Conception d'un volant arcade home-made avec force feedback

[madein80]

j'aime moins aliexpress...j'ai commandé un truc y a deux ans...ça devrait plus tarder à arriver maintenant 
et puis, je veut pas mettre au raz des paquerettes non-plus. 70€ pour débuter une première version (je me doute que tout va pas marcher du premier coup )
du coup, en premier jet:
- Moteur DC 24V 150W 70€ (Ebay)
- Poulie HTD3M 15 dents 3,40€ (Ebay)
- Poulie HTD3M 150 dents 31,70€ (Ebay)
- Courroie HTD3M longueur à définir <3€ (Ebay)

en est dans les 110€ pour le moment 

au fait, pour le potar du volant...c'est lui qui sert de fin de course ? ou il vaut mieux mettre des butées avant la fin de course du potar ?

[njz3]

Alors non le potar ne sert pas de fin de course ou alors prévoit de le changer à chaque virage !
Il faut mettre des butées mécaniques au niveau de l'axe volant, suffisamment solide pour résister à quelqu'un qui va mettre un coup dedans.

Le potentiomètre doit correspondre au débattement de l'axe volant et sa course correspondre à la course que tu souhaites pour ton volant : 270°, 360°. Il faudra que tu ruses pour rester dans la plage du potentiomètre selon le débattement que tu veux avoir. Perso 270° je trouve c'est très bien pour presque tous les jeux sauf les simulateurs type PC (encore que ca fonctionne bien quand même). Je n'ai jamais essayé de volant à 900°.
Tu peux prendre exemple sur ce qui se fait chez Sega ou autre volant arcade, où la course du potentiomètre est souvent démultiplié par rapport au volant et à ses butées mécaniques.
Exemple axe moteur avec 2 potentiomètres :

Et la vue sur un potentiomètre :


Ou alors système plus compact :
http://jammastar.com/fr/volant-pedalier/2187-volant-arcade-270-.html

[madein80]

Du coup, pour résumer :
- le volant tourne à 270° (ou +)

- Le potar peut être :

• soit un 270° et je met un démultiplicateur pour qu'il tourne à moins de 270° (combien de degrés au minimum pour que la plage soit suffisament grande pour le logiciel et/ou les roms ? )
• soit un 300° et je n'ai pas besoin d'un démultiplicateur (et là, combien de degré max le logiciel peut gerer ? )

Par contre, j'ai beau chercher, je ne vois pas de butées de fin de course sur tes images, ni sur le modèle de ton lien 

[njz3]

C'est normal que tu ne vois pas les butées, puisque la question était pour le potentiomètre.
Si tu veux une photo du système de butées sur le Sega, voilà comment c'est fait (volant 270° en prise direct dans ce cas) :

[njz3]

• soit un 270° et je met un démultiplicateur pour qu'il tourne à moins de 270° (combien de degrés au minimum pour que la plage soit suffisament grande pour le logiciel et/ou les roms ? )
• soit un 300° et je n'ai pas besoin d'un démultiplicateur (et là, combien de degré max le logiciel peut gerer ? )

Le logiciel BFF et les jeux se moquent un peu de la plage du potentiomètre. Au final ton axe sera mappé entre +1 (à gauche) et -1 (à droite), quelque soit ton débattement.
Ce qui compte c'est que ton potentiomètre couvre la plage au mieux et que la carte arduino lise une valeur qui varie entre 0 et 5V avec suffisamment de résolution. Dans le cas du Mega2560 ou du Leonardo, la résolution entre 0..5V est 0 .. 1023, donc tu as intérêt à avoir ton potentiomètre fournir des tensions sur une plage suffisante. Si tu fait que 0.5V .. 1V, car tu "économises" sa plage, alors tu vas perdre en résolution.

[madein80]

ok, j'y vois plus clair, merci pour toutes tes explications et photos...franchement, t'est top !
Bon, va y avoir un peu de sketchup pour digerer tout ça !
Merci encore

Ps, les photos de ce volant que tu m'à mis en dernier à l'air de faire + de 270°, voir + de 300° non ? c'est mieux ou pas ? ou je me limite à 270° et c'est bon ?

[njz3]

Je n'ai pas mesuré avec un rapporteur, mais il me semble que la zone morte fasse bien environ 90°, soit un débattement de l'ordre de 270°.
La largeur de la zone dépend du diamètre du tube en acier (habillé avec un caoutchouc) qui sert de butée : avec un diamètre plus fin il y aurait plus de débattement.

[madein80]

je vois, soit un caoutchouc sur la tige qui sert de butée sur l'axe, soit un caoutchouc sur le boulon qui sert de butoir (peut être plus simple à mettre en place d'ailleurs)
Sinon, petite correction, je vais pas faire une réduction de 10:1 mais de 7.5:1 (à cause de l'arbre moteur de 8mm, je suis obligé de padder à une poulie de 20 dents au lieu de 15.
Si mes calculs sont bons, ça me donnera 4.2Nm sur l'axe volant..ça reste correct non ?

Autre point, sur le potentiomètre, au lieu de faire un système d'engrenage, je pensait utiliser une courroie là-aussi : prise sur l'axe volant, et une toute petite réduction pour que la rotation du volant (270°) me donne environs 250/260° sur le potar...faut que je calcul ça au petit.... pifomètre !

Je pense qu'il faut que je détermine le diamètre de mon axe volant, ça me permettra de voir les poulies disponibles dans ce diamètre, et après, je chope deux poulies qui ont le moins de réduction possible....

Je voudrais bien ton avis sur cette idée : le potentiomètre par système de poulie, ça sera fiable ? je risque pas une zone morte ? (en partant du principe que tout sera super tendu)

[njz3]

Je ne suis pas assez calé en mécanique pour te donner un bon avis, mais je vais tenter.
Ce que je sais c'est qu'une courroie doit être tendue un minimum, ce qui mécaniquement introduit un effort radial qui tire sur l'axe de rotation des poulies.
Un potentiomètre n'a pas de roulement permettant de supporter un effort radial, tu vas donc le casser si tu mets une poulie et une courroie directement dessus.
Un pignon a l'avantage de ne transmettre que des efforts de couple, c'est pourquoi c'est une solution à préférer.

[njz3]

Par rapport à ton couple de 4.2Nm en sortie d'axe volant, oui c'est tout à fait comparable à ce que tu trouveras sur les bornes d'arcades.
Si tu mets un volant de type karting de 11pouces (environ 270mm de diametre), ca fera un couple équivalent à 4.2Nm/0.135m = 31N soit environ +/-3kg qui vont te tirer sur les bras. C'est déjà suffisant pour se faire plaisir, sans risquer de casser le bras d'un enfant qui jouerait avec ta borne.
En boostant un peu le moteur en ampérage (tension à 36V par exemple) et en le refroidissant un peu avec un ventilo ou un radiateur à ailettes fixé sur le chassis du moteur, cela peut même monter à un peu plus, là tu passerais en mode "casse bras".

[madein80]

D'accord, je comprend le problème.
Pour un gars pas calé en mécanique, t'à quand même bien géré le truc 
je suis embéter avec les engrenages, d'une part parce que j'en ai jamais utilisé, j'ai aucune connaissance là-dedans, et en plus je sais même pas si ça s'achète, ni oû...(et puis j'ai plus un doliprane qui traine à la maison )

Une autre solution que j'envisage, c'est de le monter directement à la fin de l'axe du volant avec un coupleur de ce type :


En faisant en sorte que l'axe soit bloqué avant d'arriver aux min/max du potar avec le système que tu m'à montré plus haut. si j'ai une rotation volant que de ~260°, c'est un problème en jeu ?

je penche justement sur un volant de karting

Tien, ce que tu me dis sur le fait de booster l'alim peut donner en force moteur me donne une idée : si (je sais pas encore comment) je met un potar qui permettrait de régler l'alim du moteur de 12 à 36V, je pourrais ainsi régler la force qui est renvoyer dans le volant ? en gros, un réglage qui passerait de "fillette" à "bodybuilder" ?

[njz3]

Si tu as accès à une imprimante 3D, il est possible de faire toi même les pignons en ABS, ca suffira niveau durée de vie.
Par exemple, certains ont refait des engrenages des pédales Sega :
https://www.thingiverse.com/thing:2304395
Le plus dur étant la forme de la denture pour que cela s'emboite sans forcer ou s'user.

Oui, le coupleur souple ou le joint d'oldham (en impression 3D) ca peut effectivement faire l'affaire.
Non pas de soucis à avoir 260° de rotation volant, encore une fois en jeu tu ne verras pas la différence.

Pour le coup de l'alim ou du mode "enfant": dans le BFF tu peux déjà définir un gain global permettant une mise à l'échelle des efforts pour justement limiter afin que des enfants puissent jouer sans risque.
Une alimentation variable 12V à 36V cela va te couter cher. Ou alors tu as une astuce pour le faire à pas cher via un DC-DC ?

[madein80]

haaa, je viens enfin de retrouver mon topic !

Non, pas d'imprimantes 3D à porté de main (au fin fond de ma campagne, je suis même pas sûr de trouver une imprimante à papier chez mes voisins 
je vais faire une recherche pour des engrenages (faut que je trouve le nom en anglais pour étendre ma recherche) à acheter. Si je trouve pas, je passerais en montage direct à la fin d el'axe volant.

depuis le bff, y a pas moyen de bidouiller un peu le code pour pouvoir ajuster la valeur depuis un potar ?
je suis étonné que personne n'ai eu l'idée avant, presque tout les quarantenaires qui veulent un fbb qui envoi du bois ont des gosses... Du coup, le fait que la force soit facilement réglable (sans avoir à ouvrir une interface de config.) serait un plus à mon avis (nan, j'dis ça au gars qui sait faire tout a fait par hasard, et de manière totalement désintéressé )

Bon, je m'atèle à chercher mon volant et mon axe de volant 

[njz3]

depuis le bff, y a pas moyen de bidouiller un peu le code pour pouvoir ajuster la valeur depuis un potar ?

Si, tu peux t'amuser à le faire.
Honnetement, c'est quand même pas si difficile de bouger un slider dans l'interface du BFF 

[madein80]

c'est vrai, mais avec du monde à la maison, ça ferait gagner du temps de couper vite fait pour les grands trouvent ça ennuyeux, et de pouvoir pousser à fond pour peter les bras de leurs mômes...ou l'inverse...j'hésite

[madein80]

Salut !
J'ai passé les derniers jours à modéliser un peu mes idées sous sketchup.
Voici ce que ça donne :


mon axe volant sera en acier 20mm creux car j'ai trouvé la liaison volant/axe en 20mm (pièce bleu foncé)
sur l'axe est monté une poulie HTD-3M de 60 dents (en rouge), courroie jusqu'à une poulie de 20 dents (en vert), puie sur l'axe (en jaune) on repasse à une 60 dents, courroie, et pour finir une poulie de 20 dents sur l'axe moteur.
si mes calculs sont bons, la démultiplication est de 9:1 (3:1 au premier axe (jaune), et re 3:1 sur le deuxième axe).
coté force du moteur, si les données du vendeur sont exact (soit 0.56Nm), je devrait me retrouver avec 5.04Nm sur l'axe volant !!

Pour le potar, il est en direct à l'extrémité de l'axe volant, et pour la fin de course de l'axe, j'ai prévu un manchon qui sort perpendiculaire à l'axe, et qui ira buter sur écrou garni de caoutchouc sous l'axe volant (pas encore déssiné).

Tout est pas encore à sa place, c'est juste une modélisation du principe de fonctionnement.
Qu'en pensez-vous ? voyez-vous quelque chose qui cloche ?