Construire un quadrant des gaz et une roue de trim personnalisés pour MS Flight Simulator avec Arduino Leonardo et impression 3D

Composants et fournitures

Composant	Quantité	Notes
Arduino Leonardo	1	Un Leonardo ou Micro convient, jusqu'à 6 contrôles par Arduino
Fil de raccordement	3	3 fils par module
Potentiomètre rotatif 50kΩ	1	1 par module, détails dans la section histoire

Outils et machines nécessaires

• Fer à souder (générique)
• Imprimante 3D (générique)

Applications et services en ligne

• Arduino IDE

À propos du projet

Introduction

Après avoir mis à niveau mon PC pour faire tourner Microsoft Flight Simulator 2020, j'ai voulu améliorer mes commandes. Un clavier n'offre pas le bon ressenti pour piloter, et je ne pouvais ni dédier l'espace ni le budget pour un cockpit complet ou des commandes achetées.

Conception

J'ai conçu une série de commandes en CAO, réalisables avec mes outils, pour approcher le ressenti d'un vrai avion (je n'ai jamais touché aux commandes d'un avion, c'est donc basé sur mon imagination).

J'ai opté pour des leviers simples : gaz, volets, train d'atterrissage, et une roue de trim d'altitude. Je vole principalement sur de petits monomoteurs, donc c'était mon objectif.

La roue de trim a été le plus délicat à concevoir : plusieurs esquisses sur plusieurs jours avant d'obtenir le look et le ressenti souhaités.

Fabrication

Toutes les pièces ont été imprimées en ABS sur mon imprimante UP!, puis peintes et câblées sur un Arduino Leonardo, remplacé ensuite par un Micro. L'objectif : un ensemble plug-and-play, facile à ranger.

Pièces imprimées en 3D

Chaque module levier nécessite :

• 1 × Corps gauche
• 1 × Corps droit
• 1 × Levier avec crans (5 variantes : 2 à 6 crans)
• 1 × Embout de levier
• 1 × Bouton (6 variantes)
• 1 × Plaque de friction (3 variantes)
• 1 × Support de potentiomètre

Chaque module roue nécessite :

• 1 × Corps gauche de la roue de trim
• 1 × Corps droit de la roue de trim
• 1 × Engrenage de la roue de trim
• 1 × Moyeu de la roue de trim
• 1 × Roue de trim (si version assemblée)
• 8 × Ergots de la roue de trim (si version assemblée)
• 1 × Pièce unique de la roue de trim (si version monobloc)
• 1 × Quadrant de la roue de trim
• 1 × Entraînement du quadrant de la roue de trim
• 1 × Support de potentiomètre

Des pièces de boîtier arrière peuvent loger l'Arduino et le câblage.

Conclusion

Une construction très agréable, simple côté code ; le vrai défi était la conception, surtout la roue de trim et l'obtention du bon ressenti.

Code

Quadrant.ino

#include <Joystick.h>
Joystick_ Joystick;

// Valeurs min/max brutes lues sur chaque potentiomètre (à calibrer via le moniteur série)
int axisLimits0[] = {686, 338};
int axisLimits1[] = {345, 695};
int axisLimits2[] = {327, 678};
int axisLimits3[] = {342, 692};
int axisLimits4[] = {0, 1023};
int axisLimits5[] = {0, 1023};

// Activation de chaque axe
bool a0Used = true;
bool a1Used = true;
bool a2Used = true;
bool a3Used = true;
bool a4Used = false;
bool a5Used = false;

// Mode réglage : -1 = normal, 0-5 = affiche la valeur brute et convertie sur le port série
int setting = -1;

void setup() {
  if(a0Used) pinMode(A0, INPUT);
  if(a1Used) pinMode(A1, INPUT);
  if(a2Used) pinMode(A2, INPUT);
  if(a3Used) pinMode(A3, INPUT);
  if(a4Used) pinMode(A4, INPUT);
  if(a5Used) pinMode(A5, INPUT);
  Joystick.begin();
  if(setting >= 0) Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int value = 0, pos = 0;
  if(a0Used){
    value = analogRead(A0);
    pos = translateValue(value, axisLimits0[0], axisLimits0[1]);
    Joystick.setThrottle(pos);
    if(setting == 0) settingPrint(value, pos);
  }
  if(a1Used){
    value = analogRead(A1);
    pos = translateValue(value, axisLimits1[0], axisLimits1[1]);
    Joystick.setRxAxis(pos);
    if(setting == 1) settingPrint(value, pos);
  }
  if(a2Used){
    value = analogRead(A2);
    pos = translateValue(value, axisLimits2[0], axisLimits2[1]);
    Joystick.setRyAxis(pos);
    if(setting == 2) settingPrint(value, pos);
  }
  if(a3Used){
    value = analogRead(A3);
    pos = translateValue(value, axisLimits3[0], axisLimits3[1]);
    Joystick.setRzAxis(pos);
    if(setting == 3) settingPrint(value, pos);
  }
  if(a4Used){
    value = analogRead(A4);
    pos = translateValue(value, axisLimits4[0], axisLimits4[1]);
    Joystick.setXAxis(pos);
    if(setting == 4) settingPrint(value, pos);
  }
  if(a5Used){
    value = analogRead(A5);
    pos = translateValue(value, axisLimits5[0], axisLimits5[1]);
    Joystick.setYAxis(pos);
    if(setting == 5) settingPrint(value, pos);
  }
  delay(5);
}

// Convertit une valeur brute en plage 0-1023
int translateValue(int v, int f1, int f2){
  int result = 0, start = 0;
  float range = 0;
  if(f1 < f2){ start = f1; range = f2 - f1; }
  else{ start = f2; range = f1 - f2; }
  result = (v - start) * (1023 / range);
  if(result < 0) result = 0;
  if(result > 1023) result = 1023;
  return result;
}

void settingPrint(int value, int pos){
  Serial.print(value);
  Serial.print(" ");
  Serial.println(pos);
}

Pièces personnalisées et boîtiers

Fichier STEP contenant toutes les pièces : released_u3k8QjPXzJ.stp

Schémas

Pour ajouter plus de commandes, connectez 5V et GND et utilisez les broches A1 à A5.