Электромагнитная центровка - теория и практика

Есть мысли по поводу электромагнитной центровки джойстика. Пара соленоидов на ось работают на выталкивание сердечника, который скреплён со штоком оси. Физику со времён института забыл напрочь, поэтому кто-нть может ткнуть в ссылку на какой-нть физический ресурс, где можно рассчитать параметры катушек, электрической мощности, необходимой для работы устройства и т.п.

Или, если интересно, обсудим это здесь.

Если всё задуманное будет работать, то можно получить мягкую регулируемую центровку, и даже некоторое подобие ФФБ.

Цитата:

---

Originally posted by sonar
Есть мысли по поводу электромагнитной центровки джойстика. Пара соленоидов на ось работают на выталкивание сердечника, который скреплён со штоком оси. Физику со времён института забыл напрочь, поэтому кто-нть может ткнуть в ссылку на какой-нть физический ресурс, где можно рассчитать параметры катушек, электрической мощности, необходимой для работы устройства и т.п.

Или, если интересно, обсудим это здесь.

Если всё задуманное будет работать, то можно получить мягкую регулируемую центровку, и даже некоторое подобие ФФБ.

---

...

ого...

А можно примерное обоснование? Зачем? Вернее что это даст? Тока без вариантов что "что-то вроде фидбека".
Тут все-таки реалисты сидят :D

Да я реалист дальше некуда :) Уже не одну конструкцию собрал.
Насчёт ЭМ - работает, но нужна мощность большая и хорошее экранирование. Так что пока откладывается :)

Цитата:

---

Originally posted by sonar
Да я реалист дальше некуда :) Уже не одну конструкцию собрал.
Насчёт ЭМ - работает, но нужна мощность большая и хорошее экранирование. Так что пока откладывается :)

---

Я тебя помню по Фидо. И схема твоего джоя (который ты на даче сделал) у меня по сей день лежит в архиве прочих схем.
Расскажи про результаты с соленоидами.
Я видел промышленные соленоиды (на клапанах), они потребляли много тока и сильно шумели чтобы обеспечить более-менее приличную тягу. Что-же дома будет??

Завязал пока с соленоидами - есть идея поважнее :)

Цитата:

---

Есть мысли по поводу электромагнитной центровки джойстика.

---

во! видать я не первый, у кого по это му поводу мысля приходила в гости к мозгу

Цитата:

---

Зачем? Вернее что это даст?

---

про центровку я как-то не задумывался, а вот сделать систему динамической загрузки РУС было бы просто здорово: чем "тяжелее" РУС в игре - тем труднее таскать реальную РУС.

хотя, конечно, надо признать, что идея труднореализуема в домашних условиях...

помоему это FFB называется...

Самый нормальный вариант, как инженер АиУТС, который решает все проблемы центровки, обратной связи - следовательно поведение штурвала, реализуется замкнутой, как минуму 3-х контурной (токовая, скоростная и позиционная ОС) системой управления с применением электродвигателей (простой вариант двигатели постоянного тока). Это классическая реализация применяемая промышленностью сто лет. Но реализация ее подразумевает как минимум вложения порядка 600-800 гринов. Самая сложная часть, вернее стоимостная, - это датчик положения. Если оптический (такие только и применяются на сегодняшний момент), то исходим из минимальной считываемой дискреты.
Итак, рассмотрим одну ось, все остальные идентичны. Угол отклонения ручки допустим 60 градусов. Далее зависит Windows - что там используется 1 или 2 байта. Пойдем из преположения, что 1. Тогда нам нужно как минимум 360/(60/256)=1500 имп/об Обратимся к прайс-листу. Выбираем оптический инкрементальный угловой датчик. У СКБ ИС http://www.skbis.ru (Санкт-Петербургх) ЛИР-158 на 2500 имп/об с муфтой стоит около 4100 р или 140 у.е. (я из Беларуси, рубли не очень для меня близки).
Далее нужен электродвигатель привода (встроенный тахогенератор) и привод (электроника) допустим это начиная от 200-250 у.е, зависит от мощности. Потом нужен микроконтроллер (типа Microchip), чтобы замкнуть третий контур по положению и иметь связь с ПК по USB. Написать дрова для ПК и самое главное программу для контроллера. И вы получаете полноценный штурвал, умеющий делать все. У которого нет проблем в нулевой точки (систему нужно сделать астатическую с граничной полосой, чтоб руки у пилота не поломало %) , тогда статическая ошибка положения у неё будет равна нулю). Цену умножаете на 2 (оси же две). Вуаля 680 у.е. + время на программирование для программиста. Но это самый дешовый вариант. Если наращивать точность датчика до предела, то берется ЛИР-190А на 450000 (используется в поворотных столах фрезерных станков), тогда датчик стоит уже 1000 у.е.
Подобные штурвалы можно будет уже применять в учебных классах для летчиков! :D
А вообще, как говорится выберите 2 пункта из 3:
1.Дешево
2.Быстро
3.Качественно

1 в виндах 2 байта.
2 датчик мона и гараз дешевле найти :)

исходя из того что микрософт продавал свои игрушки по 100уё, есть куда думать

Можно и дешевле. Резольверы - применялись в СССР по причине отсутствия производства оптических линеек и круговых датчиков. Вернее были, производились в Югославии. Но стекло все равно брали у немцев. Следущий вариант. Можно взять резисторы углового положения они где-то от 25 у.е. до 50 (у них наработка на отказ от 10 000 000 оборотов). Но тут надо брать АЦП на два байта. Ставить его рядом с датчиком и экранировать. Есть еще бесконтактные резисторы (немцы делают). У них от 50 000 000 оборотов/отказ. Недостаток - фиксированная участок характеристики в положительном полярности и большой процент не линейности. Ну а недостаток всех переменников, это минимально четко определяемое угловое перемещение не стабильно. Эти все перечисленные недостатки не говорят о ПОЛНОЙ непригодности. Но нужно понимать, какие проблемы возникают при этом.

Оптические датчики дешевле? Подскажите или покажите. Можно редуктор конечно поставить. Но возникает тут же зона не чувствительности.

Все что было расказано выше - это идеальный вариант. Остальное - это упрощение и естественно ухудшение системы, но имеющее право на жизнь.

Да и цена такая большая из-за единичного производства. Если производство отлаживать, то можно сэкономить на создании собственного привода. Его можно уложить и в 20-40 у.е. исходя из мощности движка ват так 70-100.

А зачем использовать какие то дополнительные датчики и АЦП?
Ведь в джойстике уже есть датчики и АЦП в контроллере?
Мы в своих работах исользуем самодельный датчик на основе спарки KMZ41 & UZZ9000 производства Филипс. Готовый датчик на продажу выходит около 20 у.е. Точность и линейность у него замечательная, угловой диапазон легко настраивается от плюс/минус 15 - 180 градусов. Микроконтроллеры со встроенным АЦП 10 битным стоят от полутора до 3 у.е.
Тем более эти вещи так и так необходимы для устройства управления, их и можно нагрузить динамической центровкой.
Вот реализация передачи усилия на ручку, это интересно, если есть приемлимые идеи - поделись.

Я вел речь о джойстике полностью собственной конструкции. Начиная от механики, электроники до драйверов. Просмотрев pdf вышеуказанных микросхем пришел к выводу, что они вполне пригодны для реализации углового датчика. Хотя у них погрешность измерения составляет 0.1-0.3 градуса. Это приведет к тому, что нулевая точка будет плавать +- 0.05-0.15 градуса. При пересчете на длину ручки 200 мм это поле плавание будет не более 1 мм в верхней точки ручки. Оно зависит от многих факторов, но 1 мм - это при наихудшем положении дел (плавает температура воздуха и пр.). Пока только не въехал в resolution измерения угла этой микросхемой. В одном случае пишут 0.1 градуса (что не катит), а с другой стороны у UZZ9001 11 бит, что более правдоподобно.
Итак согласен, использование подобных датчиков вполне приемлимо для настольной конструкции.
Есть уже готовые к применению http://www.megatron.de/Poti1/Kontakt...ntaktlose.html на разных эффектах - индуктивность, магниторезист, эффект Холла. Но к ним необходим еще АЦП.
По микроконтроллерам. Согласен контроллеры на сегодняшний момент стоят копейки. Об этом и вел речь. Есть контроллреы уже с выходом ШИМ на привод двигателя, что очень удобно. 3 контур по положению отслеживать должна игра, что она и делает, передавая усилия на двигатели обратной связи. Ну а скоростную и токовую ОС, это можно реализовать в микроконтроллере с 2 АЦП для ОС, что приведет к резкому упрощению задающей электроники (по сути останеться силовая часть).
Тут я правда пошел по принципу управления станков с ЧПУ. Но тут мне кажется немного нужно определиться в понятиях.
Итак чем управляет алгоритм игры? Некоторым будет немного не понятно, но главное въехать и тогда все станет на свои места. От этого зависит какие ОС надо заводить. Итак:
1. S(t) - Положение. Это не функция игры или самого джоя, все-таки не компьютер управляет джоем, а джой управляет самолетом. Хотя если допустим ввести режим обучение. То возникает поле деятельности!!! Допустим новичек садится, как на второе место, а ручку позиционирует (не двигает, а позиционирует - это 2 разные вещи) именно комп или назовем автопилот. Уже можно обучать правилам полета. Либо прочувствовать как управляет джоем другой человек. Короче есть где развернутся в этом пункте.
2. V(t) - Скорость (первая производная положения S'(t)). Это скорее всего как отдельно управляемая субстанция врядли применима, она присутствует в тесной связке с положением.Хотя ... Пока нет мыслей.
3. F(t) - Сила, действующая на штурвал. Я думаю это и есть то чем управляет игра в обычном джое с обратной связью. Но у скорее всего вряд ли она замкнута в контур отслеживания. Ею проще всего управлять. У двигателей ПТ (постоянного тока) есть четкая физическая зависимость. Велеичина тока, проходящего через двигатель, прямо пропорционально возникющему моменту на оси. Т.е. ток 0.1А сила 2 Ньютона, ток 0.2 А сила 3 Ньютона и т.д. Но! Если Мы начнем удерживать рукой вал двигателя, то ток резко возрастет! А следовательно возрастет момент, который выдает движок. Поэтому и вводится ООС по току, которая контроллирует выдаваемый двигателем ПТ. В применении к игре это самая нужный контроллируемый параметр.

Ну вот вкратце.
Готовится проект, пока в CAD (механика, уже рассморено 4 варианта 3-х осевого джоя). Так что я думаю скоро представлю на обозрение. Здоровая критика всегда полезна!

Я собственно тоже вел речь о полностью самодельном устройстве:
механика
эргономичные ручки
бесконтактные датчики
точная и быстрая электроника
свои драйверы
своя оболочка программирования
модульность конструкции, причем по типу цепочки, когда один модуль цепляется за другим, можно менять порядок включения, подключать то одно, то другое

Над всем этим и работает ВКБ (урл в моей подписи)

Вот тема фидбека свободна, если есть желание, то можно совместить услилия