Tag Archives: フライトシミュレーター自作

フライトシムのモーションシミュレータ化～9～

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モーションフライトシミュレーターのArduiono側ソースコードを見たいという書き込みを頂いたのでアップします。

→ FlightMotion6.zip

中身が行き当たりばったりで恥ずかしいので載せていませんでした。
※温かい目で見てください。
（PC側のプログラムはもっとかっこ悪いのでまだ載せていませんが、もしこちらも見たい方がおられたらコメントください）

で、この中身は自分でも殆ど忘れていますが思い出しながら簡単に説明させていただきます。

ジャイロ／加速度センサーのMPU6050へのアクセスライブラリは、たしか下記から貰ってきたと思います。→https://github.com/jrowberg/i2cdevlib/tree/master/Arduino/MPU6050
PCからは”ピッチ,バンク<改行>”がテキストで送られてきます。
ピッチとバンクは角度の少数以下一桁までを10倍した値です(浮動小数点をさける為)。
PCから送られるピッチとバンク角から目標とするリニアアクチュエータの目標長を算出します。
MPU6050が示す加速度センサーの値でも同様にリニアアクチュエーターの現在長を算出します(加速度だけ使ってジャイロの値は使っていません)。
ソース中の”//各ジオメトリ”に続く数行はモーションシミュレータの各寸法で、角度からリニアアクチュエーターの長さを算出するための情報です(これら値の詳しい説明は今できませんが当時は下の様な寸法図を書いていました。ソース中の値とは変わっているところもあると思います)。
リニアアクチュエータの目標長と現在長から動かす方向と速度を決めてPWMの関数に送ります（速度の加減は試行錯誤で決めました）。

モーターを動きをもっとスムーズにするため、この次のバージョンでPID制御にしてみようと取り掛かりましたが放置状態です。

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Microsoft Flight Simulator 2020 + モーション機構

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先日マイクロソフトからFlight Simulator 2020が発売されました。
前作のFlight Simulator Xで開発は終了との事でしたが14年振りに復活したのです。
フライトシミュレーターといえば黙って見過ごす訳にはいきません。早速ダウンロード(一晩かかった!)して実行するとこんなのが毎回出ます。

i3-7100じゃ不足なんですかねー。
Microsoftの製品紹介ページではi5-4660以上となってます。
まあOKを押せば先に進むのでいいんですが、こんな毎回出さなくても・・・。

ソフトはまだ日々更新されているらしく、立ち上げる毎にしばらく何かのダウンロードが始まり時間がかかります。

その後このメイン画面が立ち上がります。
以前のXや2004とはだいぶ操作方法が変わっていますね。

コックピットの風景はこんな感じ。リアルにはなってるけどちょっと計器が見づらいなー。前作では計器類を固定表示できけど、これもできるのかな？

モーション機構を接続

Flight Simulator Xの時に作ったモーション機構を接続したいのですが、それにはSimconnectを使う必要があります。Simconnectは過去のバージョンからある機能で、シミュレータとは別に動かしたプログラムからシミュレーターの情報（速度とか姿勢とか）を取ってきたり設定したりできる機能なのです。これはＣのライブラリとしてSDKに含まれています。

これが今回のバージョンでも使えるかですが、いろいろググってみると今回もSimconnectがついていて、デベロッパーズモードというのをONにするとダウンロードでそうなのでやってみました。

そしてコンパイルして実行したら確かにデータが取れています。
でもその後Flight Simulator Xの時にコンパイルしたプログラムをそのままで動かしてみたらこれでも問題なく動作しました。新たにコンパイルする必要なかったんですね。

とにかくここまでくれば動作したも同然。実行するところを動画にしてみましょう。
ところでいつもこのブログに動画を載せるときはYoutubeにアップロードしてリンクを貼っています。Youtube側には殆ど説明を書いていなかったのですが、今回はBGMやキャプションを入れてYoutuberの動画っぽくしてみました・・・

さ、いろんなところを飛んでみよっと。。。

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モーションフライトシミュレータ強化～2～

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またまた前回の続きで、モーション・フライトシミュレータのリンク機構を強化していきます。

2×4材の両面を鉄板で補強するので、その分の厚みを減らすため両面をCNCで削りました。片側1mm、反対側1.5mmで合計2.5mm減らしています。
鉄板は3mm厚×2枚なので6mm分の厚みが増えており、差し引きすると3.5mm厚くなっています、元々キャスターとの隙間が大きすぎてワッシャーを挟み込んでいたのでこれくらいがちょうどよいのです。

そしてベアリングを嵌め込む溝を掘ります。

削り終わりました。

これで2×4材の加工は完成です。ベアリングを嵌め込んだ写真は撮り忘れました。

前回作成した鉄板で挟み込んで座版に取付けます。

本体に取付けて補強は完成。

ベアリングを入れた効果があるのかイマイチ不明ですが、鉄板のお陰で安心感が上がり、少なくとも崩壊してバラける事は無いはず（と思いたい）。

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モーションフライトシミュレータ強化

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このところ風邪をひいたり色々あって作業の進みが遅くなっていますが、前回に続きMakerFaireKyotoに向け、モーション・フライトシミュレータのリンク機構を強化していきます。

まず鉄板工作の部分を溶接しました。

出っ張りがあっては困る部分をグラインダで削って平らにします。

そして穴あけですが、一か所間違って空けなおしたので二つながった穴になりました。不要な部分を溶接で埋めようかとも思いますが・・・まずはこのまま様子を見ます。

この2×4材の出っ張り部分にはベアリングを埋め込む予定なので、穴位置を鉄板とぴったり合わせるため作り直します。

また鉄板の厚みが3mm×２枚とかなり厚くなるので、2×4材の方を削って薄くします。カンナでやろうとも考えましたが、厚みを一定に保つためCNCで切削しました。

この続きはまた後日・・・。

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Maker Faire Kyotoにモーションシミュレータを持っていきたい

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今年のゴールデンウィークには京都でMakerFaireがあります。
MakerFaireは東京では毎年開催され、少し規模が小さいMini MakerFaireは山口や大垣で不定期に(大体1年おきぐらい？)開かれていますが近畿では初めてです。どんな感じになるのでしょう。
会場はけいはんなイノベーションセンターという所ですが行った事はありません。地図を見ると京都といってもむしろ奈良に近く、大阪にも近い様ですね。

今回はゴールデンウィークでもあるので実家の神戸に帰省してそのまま参加したいと思います。という事で出展を申し込んで承認メールが先日届きました。
また、この距離だと車で行けるのでモーションシミュレータを持っていくつもりです。そのために広めのスペースも申請済なのです。

そして出展の際には来客の方々にも試していただこうと思うので、耐久性アップの為に補強をしておこうと思います。
一番不安なところはこのリンク部分で、現状ではキャスターを横向きに固定し、そこに２ｘ４材に穴をあけて軸を通しています。

この２ｘ４材が割れるとどうしようもなくなるので鉄板で補強し、ついでにベアリングも入れる予定。
こんな感じで・・・

鉄板を直角に曲げるのは中々大変そうです。また直角に溶接するのも私の腕では不安です。そこで折り曲げ部分だけアングルを使う3分割構造にします。という事で3mmの鉄板とアングルを写真の様に切り出しました。3mmの鉄板を切るのも中々大変なのでジグソーに金鋸の刃を付けて切り出しましたが、何年か前のハンズマンガラクタ市にプラズマカッターが激安で出いていたのを買っとけば良かったと、こういう時いつも後悔します。

あとは溶接ですが土日が雨だったので今回はここまで。今度の休みに晴れたら続きを実施します（いつも溶接したい時に限って雨が降る気がする。）

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リニアガイドで2代目ラダーペダル制作～その3～

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二代目ラダーペダルの続きを製作します。

まず合板に部品取り付け位置を書込みます。
鉛筆で描いてもいいのですが手っ取り早くレーザーで描画しました。
真ん中の部分はボリュームが埋まる所なのでドリルと糸鋸でくり抜いています。

合板にレーザーマーキング

そして部品を取付けました。

部品取付け完了。

ペダルはリニアガイドに載っていて前後に動かすとワイヤーを通じて真ん中のプーリーに接続した可変抵抗器を回します。またワイヤーにより左右のペダルは交互に動作します。
ワイヤーの部分、当初は水糸を使ってみたけど伸びるので被覆付きのワイヤーに変更しました。

反対側から見たところ。

戸車プーリーと適当なバネ。

戸車プーリーでワイヤーを支えます。
プーリーは適当にプリントしたパーツで固定。

機構的な部分は大体できたので後はUSBインターフェースを取付けます。
今回はアナログ３軸だけなのでPIC18F14K50を使ったOpenStick Liteを使用しました。
部品数が少ないので今回は基板切削はせずユニバーサル基板で配線します。

jw-cadで配線計画を立てて・・・

ユニバーサル基板での配線予定図

配線しました。

基板完成

そういえばOpenStick Liteはβ版としてブログには載せましたが正式ページを作っていません(ま、いいか）。

配線も済んだので動画を撮ってみました。

ではMotionSimulatorに載せてみます。我が家の工作室だと狭いので機材一式を和室に運びました。

和室に移動しました。結構重いです。
しかし変な絵面だな。

ではFlightSimulatorXを立ち上げてフライトしてみます。今までのラダーペダルはペダル位置が高くて足が宙に浮いた感じでしたが、今回は踵を床に付けたまま操作できるので微調整がしやすくなりました。しかしワイヤーを通じたリンクの抵抗が若干大きい気がします。

因みに一代目ラダーペダルはこれ。シーソー式でした。

何度もMakerFaireに持って行った一代目ラダーペダル。
今回でお役御免です。

こちらはお役御免です。お疲れさまでした。

リニアガイドで2代目ラダーペダル制作～その２～

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2代目ラダーペダルはこんな構造にしようと思います。

Fusion360で描いてレンダリング

リニアガイドにペダルを載せてワイヤー（糸？）で接続し、中央のプーリーで可変抵抗を回転させます。　左右のペダル内にもそれぞれ可変抵抗が仕込んであり、踏み込むとブレーキがかかります。

早速ペダル部分を作成してみました。本体はダイソーの6mmMDFをレーザーカットしています。歯車はABSで3Dプリントしました。バネは1.5mmのピアノ線です。
ペダルを踏みこむとギヤが可変抵抗を回す仕組みです。

ペダルの内側

そしてこんな感じでリニアガイドに乗せます（ガイドのコマが小さい感じがしてちょっと不安）。

リニアガイドに取付け。

これを二つ製作しました。こういう風に合板の上に並べる予定です。

こんな感じで並べます。

という感じでぼちぼちと進めます。

リニアガイドで2代目ラダーペダル制作

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11.11のセールでAliExpressに色々と発注した内、一番楽しみにしていたものが届きました。　レール長150mmのリニアガイド。一本798円(送料別)です。

リニアガイド×２本

リニアガイドってマジな装置で使う高価なものだと思っていましたがAliExpressだとお手頃価格のものが沢山出ています。これが問題なく使えるなら今後はCNC系の工作での悩みが減ります。

開けてみると・・・レール表面には細かい傷が入っていますが動かした感じでは問題なさそうです。日本製の新品を触った事がないので微妙なところは言えませんが、自作機器のレベルでは問題ないのではないでしょうか。

そのまま袋に入って届きましたがコマが落ちない様、出して直ぐに端を結束バンドで止めました。

これで2代目ラダーペダルを作ろうと思っています。バチが当たりそうですがリニアガイドを踏んづけるのです。
先日フライトシミュレータをモーション化した時にも書きましたが今のラダーペダルはペダル位置が高すぎて窮屈なので低くします。また本物はペダルにブレーキの機能があるそうなので、これも実装する予定です。

さて、どんな事になるのでしょう。

フライトシムのモーションシミュレータ化～8～

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モーションシミュレータとして大体のところは動作したので使い勝手を良くしていきます。

省スペース化

まずは少しでも省スペース化するためヨーク、モニター取付け部分を折り畳み式にしました。

折りたたんだところ。

支えの部分。折りたたむ時は真ん中のボルトを残して後は抜きます。

使用中

リニアアクチュエータ接続ボルト切断。

リニアアクチュエータとキャスターの接続部分はいままで長ボルトを挿しただけでした。このままだといつか踏んづけて怪我しそうなのでボルトを短くします。

リニアアクチュエータとキャスターのリンク。長ボルトを突っ込んでビニールテープで止めただけでした。

まずボルトを真っ二つに切ります。

ボルトを切って・・・

そしてねじ切りをしますが、ダイスがなかなかボルトに食いつきません。こういう安価なセットだからいけないんでしょうか？

これまた見たらわかる、安っすいやつやん。

一時間ぐらい格闘したけどねじは切れませんでした。結局ホームセンターでマトモなダイスを購入。安物セットの値段は忘れましたが、たぶん今回買ったダイスの方がセット全体よりもうんと高額です。

ダイス購入。

さすが、このダイスだとガッチリ食いつきます。

またボルトとダイスの角度を維持するのが大変なので木材で冶具を作ってボルトを固定しました。

冶具１号。2本目のねじ切りでボルトが回ってダメになりました。

冶具２号。これも２本切るとボルトが回って終わりました。

ダイスの方は水準器を置いて水平を維持しました。これでボルトが垂直に固定できていればねじが斜めになることはないはずです。

ダイスの上に水準器を置いてねじ切り。

結局木材冶具は二つとも壊れましたが何とか４本のねじ切りができました。
取付けるとこんな感じ。

長すぎたボルトが丁度どよい長さになりました。

動力用電源のスイッチ取付け

モーターを回す為の12V電源ラインにスイッチを取付けました。このスイッチも先日ポンさんに頂いたものです。ありがたい限りです。

動力用電源スイッチ取付け。

以上でモーション・フライトシミュレータは、ほぼ完成ですかね。いつも私の工作は完成したのかどうか決まらず終わっていくので今回は一旦完了宣言をしたいと思います(といいつつ、まだ何か続きそうですが)。

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フライトシムのモーションシミュレータ化～7～

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やっとフライトヨークとモニターを取付けました。

木組みでちょっと複雑な形に・・・

合板多用です。パッチン止めは乗り降りする時に外します。

モーション・フライトシミュレータ全景

早速テストフライトするため PCを棚から引っ張り出して座席の横に置きます。こうしないと諸々のケーブルが届かないのです。

PCを引っ張り出してケーブル類を接続。

ではテストフライトの動画です。

ロール方向の動きが少ない様にも見えますが、ラダーを使って横滑りが無ければ横Gも加わらないので多分正しいのだと思います。

以上で一通りの動作はしたのですが・・・置き場所に困るのでこの後は簡単に分解／組み立てができる様にしていきたいと思います。