至在玩的時(shí)候，玩得太嗨，動(dòng)作太大，導(dǎo)致自行車(chē)位移，也要不斷地校正。

　　最好的方式，還是在車(chē)頭上安裝一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)電位器來(lái)取代電子羅盤(pán)，但是考慮到電位器的安裝需要合適的齒輪，安裝起來(lái)很麻煩，也沒(méi)有模具，所以就罷了。

　　3）微動(dòng)開(kāi)關(guān)（剎車(chē)，氮?dú)饧铀伲?/p>

　　在自行車(chē)剎車(chē)裝上兩個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，開(kāi)始的方案是壓力傳感器，如此一來(lái)，剎車(chē)的參數(shù)便是模擬量，但安裝的問(wèn)題太過(guò)于麻煩，所以就采取了開(kāi)關(guān)量的方式來(lái)進(jìn)行。

　　微動(dòng)開(kāi)關(guān)直接接入了方向盤(pán)的電路板中，不通過(guò)ARM7 LPC2103電路板。

　　4）數(shù)字電位器MCP42050。

　　最大量程50K歐姆，SPI通訊接口，2個(gè)電位器，精度為50K歐/256，已經(jīng)是非常夠用。在初始設(shè)定中，油門(mén)深淺（即車(chē)速）分10個(gè)等級(jí)，方向盤(pán)每5度設(shè)為一個(gè)等級(jí)，左右各90度便是32個(gè)等級(jí)。綽綽有余。

　　5）LPC2103模塊。

　　沒(méi)什么好說(shuō)的，處理數(shù)據(jù)用。

　　7 編程、調(diào)試

　　1）我使用了小型操作系統(tǒng)Ucos，分成4個(gè)任務(wù)。

　　任務(wù)1：指示燈亮滅。任務(wù)2：電子羅盤(pán)數(shù)據(jù)讀取，加速度傳感器數(shù)據(jù)讀取，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到轉(zhuǎn)角并寫(xiě)入一全局變量中。任務(wù)3：霍爾傳感器的數(shù)據(jù)處理，將時(shí)間間隔（車(chē)速）寫(xiě)入一全局變量中。任務(wù)4：根據(jù)速度和轉(zhuǎn)向2個(gè)全局變量的數(shù)據(jù)，把對(duì)應(yīng)的電阻值寫(xiě)入數(shù)字電位器中。