Introduction

เพิ่งอัพเกรดพีซีให้ลุ้น MS FS2020 ได้ เลยเกิดอาการคันไม้คันมืออยากอัพเกรดอุปกรณ์ควบคุมบ้าง แบบว่าบินด้วยคีย์บอร์ดมันไม่ค่อยมีฟีลเท่าไหร่ อยากได้อะไรที่มันลื่นไหลกว่า แต่พี่ก็ไม่ได้เป็นนักบินสมูเลเตอร์ตัวยงขนาดนั้น งบกับพื้นที่ก็มีจำกัด เลยทำทั้งค็อกพิทหรือซื้อชุดควบคุมราคาแพงๆ ไม่ได้

Design

พี่เลยลงมือออกแบบชุดควบคุมใน CAD ขึ้นมา โดยใช้เครื่องมือที่มีอยู่ ให้ได้ประสบการณ์ที่พี่คิดว่าเครื่องบินจริงน่าจะเป็น (ถึงพี่จะไม่เคยจับของจริงเลยก็เถอะ 555+)

พี่เลือกที่จะทำคันควบคุมแบบคันเดี่ยวสำหรับคันเร่ง (Throttle), แฟลป (Flaps), ล้อลงจอด (Landing Gear) และล้อปรับ Trim ของเครื่องบิน พี่เน้นบินเครื่องบินเล็กเครื่องยนต์เดี่ยวในเกม เลยออกแบบมาให้เหมาะกับมัน

ล้อปรับ Trim นี่แหละที่ท้าทายสุด ต้องร่างแบบอยู่หลายวันกว่าจะได้ดีไซน์ที่ให้ทั้งลุคและฟีลตามที่ต้องการ

USB Joystick Interface (HID)

เพื่อให้เป็นอุปกรณ์ Plug-and-Play โปรเจคนี้ใช้ความสามารถ HID (Human Interface Device) ของ Arduino ต้องใช้บอร์ดที่ใช้ชิป ATmega32U4 เท่านั้น เช่น Arduino Micro หรือ Leonardo พวก Uno ทั่วไปใช้ไม่ได้นะตัวนี้

1. ไลบรารี: ใช้ไลบรารีทางการ Joystick.h โดย Matthew Heironimus
2. การตั้งค่า: ตั้งค่า Arduino ให้คอมพิวเตอร์มองเห็นเป็น "Flight Controller" ที่มีแกนต่างๆ เช่น X-Axis, Y-Axis, Z-Axis, Throttle, Rudder และรองรับปุ่มได้สูงสุด 32 ปุ่ม
3. แกนการบิน: สำหรับคันเร่งและคันแฟลป เราใช้โพเทนชิโอมิเตอร์ โค้ดจะอ่านค่าอะนาล็อก (เช่น analogRead(A0)) แล้วแมปค่าจากช่วง 0-1023 ไปเป็นช่วงที่เหมาะสม ก่อนส่งตรงไปให้พีซีด้วยคำสั่งเช่น Joystick.setThrottle(mapped_value);

The Trim Wheel Encoders

ล้อปรับ Trim ต้องการการหมุนที่ต่อเนื่องและแม่นยำ นี่คืองานในฝันของ Rotary Encoder เลยนะเฟ้ย เฟิร์มแวร์บน Arduino จะนับ "คลิก" ที่ล้อหมุนไปอย่างแม่นยำ เพิ่มหรือลดค่าตัวแปรภายใน แล้วส่งค่านี้ไปยังเกมบินจำลอง ช่วยให้เราปรับ Trim ความ Pitch ของเครื่องบินได้ละเอียดสุดๆ

Build

ชิ้นส่วนทั้งหมดพิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3D UP! ของพี่ โดยใช้วัสดุ ABS จากนั้นก็ลงสีและเดินสายต่อกับ Arduino เริ่มจาก Leonardo แล้วเปลี่ยนมาเป็น Micro ในที่สุด เพื่อให้ได้อุปกรณ์ Plug-and-Play ที่เก็บง่ายเมื่อไม่ใช้

ชิ้นส่วนต่างๆ

ฮาร์ดแวร์ที่ต้องมี:

• Arduino Micro / Leonardo (ATmega32U4): หัวใจหลักของอุปกรณ์ HID ตัวนี้เลย
• โพเทนชิโอมิเตอร์ (Potentiometers): เอาไว้ใช้กับคันเร่ง (throttle), แฟลป (flap) และแกนคันโยกอื่นๆ ตามที่เห็นในรูปด้านบน
• โรตารี เอ็นโค้ดเดอร์ (Rotary Encoder): สำหรับล้อปรับแต่ง (trim wheel)
• ปุ่มกด / สวิตช์แบบโยก (Toggle Switches): สำหรับฟังก์ชันต่างๆ เช่น ล้อลงจอด, แฟลป, ไฟ
• โครงและชิ้นส่วนที่พิมพ์จากเครื่องพิมพ์ 3D.

รายการชิ้นส่วนที่ต้องพิมพ์ 3D

โมดูลคันโยกแต่ละอันจะต้องใช้

• 1 x ตัวโครงด้านซ้าย
• 1 x ตัวโครงด้านขวา
• 1 x คันโยกที่มีเดเทนต์ x ตำแหน่ง (มีให้เลือก 5 แบบ ตั้งแต่ 2-6 เดเทนต์)
• 1 x ปลายคันโยก
• 1 x หมุดจับ (Knob) (มีให้เลือก 6 แบบ)
• 1 x แผ่นเพิ่มแรงเสียดทาน (Friction plate) (มีให้เลือก 3 แบบ)
• 1 x ที่ยึดโพเทนชิโอมิเตอร์

โมดูลล้อแต่ละอันจะต้องใช้

• 1 x ตัวโครงล้อปรับแต่งด้านซ้าย
• 1 x ตัวโครงล้อปรับแต่งด้านขวา
• 1 x เฟืองล้อปรับแต่ง
• 1 x ฮับล้อปรับแต่ง
• 1 x ล้อปรับแต่ง (ถ้าทำล้อแบบประกอบ)
• 8 x ปุ่มนูนล้อปรับแต่ง (ถ้าทำล้อแบบประกอบ)
• 1 x ล้อปรับแต่งชิ้นเดียว (ถ้าทำล้อแบบชิ้นเดียว)
• 1 x ฟันเฟืองควอดแดรนต์ล้อปรับแต่ง
• 1 x ขับฟันเฟืองควอดแดรนต์
• 1 x ที่ยึดโพเทนชิโอมิเตอร์

ชิ้นส่วนกล่องด้านหลังสามารถเอามาใช้เป็นบ้านให้ Arduino และสายไฟได้

สรุป

เป็นโปรเจคที่สนุกมากๆ ฝั่งโค้ดนั้นง่ายโคตรๆ แต่ความท้าทายจริงๆ ของโปรเจคนี้คือการออกแบบ โดยเฉพาะล้อปรับแต่ง (trim wheel) และการทำให้ได้ *ความรู้สึก* ที่พี่ว่าน้องต้องชอบ งานนี้จัดไปวัยรุ่น!