工程名称:FOC力反馈方向盘手柄,带挡杆
工程作者:realTiX
前言
小编今天逛开源平台,看到了一个很有趣的力反馈方向盘。
控制赛车非常丝滑**▼**
这这这,这是主打一个,在家也能实现“赛车”自由?
但这不是最重要的!最重要的是:
作者只用
1颗主控+1个10X7cm的主板PCB
就实现了
FOC+力反馈+USB HID全流程!
这是什么水平?
这是非常的有水平!
事情变得有趣起来了……
这是个什么方案?咱“研究”一下😏
在那之前,咱简单罗列一下它的功能!
*0***1
项目功能&亮点
”
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它能在赛车计划、漂移赛车等游戏中,通过震动等反馈,体验到“真在开车”的快感。比如:撞路肩时,实体方向盘会同步游戏摆动,并有整体震动,实现力反馈效果
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兼容《欧洲卡车模拟 2》《神力科莎》等主流赛车/模拟驾驶游戏
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有mini方向盘,用于控制赛车方向
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有mini排档,实现游戏换挡操作,可切换1-12,R1,R2,N档
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集成肩键、扳机等功能按键
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内置 3.7V 锂电池供电,非常便携,可以躺在沙发上玩
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可自定义方向盘旋转圈数:0.1~255 圈
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带有彩灯状态指示
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支持开机一键校准方向盘中点/限位,也支持串口/USB 上位机后续修改
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通过 USB HID 协议与电脑通信,自动获取游戏下发的力反馈数据
换挡演示▼
接下来咱们瞅瞅,它是如何实现这些功能的?
*0***2
硬件设计方案
”
作者用嘉立创EDA,设计了3块板子——含主控板、挡杆小板、编码器小板。
主板
负责 FOC 算法、USB HID 通信、力反馈计算、按键与 LED 控制

原理图

PCB图
虽然但是……

哈哈哈哈哈哈哈哈哈作者是天才吗!
挡杆小板
实现原创微型排挡的档位检测与信号转换

原理图

PCB图
磁编码器小板
精确检测无刷电机转角与转速,为 FOC 算法提供位置反馈
这里,作者设计了i2c和spi两个版本,相对灵活,可用于适配不同成本 / 性能需求的编码器
①磁编码器小板-i2c


②磁编码器小板-spi


硬件参数
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主控:PY32F403,带FPU,适配FOC高速运算
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电机驱动:MS8313 支持有感/无感控制
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无刷电机:一颗2804运行FOC作为力反馈方向盘
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电源管理:锂电池供电、5V/3.3V 稳压、防反接与过流保护
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通信接口:USB-C,HID协议连接PC,获取游戏力反馈数据、SWD调试口
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人机交互:彩灯(状态指示)、功能按键(校准 / 配置)
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扩展接口:连接挡杆小板、编码器小板的排针 / 排母
小编OS:
要知道,想实现上述功能,很多商用设备都要靠 “多颗芯片 + 更大的电路板” 才能实现,而作者只通过「1 颗主控 + 巴掌大的主板+2个小板」就全部搞定了
这算不算是把单片机的 Flash、RAM、运算能力压榨到极限?
*0***3
软件设计方案
”
项目的软件部分已全开源了。

作者也提供了固件!
如果你只是想尝试复刻,练习技术,直接烧录固件即可!
以下是一些注意事项说明:
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本项目使用了自研的裸机调度器 LTX V3,提供更高效的响应与更好的开发体验;
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关于烧录:使用 daplink/jlink/... 等等swd调试器进行固件烧录,可使用keil编译源码烧录;
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如果您需要对本项目进行二次开发或拓展,那么应该需要一些调试手段。
关于调试:
本项目最初使用 RTT 进行调试信息输入输出,现改为串口,串口速度为 4M。如果需要,那么可以在宏定义切换回 RTT,以下是 RTT 相关的用法:
segger RTT 会将输入输出信息保存在一块 ram 中
如果您有 jlink,那么可以直接用 segger 提供的 rttviewer 进行调试,这里仅提供使用 dap-link 的调试方法:
在普冉官网下载官方提供的 openocd 版本,将其加入环境变量

本章的最后:
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通过自定义命令,可控制单片机的运行状态,比如使用 /ltx_app 命令暂停某些 app 等等,也可依赖发布订阅机制实现数据更新后的自动打印,在 ltx_cmd.c 中提供的 /print 命令有一个 heart_beat 样例,用来每秒打印心跳,您可参考该样例来设置自己的订阅数据打印;
-
如果您需要经常修改一些变量,如尝试某些不同的 pid 参数,那么也无需重新烧录,在 ltx_cmd.c 中提供了一个 /param 命令,该命令可对 ltx_param.c 中指向的自定义数据进行读写;
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所有的自定义命令可在 ltx_cmd.c 中查看,也可开机后给单片机发送 /help 命令来列出所有命令,您也可以参考这些命令创建一些方便调试自定义命令,部分现有命令可能会影响系统的正常运行。
*0***4
结语
”
这个作品的DIY成本在200元以内。
PS:出于好奇,小编悄悄去某宝,搜了一下【力反馈方向盘】关键词,想看看这类方案的市场:

虽然咱的方向盘很mini,但要是复刻成功,好像,也挺值的吼……😁
PPS:最后,本项目还有一篇三万字的配套博客,主要讲解 FOC 相关内容,感兴趣可前往作者开源主页了解更多!可别错过啦~
*0***5
开源网址
”
你喜欢这个作品吗?如果是你,你会怎么设计它?欢迎评论区唠唠丫!
目前,项目已全开源!
——想复刻****?想给作者**点赞*?下面会附上开源网址↓,欢迎大家在遵循作者开源协议的情况下,友好复刻学习~~*
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