描述

筆記：

該項(xiàng)目嚴(yán)重未完成，并且由于芯片短缺，在不久的將來(lái)不會(huì)完成。但是，該項(xiàng)目并沒(méi)有被放棄，工作將繼續(xù)進(jìn)行。

故事：

“而且 32U4 沒(méi)有足夠的中斷，所以我肯定會(huì)在某個(gè)時(shí)候需要 SAMD21……”“預(yù)計(jì) 2023 年 3 月 27 日”是什么意思？

[插入圖片]

怎么樣... 是的，Digikey 怎么樣？有人有剩余的存貨嗎？

[插入圖片]。標(biāo)題：“.. 0 庫(kù)存。我想這就是我需要知道的。”

所以！沒(méi)有芯片給你。大不了。但是有 Arduino Zeros，所以我可能只想拿一個(gè)。反正我想要一個(gè)。

啊對(duì)。故事。

當(dāng)我決定購(gòu)買 KSP 并試一試（不后悔；樂(lè)趣無(wú)窮）時(shí)，我注意到該游戲支持一種稱為“6 自由度輸入設(shè)備”的東西。

這吸引了我。這個(gè)“6 自由度輸入設(shè)備”是什么東西？它是什么樣子的？我還能用它做什么？

根據(jù)定義，它是一種收集 3D 運(yùn)動(dòng)并將其提供給計(jì)算機(jī)的設(shè)備。6 Degree Of Movement，從技術(shù)上講，指的是物體可以移動(dòng)的三個(gè)軸：向前/向后（X 軸）、向左/向右（Y 軸）和向上/向下（Z 軸）。另外3個(gè)是沿3軸旋轉(zhuǎn)：Roll（Rotation-X），Pitch（Rotation-Y），Yaw（Rotation-Z）。

由于這樣的控制器可以捕捉所有 3 個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)，因此它可以用于控制/操縱虛擬 3D 對(duì)象，例如在 CAD 和游戲中。基本上，一個(gè) VR 控制器，除了它用于更實(shí)際的桌面工作和娛樂(lè)。

這就是原則。但首先，了解一些背景知識(shí)。

6 自由度輸入設(shè)備并不新鮮。每個(gè) VR 控制器在技術(shù)上都是一個(gè) 6 自由度輸入設(shè)備，有制作 3D 輸入設(shè)備陣列的 3DConnecxion，還有另一個(gè) Hackaday 創(chuàng)始人兼創(chuàng)始人繼續(xù)將他的想法商業(yè)化為產(chǎn)品。然而，它們之間的共同主題是它們對(duì)操縱桿的使用。

操縱桿不一定不好——它們是一種非常用戶友好的收集輸入的方式。只需將拇指放在搖桿頭上，向您想要輸入的方向移動(dòng)它，然后在您不想移動(dòng)時(shí)松開(kāi)它。問(wèn)題在于收集輸入的方式：由于桿的運(yùn)動(dòng)量是有限的，因此不可能將桿的運(yùn)動(dòng)（從其原始位置）表示為位移，而是表示為加速度。這似乎很好，直到您必須考慮此類設(shè)備的用例——CAD、設(shè)計(jì)和模擬，這是追求此類設(shè)備的首要原因。

這就是我問(wèn)自己的問(wèn)題：“想象一下滾動(dòng)瀏覽一個(gè)大電子表格或網(wǎng)站。哪個(gè)更有意義，滾輪還是操縱桿？”

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但首先，我們必須開(kāi)發(fā)代碼/固件，這樣微控制器才能在計(jì)算機(jī)上顯示為這樣的設(shè)備。為此，我們必須查看它必須發(fā)送的 USB 報(bào)告。

[插入 USB 組織文檔中的圖片]

它確實(shí)為 USB 描述符的不同字段列出了各種不同的數(shù)據(jù)值，但如果您從頭開(kāi)始制作描述符，它就沒(méi)那么有用了，因?yàn)樗鼘?shí)際上并沒(méi)有首先列出描述符標(biāo)頭的值。

幸運(yùn)的是，我能夠訪問(wèn)可用的 USB Joystick 庫(kù)和可用的 6 自由度輸入設(shè)備——3DConnexion SpaceMouse（無(wú)線）。

USBLyzer 的一些“嗅探”揭示了一些有趣的秘密

[插入U(xiǎn)SBLyzer圖片]

盡管我能夠修改代碼以“模擬”“符合 HID 的輸入設(shè)備”，但我無(wú)法讓任何應(yīng)用程序“獲取”數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)化為有用的東西。

我懷疑這是驅(qū)動(dòng)程序的問(wèn)題，因?yàn)樘帐髽?biāo)本身（沒(méi)有驅(qū)動(dòng)程序）在這些應(yīng)用程序中也沒(méi)有任何作用。在那種情況下，我將不得不做一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序。這可以從相當(dāng)簡(jiǎn)單到成為絕對(duì)的大腦爆炸器。

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現(xiàn)在進(jìn)入硬件。

讓球在所有 3 個(gè)軸上滾動(dòng)比人們預(yù)期的更具挑戰(zhàn)性。必須執(zhí)行一些嚴(yán)重的過(guò)度設(shè)計(jì)，以便讓球滾動(dòng)（一系列滾輪上的滾輪）。或者我們可以只放入一個(gè)類似滾動(dòng)環(huán)的東西，這樣人們就可以旋轉(zhuǎn)它來(lái)輸入第三軸。或者我們可以使用特氟龍墊和光學(xué)傳感器。由于光學(xué)傳感器不依賴于與球的物理接觸來(lái)工作，因此球可以四處滑動(dòng)，使用聚四氟乙烯墊將表面摩擦降至最低。然而，我更喜歡機(jī)械設(shè)計(jì)作為我最初的意圖。

滾輪將布置成三角形配置，其中三個(gè)滾輪間隔 120 度。另一組偏移 60 度的滾輪用于制作外殼。

球就像沃爾瑪?shù)南鹉z彈力球一樣簡(jiǎn)單。它又大又圓，非常適合公差寬松的粗糙 3D 打印原型。然而，球有很大的摩擦力并阻止了平滑滾動(dòng)（目前）。也許用另一種材料制成的球會(huì)表現(xiàn)得更好，但無(wú)論哪種情況，都需要某種形式的支撐或固定裝置來(lái)支撐滾輪，以便它們保持在原位。

輪子的運(yùn)動(dòng)是用光學(xué)編碼器讀取的，考慮到在設(shè)備的使用壽命期間，輪子會(huì)經(jīng)歷很多很多旋轉(zhuǎn)，機(jī)械編碼器可能會(huì)在使用很短的時(shí)間內(nèi)失效。滾輪由一個(gè)沿邊緣有間隙的圓盤(pán)組成，通過(guò)一根軸連接到輪子上，然后將其安裝到底座中，兩端各有兩個(gè)滾輪。兩個(gè)光遮斷器檢測(cè)氣隙在任一光遮斷器處的不同時(shí)間以跟蹤其運(yùn)動(dòng)。

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集會(huì)：

您需要一個(gè)底板、一個(gè)頂板、兩個(gè)光學(xué)滾輪以及光學(xué)編碼器和四個(gè)襯套，以及用于光學(xué)編碼器的 4x 5mm M2 支架，以及用于將頂板固定到下板的多個(gè) M3 螺釘。您還需要 M2 螺絲將“襯套”固定到位。

您不必使用公制緊固件——打印件中沒(méi)有螺紋，因此您可以使用任何緊固件（帶有匹配的螺母），只要它們合適即可。

本項(xiàng)目中使用的軸承是 RC 汽車變速器中使用的 5x11x4mm 軸承。或者，您可以 3D 打印所述尺寸的圓柱體（或管子？）。

該設(shè)計(jì)應(yīng)允許各種直徑的球，但它是用 2.25 英寸設(shè)計(jì)和測(cè)試的。