描述

筆記：

該項目嚴重未完成，并且由于芯片短缺，在不久的將來不會完成。但是，該項目并沒有被放棄，工作將繼續進行。

故事：

“而且 32U4 沒有足夠的中斷，所以我肯定會在某個時候需要 SAMD21……”“預計 2023 年 3 月 27 日”是什么意思？

[插入圖片]

怎么樣... 是的，Digikey 怎么樣？有人有剩余的存貨嗎？

[插入圖片]。標題：“.. 0 庫存。我想這就是我需要知道的。”

所以！沒有芯片給你。大不了。但是有 Arduino Zeros，所以我可能只想拿一個。反正我想要一個。

啊對。故事。

當我決定購買 KSP 并試一試（不后悔；樂趣無窮）時，我注意到該游戲支持一種稱為“6 自由度輸入設備”的東西。

這吸引了我。這個“6 自由度輸入設備”是什么東西？它是什么樣子的？我還能用它做什么？

根據定義，它是一種收集 3D 運動并將其提供給計算機的設備。6 Degree Of Movement，從技術上講，指的是物體可以移動的三個軸：向前/向后（X 軸）、向左/向右（Y 軸）和向上/向下（Z 軸）。另外3個是沿3軸旋轉：Roll（Rotation-X），Pitch（Rotation-Y），Yaw（Rotation-Z）。

由于這樣的控制器可以捕捉所有 3 個軸的運動，因此它可以用于控制/操縱虛擬 3D 對象，例如在 CAD 和游戲中。基本上，一個 VR 控制器，除了它用于更實際的桌面工作和娛樂。

這就是原則。但首先，了解一些背景知識。

6 自由度輸入設備并不新鮮。每個 VR 控制器在技術上都是一個 6 自由度輸入設備，有制作 3D 輸入設備陣列的 3DConnecxion，還有另一個 Hackaday 創始人兼創始人繼續將他的想法商業化為產品。然而，它們之間的共同主題是它們對操縱桿的使用。

操縱桿不一定不好——它們是一種非常用戶友好的收集輸入的方式。只需將拇指放在搖桿頭上，向您想要輸入的方向移動它，然后在您不想移動時松開它。問題在于收集輸入的方式：由于桿的運動量是有限的，因此不可能將桿的運動（從其原始位置）表示為位移，而是表示為加速度。這似乎很好，直到您必須考慮此類設備的用例——CAD、設計和模擬，這是追求此類設備的首要原因。

這就是我問自己的問題：“想象一下滾動瀏覽一個大電子表格或網站。哪個更有意義，滾輪還是操縱桿？”

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但首先，我們必須開發代碼/固件，這樣微控制器才能在計算機上顯示為這樣的設備。為此，我們必須查看它必須發送的 USB 報告。

[插入 USB 組織文檔中的圖片]

它確實為 USB 描述符的不同字段列出了各種不同的數據值，但如果您從頭開始制作描述符，它就沒那么有用了，因為它實際上并沒有首先列出描述符標頭的值。

幸運的是，我能夠訪問可用的 USB Joystick 庫和可用的 6 自由度輸入設備——3DConnexion SpaceMouse（無線）。

USBLyzer 的一些“嗅探”揭示了一些有趣的秘密

[插入USBLyzer圖片]

盡管我能夠修改代碼以“模擬”“符合 HID 的輸入設備”，但我無法讓任何應用程序“獲取”數據并將其轉化為有用的東西。

我懷疑這是驅動程序的問題，因為太空鼠標本身（沒有驅動程序）在這些應用程序中也沒有任何作用。在那種情況下，我將不得不做一個驅動程序。這可以從相當簡單到成為絕對的大腦爆炸器。

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現在進入硬件。

讓球在所有 3 個軸上滾動比人們預期的更具挑戰性。必須執行一些嚴重的過度設計，以便讓球滾動（一系列滾輪上的滾輪）。或者我們可以只放入一個類似滾動環的東西，這樣人們就可以旋轉它來輸入第三軸。或者我們可以使用特氟龍墊和光學傳感器。由于光學傳感器不依賴于與球的物理接觸來工作，因此球可以四處滑動，使用聚四氟乙烯墊將表面摩擦降至最低。然而，我更喜歡機械設計作為我最初的意圖。

滾輪將布置成三角形配置，其中三個滾輪間隔 120 度。另一組偏移 60 度的滾輪用于制作外殼。

球就像沃爾瑪的橡膠彈力球一樣簡單。它又大又圓，非常適合公差寬松的粗糙 3D 打印原型。然而，球有很大的摩擦力并阻止了平滑滾動（目前）。也許用另一種材料制成的球會表現得更好，但無論哪種情況，都需要某種形式的支撐或固定裝置來支撐滾輪，以便它們保持在原位。

輪子的運動是用光學編碼器讀取的，考慮到在設備的使用壽命期間，輪子會經歷很多很多旋轉，機械編碼器可能會在使用很短的時間內失效。滾輪由一個沿邊緣有間隙的圓盤組成，通過一根軸連接到輪子上，然后將其安裝到底座中，兩端各有兩個滾輪。兩個光遮斷器檢測氣隙在任一光遮斷器處的不同時間以跟蹤其運動。

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集會：

您需要一個底板、一個頂板、兩個光學滾輪以及光學編碼器和四個襯套，以及用于光學編碼器的 4x 5mm M2 支架，以及用于將頂板固定到下板的多個 M3 螺釘。您還需要 M2 螺絲將“襯套”固定到位。

您不必使用公制緊固件——打印件中沒有螺紋，因此您可以使用任何緊固件（帶有匹配的螺母），只要它們合適即可。

本項目中使用的軸承是 RC 汽車變速器中使用的 5x11x4mm 軸承。或者，您可以 3D 打印所述尺寸的圓柱體（或管子？）。

該設計應允許各種直徑的球，但它是用 2.25 英寸設計和測試的。