USB Controller Chip für sequentiellen Schalthebel und Handbremse

USB Controller Chip für sequentiellen Schalthebel und Handbremse

Tag allerseits!

Ich bin momentan dabei mir ein akzeptables Sim-Racing Setup zu bauen. Allerdings habe ich mein komplettes Budget für meine CSL Base+P1 Rim und CSR V3 reverse Pedale verblasen und dabei nicht an Dinge wie Shifter und Handbremse gedacht. Also baue ich mir diese nun selber.

Die Preise, die Fanatec oder Thrustmaster für diese Dinger verlangen, sind mir einfach zu hoch. Sollte ich irgend wann auf einen H-Shifter umsteigen wollen, werde ich wohl in den sauren Apfel beißen müssen und mir einen von Fanatec oder Thrustmaster kaufen. Oder ich werde wieder zum knauser und bau mir was aus nem Schalthebel vom Schrottplatz, aber so weit ist es noch nicht. Mir reicht erst mal der sequentielle.

Für die Handbremse werde ich die Tage mal auf nen Schrottplatz gehen. Für den Shifter habe ich mein altes Thrustmaster RGT geschlachtet.

Mein Plan ist, den Shifter und die Handbremse am Ende über einen controller chip per USB mit dem PC zu verbinden. Ich brauche also einen chip der den sequentiellen Shifter (4-Pol) und das Signal von einem Potentiometer (3-Pol) verarbeiten kann. Dann muss ich noch ne Software/Treiberlösung dafür finden.
Ich habe gehört, dass Arduino als Software/Hardware Lösung gut sein soll. Aber sollte es auch andere gute Alternativen dazu geben, wäre ich für jeden Hinweis dankbar.

Nur noch mal zur einfachen Klarheit: Ich suche einen USB controller chip, der ein 4-Pol Signal von einem 3-Position Schlater (Aus, Pos1, Pos2) und ein 3-Pol Signal von einem Poti verarbeiten kann. Außerdem sind Hinweise zu einer passenden Software Lösung willkommen.


Greez
Zero


PS: Sollte es Interesse geben, kann ich den Bauprozess hier auch gerne dokumentieren.

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Ganz Easy, dafür reicht nen Arduino Nano, mit nem Atmel 328P 8bit Mikrocontroller, der hat nen paar Analog und Digital ein und ausgänge, inkl ein paar PWM Ausgänge, den kannst du als USB HID Programmieren und als Controller benutzen. Daraus kannst dir alles erdenkliche bauen.

Wenns Leistungsfähig sein muss wenn du z.b noch Servos oder Aktuatoren ansprechen willst für Force Feedback und co, dann würde ich nen 64Bit Controller ans Herz Legen, nen ARM3x8 z.b verbaut im Arduino DUE.

Zu Programmieren sind die Teile in der Arduino eigenen Sprache, die aber C+ sehr ähnlich ist und da es genug beispiele und sogar schon fertige Projekte gibt in der Community bekommst du da auch viel Hilfen und vorlagen.

Btw ich bau mir auch bald nen Komplett eigenes Lenkrad, als Basis werd ich auch den DUE bzw den ARM3x8 nehmen, der ist auch oft verbaut. Im RGT den Controller kannst du auch benutzen wenn du die möglichkeit hast per ISP den Chip neu zu Flashen, das nämlich nen interessanter 32Bit ST Prozessor den man mit der ST Eigenen Software programmieren kann.

Ich hab auch das RGT Pro Clutch Edition das ich für mein Vorhaben nutzen werde, nur das ich ne H Schaltung baue ( ich hab ne CNC daheim stehen auf der Fertige ich alle Teile dafür )


Edit : Falls du nen Treiber oder nen Spezielles Programm brauchst, dann würde in der Arduino Variante "Python" als Programmiersprache die beste Wahl sein dank der Kompatibilität wird das sehr gerne für solche Projekte benutzt.

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Wow! Das nenne ich mal eine allumfassende Antwort! Danke!

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nur hab ich was total vergessen ....

GITHUB ist die Anlaufquelle Nr1 für dich.

Schau mal hier hat jemand schon nen Kompletten Code und alles was du brauchst für dein Projekt veröffentlicht.
GitHub - NicoHood/HID: Bring enhanced HID functions to your Arduino!

Interessant dürfte die Funktion "GameController" sein, da hast du mehr als genug Analoge Achsen für deine Potis und genug Digital Eingänge für die Taster, daraus lässt sich auch wirklich verdammt einfach ne H Schaltung bauen

Oder du machst es dir verdammt einfach, ne Erweiterte Tastatur über USB von da nimmst einfach 2 Tasten für Gang Hoch und Gang Runter, und im Game legst die Tastebelegung für Gang hoch und Gang runter auf die Erweiterte Tastatur, das sollte absolut Jedes Game unterstützen, sowas hatte ich mir mal vor 15 jahren gebastelt bevor ich das RGT gekauft hatte

Musst nur mal in Github nach "Arduino HID" suchen, da findest von Maus, Keyboard, LED Controller, Joypad, Joystick, Flightstick so ziemlich alles mögliche was du benutzen kannst und weiterentwickeln kannst.

The world’s leading software development platform . GitHub

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Moin !
Der Arduino ist schon der richtige Ansatz ! Jedoch solltest du einen Arduino Micro mit ATmega 32u4 prozessor verwenden da dieser direkt als USB Controller von Windows erkannt wird (Mit Joystick Libary).
Dazu musst du die Joystick Libary auf dem Arduino Micro installieren und das passende Beispielprogramm etwas umkonfigurieren.

Hier die Joystick Libary:
GitHub - MHeironimus/ArduinoJoystickLibrary: An Arduino library that adds one or more joysticks to the list of HID devices an Arduino Leonardo or Arduino Micro can support.
Und ein kleiner Exkurs über die Installation:
Create a Joystick Using the Arduino Joystick Library 2.0: 12 Steps (with Pictures)

Ich verwende das ganze gerade selbst um ein Load Cell Mod für Thrustmaster T3PA und Fanatec CSL Elite Pedale zu basteln.
Funktioniert ganz gut nur die Mechanik/Adapter muß ich noch ausdrucken.
Du kannst die Libary benutzen um alle möglichen Funktionen die ein Joystick oder Gamepad hat zu steuern - du musst nur die nicht benötigten Eingänge/Funktionen ausschalten/löschen.
Handbremse und Shifter hab ich auch noch auf dem Schirm aber momentan sind andere Projekte wichtiger und ich werde alles erstmal Schritt für Schritt abarbeiten....

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Da ich Dirt4 mal richtig fahren möchte sind natürlich auch eine Handbremse und ein realistischer Shifter vorgesehen.
Für die Handbremse :
Hydraulische Fly Off Handbremse - inklusive Anschlussset: Amazon.de: Amazon.de
Den Shifter werde ich wohl selbst bauen da keine günstige Vorlage da ist

Ich fahre momentan eine Thrustmaster TX Base an der XBox One S und eine TS-PC am PC. Pedale hab ich noch die 2fach Plastikteile und einT3PA von Thrustmaster aber eigentlich nur zum testen.
Selbst nutze ich die Fanatec CSL Elite Pedale (modifiziert) mit selbst angefertigtem Kabel so dass ich es direkt an der TX Wheelbase anschließen kann und so keine Probleme an der XBox habe.
Das gleiche am PC mit dem der TS-PC Base. An Rims hab ich momentan das TS-PC Open Wheel, Leather 28 GT, T500 GT 30cm, TS-GT, und Ferrari GTE hier.

In Arbeit sind die Erweiterung der CSL Pedale mit Load Cell Mod - das Thrustmaster Mod funktionert schon allerdings nur mit den Arduino Micro über USB am PC - an der Xbox wirds nicht unterstützt über USB und da muss ein Signalverstärker her ....
Shift lights, Gear Indicator, Display, Button Box usw - die Teile hab ich auch da - fehlen nur Gehäuse und Verkabelung.

Es gibt viel zu tun - lassen wir es liegen !-)

Bei Fragen einfach melden !

P.S: Project Cars 2 (PC+XBOX), Assetto Corsa(XBOX), Dirt4 (PC), Forza Motorsport 6 (PC), F1 2015 (PC), Need for Speed Most Wanted (PC)

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Das ist ja das schöne am Entwickeln, viele wege führen nach Rom.
Ich befürchte aber das der 32u4 evtl bisl zu Langsam sein könnte für die Berechnung einer Load Cell, zumindest ist das ganze Timming kritischer vermute ich.
Klappt das mit der Load Cell eigentlich zuverlässig, ich hab jetzt paar projekte mit hx711 und div Load Cell´s gemacht, so wirklich zufriedenstellend ist es allerdings nicht sobald der kleine 8bit mehr als nur die Load Cell berechnen muss, allerdings muss ich zugeben da ich selbst programmier sind meine Codes noch nicht ganz so perfekt.

Bei den Pedalen wollte ich persönlich den Weg über Pneumatik gehen und über nen Drucksensor die Pedalstellung auslesen, das sollte sogar ziemlich einfach zu Realisieren sein, und hat den Vorteil das man über den Ausgleichszylinder den Pedalgegedruck anpassen kann muss man nur über über die Software die sensorwerte Anpassen, später kann man das ganze so ummodeln das z.b das Bremspedal nen variablen gegendruck hat, je nachdem wie stark z.b das Fading beim Bremsen ist div Games unterstützen das ja, und soweit ich weiß gibts bei Fanatec auch diese Option.

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Zu langsam sind sie nicht da beide 16MHz Takt haben und 32k Flash Memory. Der Engpass ist der HX711 da musst du drauf achten das er auf 80SPS output data rate angeschlossen ist !
Dazu muß der Rate Pin15 auf High liegen.
Also 80 Samples per second ist nicht schnell aber mit 12,5ms Abtastrate eigentlich ausreichend.
Aber ich möchte ja auch einfach das Bremspotie ersetzen und da hab ich eine analoge Schaltung mit dem INA122 o. 125.

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nur das es nicht so viel mit dem Takt zu tun hat, sondern ich meinte wirklich Timming Kritisch, allerdings benutze ich in der Regel auch Anwendungen die höhere Anforderungen haben, und ich mit Timmings im 10µs bereich rummache, und da ist die absolute grenze was die 8biter noch hinbekommen und selbst da wirds schon sehr sehr heikel.
Das mit dem HX ist mir bewusst, wie gesagt ich komme aus der Elektronik Entwicklung

Allerdings warum ausgerechnet die INA122 und keine anderen Opamps ?

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Komme auch aus der Elektronikentwicklung. Welcher andere Op denn ?

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Timing Probleme sehe ich bei einfachen Pedalen nicht. Die Reaktionszeit beim normalem Autofahrer liegt bei 0,1-0,2 Sekunden, Profis sind da bestimmt etwas schneller aber das können sie bei 0,0125 Sekunden Samplingzeit auch gerne sein. Für mich und viele Kollegen reichts.
Für einen USB Force Feedback Wheel Controller setze ich den STM32F4DISCOVERY ein - der hat genug Leistung.

Der INA122 o. 125 ist ein Single Supply Instrumentenverstärker der bei 5 Volt Versorgungsspannung noch 4,9Volt Ausgangsspannung liefert und die Schaltung ist mit minimalen Schaltungsaufwand zu realisieren.
D.h. ein Spindeltrimmer oder Potie zum Abgleich.
Kannst natürlich auch vergleichbare Typen nehmen wenn dir €4,50 zu viel sind. Die LOad Cell koste knapp €10,- .
Dann kommen noch Halterung, und Gehäuse die ich mit einem 3D Drucker und CNC Fräse selbst fertige: Kosten vielleicht nochmal €20,-
Bin ich mit ein paar Schrauben bei €30,- Das CSL Elite Load Cell Pedal von Fanatec kostet €220,- nur das Pedal mit Brems und Gaspedal €90,- aber daraus kann ich dann zwei Bremspedale mit LC basteln.
Also bin ich bei 90 + 45 + 30 = 165,- wenn ich neu kaufe ! Gebraucht im Top Zustand bekommst du die Pedale auch schon für €70,- dann sieht das ganze noch besser aus !-)
Zumal einige Bekannte schon das/ein Pedal besitzen und einfach nachrüsten können.

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Nucleo is ne gute Variante, die STM werden gern genutzt, nen ähnlicher sitzt ja auch im RGT Pro Clutch.
Nich falsch verstehen ich will das nicht in frage stellen oder Kritisieren, da ich mit meinem Projekt noch sehr am Anfang stehe und erstmal das mechanische realisieren will interessiert mich halt dein Weg. Mit Loadcells ist mir das ganze nur eben unbekannt, und die Projekte die ich mit Loadcells gemacht hab sind ne ganz andere Geschichte, zumal ich da auch einfach von defekten Wagen die Loadcells genommen hab und mühselig kalibriert hab,und da auch bisher nur mit nem HX711 "rumgespielt" hab, und da verlässliche Werte noch raus zubekommen hab ich unter 20ms nicht mehr hinbekommen.
Das mit dem Pedal und Loadcell ist halt neuland, aber nen interessanter Ansatzpunkt.

Und um Kosten reden wir mal nicht, sowas macht man nicht weils Billiger ist, sondern weil man Spass daran hat, meist wird es eh Teurer ( zumindest in meinem fall, sch.... Perfektionismus ) Ich weiß auch das es ne ziemliche Milchmädchenrechnung ist. ich hab selbst ne CNC und 3D Drucker daheim stehen, Fräser, Werkstoff und Strom gibt´s auch nicht Umsonst Aber wie gesagt über Geld brauchen wir nicht zu reden, wenn du ne CNC hast dann weißt du selbst das man sowas nicht macht weil es billiger ist sondern weil man es kann und es Spaß macht. Warum kommt man sonst aufn Gedanken sich ne CNC zu kaufen, bestimmt nicht weil es billiger ist

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Richtig !
CNC und 3D Drucker hab ich übrigens auch selbst gebaut - sollte eigentlich ein etwas stabilerer 3D Drucker werden damit ich auch Platinen fräsen kann und ist dann etwas ausgeartet :-O

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Kenn ich, ich wollt nur mein billige Drucker verbessern, dann nen Drucker selbst bauen, gemerkt das es scheise ist teile zu drucken, ne kleine Fräsmaschine gekauft, auf CNC umgebaut, gemerkt das die viel zu Klein ist, verkauft und jetzt steht da halt so ne "kleine" Industrie Portalfräse für Prototypen und Kleinserien Selbstbauen kam für mich bei der Fräsemaschine nicht mehr in der Frage die Präzision die ich angestrebt hab is letztendlich nicht mehr zu realisieren gewesen, die Steuerung hab ich aber selbstgebaut weil ich mit der 4 Achs Industrie Steuerung bzw dem CAM nicht wirklich klar gekommen bin und da lieber auf vertrautes und altbewährtes setze.

Jaja schlimm mit den Perfektionisten, ich sag ja das artet meist aus

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Jaja - Präzision der CNC liegt bei 1/100 mm - softwarebedingt. Da ich sofort größer geplant habe habe ich jetzt X0360mm, Y=280 mm und Z= 210 mm Bearbeitungsraum, Heizbett ist 300x200 mm groß.
Rundachse und 2. Extruder sind auch in Planung.

Aber zurück zum Thema !
Hat der TE schon eine Idee ? Und JA bitte die Bauvortschritte hier dokumentieren.
Wenn ich Zeit finde werde ich bei Bedarf auch meinen Basteleien zum besten geben....

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Da Reihe ich mich ein, ich werd zwar bisl zeit brauchen aber da wir das gleiche vorhaben kann man sich ja Austauschen, zumal ich ja die gleiche Basis benutze wie der TE

Btw als Poti für die Lenkachse hab ich an einen PräzisionsPoti gedacht um die 900° Lenkwinkel zu realisieren, nur hab ich mir noch keine Gedanken gemacht wie ich den Lenkausschlag realisieren soll. Lenkrad und Achse werd ich beibehalten, die ist aus Massiven Aludruckguß, Base, Antrieb fürs ForceFeedback will ich komplett neu machen, ebenso wie die Pedale und die H Schaltung.


@Hubacca okay das ist nicht so arg groß, wär mir schon wieder zu klein, ich hab nen Verfahrensweg von 400*600 und nen 450*700er Nutentisch, Z allerdings nur 150, dafür aber Massiv Stahlbauweise zur Metalbearbeitung, Präzision 0.0027 mechanisch sowie Hardware und Softwareseitig ( Timming ist alles ) Und Schneller als mein Drucker ist das teil auch noch, im moment bin ich bei 2000mm/m am Limit, Mechanisch sind im Eilgang 3000mm/m drin. Selbst ausm vollen fräs ich die Teile weitaus schneller als ich sie drucken könnte. Man sollte mal nen Thread für die CNC Freaks aufmachen, nen paar gibt es hier ja Scheinbar doch.

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Schaut mal hier:
[DIY] USB Force Feedback Controller

Da hat schon jemand gute Vorarbeit geleistet: STM32F4 Discovery als Controller sammt Programm - allerdings nur im Hex Code, den Quellcode gibts leider nicht oder ich hab ihn noch nicht gefunden.