WIP : Volant et Pédalier d'arcade multi-plateforme ps2/ps3/pc/xbox360

[toto44]

Bonjour, voici la réalisation/modification d'un pédalier et volant d'arcade afin de constituer un volant multi-plateforme ps2/ps3/pc/xbox360.

Nous partirons sur la base électronique des volants suivant :
- logitech driving force FFB d'une PS2.
- le volant officiel Ms pour la xbox 360.

Les volants sont du même type, 270° de rotation avec un potentiomètre pour la recopie de position.
La conception sera généraliste au maximum pour que d'autre type de Volant / Pédalier puissent y être relié.

Introduction :

Les forces en présences :

Le volant et le pédalier issu d'une borne Midnight Run de konami :

 

1er Chapitre : Un pédalier pour les contrôler tous....

Ici pas question de réutiliser les potentiomètres d'origine du pédalier arcade, nous les remplacerons par :

- un capteur à effet hall pour l'accélérateur, il mesurera l'enfoncement de la pédale.

- une load cell pour le frein,elle permet de mesurer la force exercé par votre jambe sur la pédale.

Ce choix est dicté par :

-la fiabilité du capteur Hall vs Potars.
-La précision du freinage afin de retrouver les sensations de votre voiture.

On fera ça pour le moins cher possible.

1-1 Etude du Pédalier Logitech driving Force

celui ci se connecte par une prise RJ9 4 contacts, et est alimenté sous 5V.
les 2 potentiomètres sont de 47 kohms et branchés en parallèle.



On remarque que les potars sont alimentés différemment :
 l'un entre 0v et 5v
 l'autre entre 5v et 0v

Résultat des courses (si l'on peut dire...) :

Tension obtenue suivant la position des pédales

	Pédale libre	Pédale enfoncée
Frein   |	0.8V	4.7V	le signal est croissant
Accél   |	4.8V	0.9V	le signal est décroissant

 


          
1-2  Etude du Pédalier Xbox360

celui ci se connecte par une prise RJ11 4 contacts, et est alimenté sous 3.5V.
les 2 potentiomètres sont de 10 kohms et branchés en parallèle.

cette fois ceux çi sont connectés identiquement, c'est à dire que le signal électrique évolue de la même manière pour les 2 pédales.

	Pédale libre	Pédale enfoncée
Frein   |	0.82V	2.56V	le signal est croissant
Accél   |	0.78V	2.48V	le signal est croissant

1-3 L'accélérateur

  1-3-1  le capteur à effet hall

  Alors on reste dans du grand classique : A1302 de chez allegro.

  Ce composant délivre une tension proportionnelle à l'intensité du champ magnétique qui le traverse.
  Elle évolue entre 0.1v et 4.9v suivant la polarité nord / sud.
  Si il n'y a aucun champ, le composant renvoie 2.5v.

  Nb : si l'on retourne ce composant, la ou il donnait 4.9v sur le pôle nord, il donnera maintenant 0.1v sur ce même pôle.  

  Il nous faut donc 1 aimant pour le champ magnétique.




  1-3-2  L'aimant  ou devrais je dire les aimants.... et leurs installations


  Comme dit plus haut on va au moins cher : la récupération de disque dur.

  on y retrouve à l'intérieur généralement 2 aimants (sinon 1 seul) en forme de demi-lune.

  Rappel de 1-1 et 1-2, le signal de l'accélérateur :

    - du logitech évolue en décroissant
    - de la xbox360 évolue en croissant

  Pour prendre en compte les 2 configurations, on installe 2 aimants et donc 2 capteurs A1302.
  1 capteur par aimant pour avoir 2 tensions évoluant en opposition.
  (Les capteurs se vendant par 5 chez radiospares...)

  Pour mon cas, les pièces détachées de ce disque dur seront presque toutes utilisées entièrement sur ce mod.



  le bras mobile des têtes de lecture soutient un aimant de chaque coté grâce à du double face, on gardera les aimants tel quel sur leur plaque de fer doux.
  on peut essayer de les décoller, mais au bout de 3 DD   stop....



  on retrouve un bras en plexiglas avec de multiples trous pour trouver le débattement idéal de l'aimant devant le capteur.



Voila pour cette première partie a bientôt pour le load cell pour 25 € à peu près....

[Iro]

Hello,
Pour le logitech,tu aurais les mesures des pédales accel/frein appuyé/non appuyé et pour le neutre du volant ?
Merci

[toto44]

Les 1er essais sur le logitech marche impec sur pc (je verrais sur ps3), je balaye bien mieux la plage de mesure sous dx tweak, car le signal varie entre 0.1v et 4.9v et non entre 0.9v et 4.8v

pour le frein c'est dans le même ordre d'idée.

de toute façon, le micro-contrôleur interne du logitech est alimenté en 5v, et donc sa mesure sur une entrée analogique se base sur une valeur qui varie entre 0 et 5V.

[toto44]

 1-4 Le frein avec sa load cell

  1-4-1 Le capteur ( les capteurs car vous n'aurez pas le choix.....)

  c'est bizarre mais je sent que le loadcell  peu cher va en attirer plus d'un....

  Alors il vous faut  un pèse personne premier prix de préférence (eco+ par ex).

  /* Mode télé achat : ON*/
  et la mesdames et messieurs, vous n'aurez pas 1 load cell, ni 2 et encore moins 3, mais 4 Load Cell pour le prix de11€99!
  Ca va Maryse....?
  /* Mode télé achat : OFF*/

  Et oui, vous aller retrouver 4 plots similaires à la photo de droite, chacun contenant une demi load cell :
  J'appelle demi load cell car il n'y a qu'un bras de résistance (2 résistances en série dont 1 variable)

 

  La load cell standard peut travailler en compression ou en extension, c'est pour cela que l'on trouve 4 résistances variables à l'effort.
  Ces résistances sont mécaniquement placées afin quelle travaille de concert (voir traits en pointillés bleu et vert)

  La demi load cell de balance, ne travaille qu'en compression (d'où 1 résistance variable).


  Électriquement :

  on va chercher à mesurer la tension entre Va et Vb afin de déterminer l'effort appliqué sur la pédale.

  Or nous n'avons que Va sur notre demi load cell ----> prenons donc un deuxième plot et branchons le comme ceci :



  nous avons ainsi une load cell ne fonctionnant qu'en compression.

  1-4-2 L'ampli op pour mesurer Va - Vb

  Nous allons partir sur un ampli op d'instrumentation INA122 8 € branché comme ci dessous, la résistance Rg servant à régler le gain de l'ampli-op :



  il y a dans le data-sheet de ce composant notre application déjà expliqué et détaillée
  (Cf page 9 : FIGURE 5. Micropower Single Supply Bridge Amplifier)
   Si vous voulez approfondir le sujet, faites des recherches sur : Pont de wheastone, jauges de contrainte.

  1-4-3 l'installation sur le pédalier :



  j'ai réutiliser un vérin hs de ma boite pour y installer 2 ressorts de longueur et force différente.
  le premier sert de rappel  et est relativement doux sur toute la course du vérin.
  le deuxième ne travaille que sur le dernier centimètre et est dur : 15 kg pour 1 cm
  et pour finir le tout, j'ai mis une petite soupape qui retient l'air quand on comprime le vérin et laisse rentrer l'air lorsque le vérin remonte, comme ça même si il y à des fuites, le vérin comprime à tout les coups après un relâchement de pédale.


  j'ai choisi de mettre les loadcells l'une sur l'autre car j'y vois deux avantages:

  - compacité
  - rend le système 2 fois plus sensible à la pression, pas besoin d'augmenter le gain de l'ampli-op.

  inconvénient la valeur limite admissible par ce système est de 40 kg, mais à 20 kg je suis en équilibre sur ma chaise!
  pour moi ça me convient, si vous voulez 80 voir 90 kg de charge admissible, il suffit de les disposer l'une à coté de l'autre.


  En tout cas, moi qui suis un pilote du dimanche, ce load cell à largement modifier mes temps....., je ne bloque plus mes roues aussi facilement quel bonheur!  

  A plus pour voir vos réalisation, de mon coté je m'attaque au pédalier xbox mais le plus gros est fait (mécanique quand tu nous tient...)

[Little_Rabbit]

Ce post est génial !

Très très intéressant. Et en plus je vois que tu es sur Nantes . Je saurai à qui m'adresser pour le WIP de volant et pédale sur ma future Racing Cab' !

Question (dérivée, qui je l'espère ne polluera pas!) de newbie : le peu que j'ai testé les jeux de caisse sur MAME Xbox (première du nom, pas 360), ce n'est guère jouable au stick (j'ai essayé quelques réglages sur Pole Position par exemple mais rien de concluant). D'où ma question : MAME Xbox gère-t-il correctement les volants style Logitech et cela améliore-t-il sensiblement le gameplay ?

J'utilise la version "CoinOPS Reignite" de Mame.

Merci.

A++

[toto44]

Explication et schéma de principe pour le logitech :

!!!!!!!!!!! Attention c'est un schéma fait à la va vite juste pour le principe général !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!



Le logitech détecte la présence ou non du pédalier.

Comment fait t'il?

Simple, lorsque le pédalier est branché il absorbe un courant !

Lorsque l'on mesure la tension entre les contacts 2 et 5 du connecteur rj et que

- le pédalier n'est pas branché, on obtient 5V.
- le pédalier est branché, on obtient 4.8v

Cette petite différence de tension indique que le pédalier est connecté!!!!

Revers de la médaille :

cette source de tension ne peut alimenter le montage, car il a besoin d'un courant trop important -> tension chute à 0.5v.

Cela explique pourquoi lorsque l'on met des potentiomètres inférieur en valeur (ex: 4.7k), la plage de tension varie entre 0v et 3v à peu près.

La présence de R1 22K sert donc à simuler la présence du pédalier, sinon le logitech ne prend pas en compte les signaux qu'il reçoit.
a+

[Wil2000]

Hello,

Pour améliorer les temps de chargement et le confort de tous, pourrais-tu héberger tes images sur le site de Gamoover?

Merci 

[toto44]

Bonsoir,

Alors après avoir étudié les pédaliers, il faut interfacer les capteurs ( HALL, LOAD CELL) avec les volants.

Partons sur une carte la plus généraliste possible :

cette carte devra prendre en compte 3 pédales et générera 2 x 3 signaux électriques adaptés en niveau pour chaque volant.
Quitte a y être, elle fera vibrer la pédale de frein en fonction de la force d'appui sur celle-ci.

Voici le schéma de principe :



et voila le schéma :



la carte est enfin routée (format 100*160 1 couche) reste "plus" qu'à la graver.

De par sa conception généraliste, il y a un nombre important de composant mais en pratique il n'y a peu de bloc "conversion signal ...." d'utilisé.

Voila à plus

[EK-TOMB]

Bonjour, c'est vraiment super comme avancé 
c'est un projet que je suit avec beaucoup d'intérêt 

compte tu compte utiliser des palettes sur le volant ou un levier de vitesse 
si c'est un levier y a t'il un avantage de traiter l'embrayage en électronique? n'est ce pas plus réaliste et plus simple par câbles....

[toto44]

On fera les deux si possible (çà sera OK point de vue électronique) :

- palettes si mécaniquement ça me tente
- shifter up /down
- boite H à l'étude

si c'est un levier y a t'il un avantage de traiter l'embrayage en électronique? n'est ce pas plus réaliste et plus simple par câbles....

Comme dit plus haut, la carte sera généraliste et devra prendre en compte g25/g27 et consort qui ont d'origine des pédaliers à 3 pédales.
Les traitements électronique sont principalement du au volant xbox360 qui fonctionne en 3.5v et où les signaux évoluent entre 0.7 et 2.5v là où le logitech travaille entre 0 et 5v.

mais pour être sur : que veut tu dire par câbles?

[speedsterharry]

Très intéressant ... et accessible ! Merci pour tous tes schémas et explications

[EK-TOMB]

Bonjour, la plupart des jeux de course sur pc ou console ne prenne pas en compte l'embrayage et pour un souci de réalisme je pense que le mieux et de faire un embrayage mécanique, quand on embraye on liber le levier de vitesse
la pédale et relier a un câble comme ce utilisé dans les frein de vélo, il coulisse dans une gaine et liber le levier de vitesse     

un rapide croquis du levier (solid-works guard a toi  )


je pense qu'il faut encore durcir un peut le truc soit par ressort soit par des aimant pour que le levier ne soit pas trop mous

par ex sur GT5 l'embrayage marche, mais on peut aussi passé les vitesse a la volé, avec ce système on et obliger de d'appuyer comme il faut sur la pédale, le plus gros problème qui se pose ça va être de l'électronique  je ne sait pas comment faire pour passé les vitesses

[lewisvmlm]

slt jolie projet!!!
moi pour ma boite de vitesse j ai utiliser des contact telemecanique
fixer sur un support que j ai realiser en fonction des mouvement du levier

[Stef Bord]

C'est quoi un contact télémécanique ?

[lewisvmlm]

ce sont des contact pour boutons poussoir ou pour les "a u" utiliser de l industrie
voila a quoi cela ressenble

[EK-TOMB]

ce sont des contact pour boutons poussoir ou pour les "a u" utiliser de l industrie
voila a quoi cela ressenble

Bonjour, tu l'utilise sur un boite séquentiel ou boite en H, pour la première c'est facile a gérer mais sur une boite en H c'est pas évident pour monté et descendre les rapport, il faudrait une carte qui déterminé la position du levier et les positions qu'il peut prendre, rapport supérieur et inférieur

c'est le plus gros problème qui fait que je me suis pas lancer dans la fabrication 

après on peut faire comme logitech en utilisant des potards mais on perd la compatibilité xbox, il faudrait voir chez Fanatec ce qu'il on fait, je crois que sur une version de leur volant ils ont une boite en H