• 3

我的賽車模擬器 G29 on PS4 pro

=====序章.衝動
前言 : 行文習慣廢話很多,慎入

我從小就喜歡玩賽車遊戲,為了避免暴露年齡就不說我的遊戲史了(難道我玩過任天堂的火箭車也要跟你說?)

小時候家裡住板橋的小公寓,只有客廳有一台電視,能用遊戲機的把手玩遊戲已經很滿足了,從來不可能去想要為了玩賽車搞一個方向盤這種事

即使後來到外地唸書後,一度有機會可以搞個方向盤,但因為出門在外又是窮學生,生活費都是靠家裡支應,實在不能拿父母的錢搞這種東西。

時間就這樣過去了。

某天一個朋友找我 : 唉,我買了一組G29+賽車架,我的車載不下,支援一下你的SUV。
我二話不說就出發幫載了,後來他把方向盤組好,車架只有前半段,看起來差了一回事,但去他家玩GT7,瞬間我的熱血又回來了。一坐就是霸佔兩個小時才起來。

於是我開始做功課,想著也要弄一套回家玩。這一研究才發現不得了,這坑很深。羅技的G系列方向盤是以前我知道的頂級方向盤,一組方向盤就要破萬,這價格對遊戲機外設來說是非常誇張的存在。現在我才知道,羅技是遊戲方向盤的天花板,但在賽車模擬器裡就是入門中的入門

仔細想想也能理解,我也有在玩音響,電腦喇叭到頂,也不過是發燒音響的入門,任何東西都是這樣,玩得深入是需要付出代價的。

但我沒有這麼多的預算搞一套十萬起跳的玩具,所以還是鎖定在入門的G29

我鎖定的平台是PS4,目標遊戲是GT7,這時我連遊戲主機都沒有......(對,我啥毛都沒有)

為了節省預算,我把目標放在整套二手出售 (主機+賽車架+方向盤),最好連遊戲都有省去我還要買遊戲

一邊等有緣人一邊繼續做功課,我發現網路上很多人會改裝方向盤,不管是可以升級排檔桿手感的3D列印件,還是升級腳感的煞車橡膠塊、彈簧。也有把方向盤改成汽車改裝盤,改電路增加力迴饋,換電供等等

其中我挑了幾個方向,在低成本方案下可以做的改裝方向,做為升級的目標,但這時我什麼都沒有,方向就只是方向

在FB社團蹲了好一陣子,幾次有符合我需求價格又很優惠的二手品拋出,幾乎都是秒殺的狀態就被買走了。要等到合適的產品,合理的價格(最好要便宜),還要剛好被我看到立刻下手(還要考慮賣家在哪,這東西太大不適合寄送,如果太遠的話油錢來回又不划算了)

就這樣蹉跎了好幾個機會,有的是價格沒有很符合期待,或是內容物稍微差一些,考慮一下就被買走了。買二手就是這樣,需要緣份。

最後讓我等到一組,PS4 Pro 含遊戲片,全套賽車架+椅子,羅技G29整套。價格很合理,但賣家在台北,交涉了一下,賣家又讓了一點然後剛好他要到台中幫我載來。 人生有時需要一點衝動,這東西雖然也不是真的貴到買不下手,但沒有一點衝動還是很難說服自己掏錢

這是收到第一天,拼老命把所有東西從地下室車庫搬上三樓視聽間後,邊喘邊拍的第一張照片。
有關我的視聽室,可以參考以前發過的文
我的視聽室

我的賽車模擬器 G29 on PS4 pro


我的賽車模擬器 G29 on PS4 pro

第一次裝起來後,感覺有點樣子了!

===============未完.待續=================
2022-07-10 10:23 發佈
文章關鍵字 賽車模擬器
====第一次玩

組裝好後就是要試玩了!! ? 錯,不知多少年沒接觸遊戲主機了,我才知道現在的遊戲機這麼複雜

首先賣家自然把主機清空了,主機裡是1TB的HDD,這年頭大家都知道SSD才是王道,所以我先買了一塊SSD換上去,上網抓主機系統安裝,安裝設定好後還要安裝遊戲,遊戲安裝完後第一次啟動就迎來近30G的更新....我是用手機分享網路給遊戲機,明明我在手機上測試可以跑到100Mbps,30G的更新檔它要載4個小時,算起來網速還不到20Mbps,查了一下發現PS4的wifi就是這麼悲劇,也只好.....等

第一次試玩,感想不太好,首先是這個賽車架的角度怎麼調怎麼彆扭

首先它可調的是方向盤安裝架,但這個安裝架的調整方向是單一方向,想調近,方向盤同時就會變高,調遠同時就會降低。

賽車椅可以前後滑,椅背角度可調,就類似真車最陽春的那樣

我無論怎麼調,都覺得怪,首先是踏板感覺就是太近,我的膝蓋要很彎,腳板要往上翹到不舒服的角度才能踩踏板,玩一下還好,稍微玩久一點腳都感覺要抽筋

你說把座椅往後調,當座椅往後調到踏板覺得舒服的距離+角度,方向盤就太遠了,遠到手都快碰不到了,把方向盤調近,它同時會往上升,升到快超過頭頂了

於是我只能把方向盤降到合適的高度,以這時方向盤離人的距離調整座椅前後,最後就是犧牲踏板舒適度

另外我又發現踏板在快速油門煞車切換或踩離合時,會發出塑膠共振聲,這個也很惱人。

於是第一階段不是改裝,而是調整到合適的駕駛三角

首先我想的是,把座椅墊高,因為座椅高,腳離踏板的距離就會變遠,腳板的角度也會改善,同時方向盤高度也得到改善。

於是我去車庫翻了一下垃圾堆 XD,有人認得出來這是什麼?


大概墊高了一公分多,雖然墊高不多,但墊高把所有狀況都往好的方向改善,所以這一公分效果顯著,雖然並不能完全解決駕駛姿勢問題,但已經從原本玩不下去變成可以玩好幾個小時了。

再來我想改善快速踩踏板的塑膠聲,同時也想進一步改善踏板距離偏近的問題

網路有人把單獨踏板拆出來改倒裝,我本來也想研究看看有沒有辦法改成倒裝

這是原廠踏板,開拆!





拆開來,原廠是用可變電阻來量測踩踏深度。三個踏板的腳感不同則是來自黑色結構裡的彈簧、橡膠塊等物體創造不同腳感

油門跟離合器用位置來偵測踩踏是合理的,因為這兩個裝置在車上本來就是踩多深代表多少作動反應。油門理論上只有彈簧,因為真車就真的只是一個彈簧

離合器現在多半都是液壓離合器,所以需要有一些阻尼感,其實原廠離合器有阻尼感,尤其是拆下來用手推,跟油門明顯有不同,只是用腳踩時就感覺薄弱了。這兩部份我都沒有要改裝的想法,因為原理都是符合真車的,改裝只是改爽度不是改擬真度,不同車本來就會有些不同。

比較值得一提的是煞車踏板,原廠也是用電位器偵測踩踏深度。這就不符合現實,真實車輛煞車強度是看踩煞車的力量,所以高階盤會搭配load cell(壓力傳感器),偵測踩踏的力量而不是行程,至於改橡膠、彈簧,影響的是腳感,就像你的車改金屬油管一樣,腳感比較硬,但影響煞車力的主要還是以踩下去的力量為主。 這部份我暫時沒有計劃,想改的太多,不如改天吧。





拆出來才發現,我這個賽車架的踏板架已經開好了一堆孔,而且就是對應G29的踏板,每一個踏板都有對應的孔,而且不只一組,前後左右都有預留

原廠整組踏板唯一能固定的孔是中間距離這一孔,因為要再往遠鎖,踏板塑膠殼會卡到金屬板前緣。看到這個孔我都樂歪了,因為我不用自己開孔,而且踏板都可以往前鎖,離腳又更遠了

而且它每個踏板預留都有左右中共三組位置調整左右,原廠踏板被抱怨的一點是煞車跟油門離太遠,跟趾動作不好做,雖然原廠踏板其實有留左右調整的空間,但那真的只是微調




先來試鎖油門,當然是往最右邊鎖,試踩了一下,這距離這角度,堪稱完美了啊!
不止踏板又往前移了2公分,少了原廠的塑膠踏板,腳跟可以直接放在底板上,腳板放在踏板上的角度已經可以用舒適來形容了

P.S. 旁邊入鏡那隻腳是我女兒的腳丫,她喜歡在我搞東搞西時在旁邊一直問一直問


原廠只有給兩顆螺絲,所以我立刻衝去五金行買了六顆白鐵內六角+華司

規格是M8,長度隨意,因為就是兩片鐵板的厚度,10mm就夠用,我去的五金行最短只有15mm,也不礙事




一開始我把油門跟煞車都鎖在最右邊,離合器鎖最左邊,這樣的距離配置跟真車最接近




但後來要接線時,油門右邊剛好有一個孔可以從下方穿線上來,離合器的右邊也一堆孔

唯獨煞車因為鎖在最右邊,它的右邊已經沒孔了。最後只好把煞車裝在中間,然後把煞車踏板往右裝,油門踏板往左裝,拉近煞車跟油門的距離。

這張照片可以看出來,油門跟離合器都接好線了,煞車沒有孔可以穿線,我又不太想開鑽




最後踏板裝好就是這樣,我還從我老婆車上偷了一塊業務三寶腳踏墊,寬度還剛剛好。

把踏墊壓在踏板下面,螺絲孔的位置直接用螺絲起子捅過去然後鎖起來。

這樣保證踏墊不會翹起來壓到油門導致暴衝的事故!

這塊踏墊是整套設備裡面擬真度最高的,沒有之一,擬真度100%,因為是從真車上拆來的
====免錢升級排檔手感,真香

排檔桿部份,其實說真格的,真的在玩模擬賽車的,很少在踩離合器手排,因為真實世界的賽車多半已經是撥片換檔了,撥片換檔做出來的時間基本就是屌打自己踩離合器,你看相關比賽時,除非比賽本身要求,不然清一色都是用撥片

自己踩離合器換檔就是一種情懷,樂趣至上。會搞這種東西的人,本來就是在自找麻煩

網路上有賣排檔套件,可以創造更多的換檔手感,主要是增加入檔頓點強度以及兩段入檔的感覺

我自己對兩段入檔頓點是比較敬謝不敏啦

手排車我開過超過十年,是通勤每天開的那種。我前兩台車都是手排車。手排車入檔會有兩段感

主要原因是手排變速箱機構的特性

當排檔桿推入檔位時(第一段頓點),變速撥叉會把相應的變速齒推入相應位置(實際上是同步齒啦,不用細究,我不是要介紹汽車原理)。這時變速齒並不會完全定位,而要等動力傳遞進變速軸(從引擎或從輪子來),也就是放離合器的時候,對應檔位的變速齒會被卡入最終位置,這時如果你的手還頂著排檔桿,會感覺到排檔桿被往前吸一段,這是第二段頓點的來源。目前全世界最高級的賽車模擬器應該都沒有模擬到這個程度,也許是因為不必要,反正都是用撥片。

所以我只打算增加換檔的頓點感,網路有人有實作教學,原理很簡單,原廠是用鋼珠+彈簧,在對應的上下位置開孔,鋼珠在不同孔之間推動產生阻力跟頓點感

增加頓點感的方法,就是增加彈簧彈力。而增加彈簧彈力其實很簡單,加一塊東西進去增加彈簧預載就好

我找到一顆同尺吋的鋼珠先塞進去,再塞彈簧,基本就搞定了,免費提升手感,

因為排檔桿拆開都是油,我又要重新潤滑,所以就一張照片瞭表心意了,Youtube有人拍影片介紹,想知道的人直接去搜尋就好


====雜談

有沒有人想過? 玩模擬賽車時,是穿什麼鞋子?

如果你看正式比賽的話,有錢的人會買真正的賽車鞋,預算比較不夠的會穿一般適合開車的鞋

那在家玩呢? 我相信大部份的人都是打赤腳的

網路社群的好處就在這裡了,社團有人不習慣打赤腳玩,又不想穿平時開車出門的鞋在家裡玩,腳又容易出汗

後來他找到迪卡儂賣的超薄超透氣潛水鞋,非常薄,鞋面全透氣,很適合在家裡玩賽車時穿,重點來了,一雙還不到200

因為我也懶得穿襪子,穿鞋照就不貼了,腳毛影響食欲





再多說一個

方向盤跟主機是靠USB連接,對一般人可能問題不大,但我是在劇院用投影機玩,方向盤離螢幕距離比較近,主機放在投影機旁邊,所以從方向盤要走USB線大老遠拉到主機,方向盤本身附的USB線大概3米左右,還遠遠不夠,延著車架往下走到座椅後就差不多用完了。我大概還需要6~7米的距離才能拉到主機

大家知道USB線有長度限制,一般是5米,超過5米就很容易遇到訊號衰退問題

本來我的計劃是買兩條5米的USB線,再加一個中繼插電的USB hub來放大訊號

後來想到網路上有人用網路線做USB線,做個十幾米都沒問題

網路線的設計,走個50米都問題不大,所以我把之前剩的Cat6網路線拿來量身訂製USB延長線,在電料行買USB公母頭,然後線焊一焊就好。只是要留意不要買到USB3.0的頭

接線方式的話,網路線裡有四股線共八條,網路有教人每一對線焊一條線(USB有四條線),實際上我的建議是最左跟最右的是USB的5V供電,這兩腳可以分別接一對絞線(兩條線),這樣可以在長距離傳輸時減少電壓耗損。

而中間2腳訊號腳,建議取用其中一對互絞線分別接一腳。因為訊號本身沒有太多的衰減問題,最大的問題是被干擾,而絞線就是專門用來抗干擾的。如果不嫌麻煩,第四對線可以補強電源,但因為G29的供電是靠外接的電供,USB的5V部份用電很少,所以第四對線我就放著沒接了
kkmr

我現在最頭痛是主機usb孔不夠 有vr 跟外接硬碟還有方向盤⋯⋯買hub接上擴充會抓不到

2022-07-10 14:47
yagami7215
yagami7215 樓主

你設備比較多,我這台PS4其實就是為了玩賽車才買,所以買SSD時我沒有直接考慮一般人會選擇的1T 硬碟,而是500G,因此我只會玩GT7,. 頂多過陣子回頭去玩GT sport。

2022-07-10 18:59
====結束了?

當然不是,知道我的都知道,旦凡力所能及的範圍,我是拼命給自己找麻煩的 XD

在做功課的期間,我爬到很多關於G29這組入門盤的資訊跟一些改裝的方式

先說說G29最常被垢病的一些內容

1. 齒輪聲、齒輪感。 這很單純就是齒輪機構造成的,基本上應該沒有解法,只要齒輪機構就是這樣

2. 迴轉速度慢。這算是齒輪機構的間接影響。因為原廠用的兩顆小馬達太無力,所以配上了頗大的齒比,間接造成方向盤的迴轉速度很慢。一般玩遊戲可能影響還沒那麼大,但如果甩尾要拋盤的話,基本上是拋不起來的。且回正想靠力迴饋幫你回正也不切實際,自己轉比較快。

3. 力迴饋強度不足,即使配了大齒輪,實際上的力迴饋強度還是差強人意,我的感覺是把力回饋開到6以上,力道是可以的,但問題在後面

4. 熱降載,幾乎只要你把力回饋強度開高一點,連續玩個幾十分鐘,就會很明顯感覺到出力開始衰退,我不確定這是馬達熱衰退了還是MOS管熱衰了,總之它很明顯稍微玩久一點就越來越無力

5. 力迴饋不夠線性,這很難形容,總之普遍就被認為有時力道突然很大,有時又小到幾乎感覺不到

6. 細節不足,很多時候在高速彎壓到路緣石,是真的沒有任何感覺,但有時還是會感覺到方向盤抖一陣,我覺得可以同時跟5一起看。

7. 中央無感帶跟中央死區。這個要說明一下,G29在方向盤正中央一個非常小的區域(大概一度吧),會有一個死區,轉到這裡時會感覺這裡頓一下,範圍很小,小到不容易查覺。我把這個區域稱為中央死區
中央無感帶是在中央區域,這個範圍就大得多,左右大概有10~20度的範圍,力回饋在這裡會突然變得非常弱。在GT7裡調整"中央敏感度"可以改善這個無感區,但效果有限,且如果把中央敏感度調到最高,正中央那個死區附近常會出現莫名的抖動

以上是我整理一般對G29比較不滿的一些內容

而網路上最常出現的改裝方案,就是加大電供,原廠24v 1.75A的電源供應器,有人改24v 5A的上去,號稱效果很好(我是持保留態度)。甚至有夠瘋狂的買可調電源,直接尬30V進去,高電壓可以讓馬達迴轉速增加,力道也會增加,這很合理,但30V挑戰原廠主板我只能說佩服

也有改馬達的,加大馬達,或是增加馬達散熱,MOS管加貼散熱片散熱,甚至把MOS管換更大電流的。

至於我嘛,我也有我的計劃,但不會是這些方案,接下來的內容會相對硬核,請小心服用

=====未完.待續=====
====開造之前

我在研究賽車模擬器的過程中,一直有個感覺

我自己的工作是馬達控制相關的,所以馬達的特性跟工作方式對我來說就是吃飯的傢伙

我一直有種感覺,G29的力迴饋控制,該不會是簡單的電壓控制吧?

這裡就需要瞭解一下整個力迴饋馬達控制的機制了

我們從遊戲機開始說,遊戲機會送力迴饋訊號給方向盤,這裡我們就簡單的把力迴饋訊號看成一個簡單的
+- 100%的命令,正負代表方向,數字代表強度,強度從0~100%這樣

這裡要留意的是,從遊戲機送來的命令,應該是"扭力"(Torque)命令,這個概念很合理,但也很關鍵

而在方向盤收到這個命令後,方向盤怎麼處理這個命令就很重要了

我認為G29的處理方式就是最無腦的那種

直接把力迴饋命令換成PWM duty cycle給H橋電路,控制輸出等效電壓給馬達

或是這樣說,馬達的電供是24v,當方向盤收到50%的力迴饋命令,它就送12v的電壓給馬達。其他依此類推

這是我一開始推測的,現在幾乎得到證實,G29的確就是電壓控制。

如果你對馬達特性跟控制原理沒有理解的話,這裡可能不太能理解到底我想表達什麼

馬達的輸出轉矩,是看你輸入多少電流給馬達,跟我重覆一次,電流=轉矩

而輸入電壓控制的是轉速,再重覆一次,電壓=轉速

所以如果要能線性、精準的控制馬達的轉矩(torque),應該要做電流控制,而不是電壓控制。

因此前面提到那麼多G29的缺點,至少有60%可以直接或間接歸咎於電壓控制

譬如力迴饋不線性,細節表現不好,中央無感區,甚至迴轉速度慢都間接有關。

熱衰退也跟電壓控制有關,因為當馬達溫度上升,線圈電阻增加,一樣的電壓輸出的電流就會下降,自己馬達出力就下降了。如果是電流控制,基本上就不會發生熱衰退的現象。當然這時馬達散熱就顯得更重要了
====開造!

為了驗證我的想法,並且為了改成電流控制做準備

我先借了示波器來準備量訊號

第一步當然是先拆方向盤!

我在圖上標示了兩顆馬達,電路板上的馬達+ & -

另外電路上控制馬達的是兩顆雙MosFet,總共四顆MOS組成H橋做馬達控制

H橋是用在馬達控制非常普遍的控制電路,有興趣的網路很多資料可以看。

不想理解的沒有關係,你只要知道這兩顆東西控制輸出給馬達的電壓跟電壓方向就好





示波器勾上去,就可以開機準備量了




H橋有很多種控制方式,G29採用的也是很常見的對角交替開關

簡單說明的話,電路會先開啟正電壓給馬達,下一個瞬間切換成負電壓

輸出就在+24 跟 -24之間切換,當切換頻率夠高時(G29的切換頻率是25kHz)

馬達看到的就是平均電壓(有效電壓)

+24跟-24開啟時間各一半(50% ED),平均電壓就是0,馬達就沒有動作

這張就是方向盤在接近中央區域不出力時的圖,ED~50%



當我把方向盤往右邊轉,力迴饋想把方向盤扭回來,正電壓輸出,ED > 50%



反向就ED < 50%



這裡有一張非常奇怪的圖,當方向盤在正中央時,波型會變成這樣一直線,沒有PWM的工作特性

一開始我想了很久都不理解這是什麼? 後來突然想通了

如果PWM的ED =50%,對馬達來說是"不出力"

而羅技在方向盤進到正中央時,會把馬達的正負短路(是短路馬達不是短路供電)。這樣馬達會處在"煞車"狀態。這是前面提到的中央死區的來源,這下就兜起來了。





而為什麼原廠要在中央放這個馬達煞車死區呢? 且待下回分解
====硬核來了

我想要把G29的電壓控制,改成電流控制,為了驗證這個想法可不可行

我從公司"借"了一套運動控制器回來試


我的構想是,直接從方向盤驅動馬達的驅動端取得+-24v的電壓命令作為類比命令輸出給運動控制器,再由運動控制器做電流控制來驅動馬達

因為大部份的類比輸入是+-10v,所以我需要先將輸出的+-24v分壓得到 +-10v的命令

這很簡單,用兩顆電阻來分壓就可以了

然後我需要些一段程式去計算輸入電壓跟輸出電流之間的比例轉換

這也很簡單,大致邏輯就是當控制器收到5v電壓時,輸出設定的一半電流給馬達,照比例計算輸出電流即可






我預設的電流上限是2A,因為原廠電供的電流是1.75A,我想這個電流應該是很OK的

結果一送電我就驚呆了

G29在開機時會有一次自檢歸零,方向盤會往右打到底,再往左打到底,最後回到中間,看過原廠G29歸零的人大概就能理解為什麼會有人說G29迴轉速度太慢的問題

改成電流控制後,啟動歸零的迴轉速度直接爆表,我在網路上看人家把電供電壓改30V,速度只差零點幾秒。改電流控制後這個速度直接爆表了! 別的不說,拋盤什麼的不在話下啊!

但是為什麼它歸零完會一直晃不停?

前面說到G29在中央會有馬達煞車死區。原廠設計這個煞車死區的目的就是為了避免方向盤在中央晃動的問題

當方向盤回到中央時,馬達煞車會把方向盤停下,如果沒有煞車,方向盤在中央時只是"不出力",慣性會讓方向盤轉過頭,然後力回饋又往反方向出力,方向盤就一直往覆晃動

我用的運動控制器沒辦法快速的切換Motor short模式,所以在中央位置時只能讓馬達不輸出,沒辦法讓馬達煞車。所以這個晃動我只能透過程式來改善,無法解決,改善方法就是力迴饋命令小於一定值時直接視為零。但這樣做的效果並不好。所以我需要找到能徹底解決晃動問題的方案(就是能快速切換馬達煞車的控制器)

不過我有試了一下電流控制的整體表現,先不提那個中央區域的晃動的話

電流控制的效果比我預期得要好得多

首先力迴饋出力變得非常線性,我突然想到要怎麼解釋這個線性問題了,譬如高速彎時,方向盤持續輸出一個回正的力,這時我如果修正方向盤,修正的過程會感覺到力迴饋的力量突然變小,停下方向盤後才又變大,改成電流控制後這個現象少很多

另外細節部份,我發現如果我在遊戲裡把力回饋開很大,幾乎感覺不到細節,尤其是當方向盤力迴饋正在輸出的時候,舉例來說高速彎方向盤持續在輸出時,踩到路緣石時完全感覺不到方向盤有任何反應

但是當我把電流控制的上限電流加大,同時把遊戲裡的力迴饋強度放小,整個狀況完全就不同了

我的推測是這樣的,原廠狀況時,因為原廠的力迴饋強度不足,大部份的用家都會調強力迴饋強度

這樣的話主機本身送出的訊號就常態在滿載狀態,這時壓到路緣石的訊號就表現不出來,如果懂音響或懂訊號的人,"切割失真"應該可以秒懂

舉個例子來說,方向盤的最大出力是10

當力迴饋開到最強,高速彎時力迴饋訊號就已經來到10了,壓到路緣時要額外1的訊號,自然直接就被吃掉了

而原廠狀態下,如果我把力迴饋強度降到5,同樣的狀況譬如說力迴饋強度是5,壓到路緣石會有0.5的訊號,這個訊號送給方向盤了,但0.5的訊號因為電壓控制加上G29的機構設計等等,最終表現在方向盤上也是幾乎感覺不出它有反應。

而改成電流輸出,加大上限電流,並且在遊戲中降低力迴饋強度

最終的結果會是,力迴饋命令5,但馬達收到10的電流,實際力迴饋強度還是10 (當然這個可以根據個人偏好調整,也要考慮到馬達散熱受不受得了)。壓到路緣石時力迴饋命令會變5.5,而實際電流會尬11進去。 大致概念就是這樣。要力迴饋力道有力道,要細節有細節,要線性有線性。 這才是最終極解法!

但一定要先確保馬達散熱能扛得住......
firefalcon

一般人可能就是把G29升級解決或者將就忍耐... 自己動手解決問題才是真男人啊~

2022-07-13 16:15
yagami7215
yagami7215 樓主

我喜歡在力所能及的範圍把入門、中低階的產品發揮到它的極限甚至突破極限,要說直逼高階直驅盤這種話我不敢說,但弄個最屌G29之類的我認為還是可以的

2022-07-14 17:30
====影片來了

什麼手感線性細節啥的都是用說的

我只有歸零速度可以拍影片給你們看

這是原廠狀態的歸零速度,有G29的可以比對看看,應該大家都是這個速度


這是改成電流控制,上限電流2A,這個速度,拋盤不再是障礙了吧!! 至於中央位置晃動問題嘛,我正在找解法了


以上

因為改電流控制看起來效果非常好,我從公司借回來的設備太重,也不可能一直借用,再說它無法解決中央晃動問題,所以我在找其它成本、體積跟功能合適的方案來做為最終解決方案。

等我找到測試後再最後上來分享。 短時間內應該就先這樣了
==硬核又來了

這篇不會有圖片,內容也很生硬,不喜歡燒腦的人可以跳過

來聊一下到底為什麼我堅持要把G29的電壓控制改成電流控制

到底什麼是電壓控制,什麼又是電流控制。為什麼我認為G29電壓控制就是敗筆?

如果你是連電壓跟電流是什麼,國中理化苦手的話,這裡還來得及,可以跳出,下篇再繼續看


我從網路上隨便找了一個馬達的規格,把其中兩項框出來




你可以看到黃框的是馬達推力常數,單位是N/A,牛頓除以安培

這裡你可以很直觀的知道,一顆馬達的出力,跟供應的電流是正相關的,每一安培能得到多少推力是固定的

紅框會看到反電動勢常數,單位是V/m/s,m/s是速度(每秒多少米),V就是電壓。所以反電動勢常數告訴你,馬達在多少速度時會有多少伏特的反電動勢,這個反電動勢會抵銷輸入電壓,換言之當速度越快,施加給馬達的電壓效果就會越差(被馬達反電動勢抵銷)

再簡化一點來說,給馬達多大的電壓,決定馬達的轉速能到多快。給馬達多大的電流,決定馬達輸出多少轉矩(推力)

今天如果我們是以電壓來控制馬達,那麼電流就是被動的,也就是說馬達的轉矩會根據不同狀況而改變

譬如說,當馬達堵轉停在原地時,反電動勢是0,固定電壓的前提下,電流是最大的,但當你開始轉動方向盤,馬達產生反電動勢,輸入的電流就會相應下降,轉矩也就下降。這就是電壓控制的原罪,它無法真實反應遊戲裡的"力"回饋命令。

當我們用電流控制,驅動器內會有電流偵測電路用來偵測實際電流,這個電流會被迴饋到電路中的控制單元跟命令電流做比對並修正實際的輸出電流。當實際電流低於目標,輸出的電壓會升高以滿足目標電流,反之亦然

這裡要留意的一點是,電流控制能輸出的最大電壓受限於供應電壓,因此如果我們想輸出5A給馬達,電壓已經開到24V最大了,仍然只有3A的輸出,這時電流控制就遇到瓶頸了,電流就是無法繼續推高。這時想滿足5A這個電流需求(假設你確定馬達受得了),那解決方案就是提高供應電壓,提高到在任何情況下都有足夠電壓可以推出5A電流的程度。

而電流控制的直接控制目標就是馬達的出力,因此更能直接反應力迴饋的內容


為什麼我使用電流控制時的校準速度會這麼快? 遠遠比原廠狀態要快,也比網路上改30V供電的要快?

這是因為,(以下數據都是瞎掰的,不要管數字,只看邏輯)譬如原廠在校準時使用12V的電壓去左右校準,12v的電壓在馬達停止時可以輸出1A的電流,於是馬達開始旋轉,當馬達轉速上升後,因為馬達反電動勢的影響,電流開始下降,降到馬達的出力剛好抵銷轉動的阻力時,這時轉速就維持穩定了。

同樣的狀況,當我們做電流控制時,收到的命令是1A電流,於是控制電路輸出1A電流給馬達,馬達開始旋轉,隨著轉速增加,反電動勢上升,電流開始下降,控制電路會發現電流低於目標,於是提高電壓去滿足1A的電流,馬達就一直可以用固定的轉矩(持續上升的電壓)去推動馬達,於是馬達的轉速就一直增加,直到遇到電壓上限與阻力限制為止

所以電流控制同時可以改善出力不線性、細節不足以及迴轉速度過慢這些G29被垢病的問題。這就是我說的,G29的齒輪設計不是所有問題的源頭,齒輪就只是齒輪感的罪魁禍首而已。

除了齒輪感以外,G29其他大部份問題都能靠修改成電流控制來改善(解決不一定能解決,但改善是肯定可以)

說到這,下一個問題就是,到底要怎麼改成電流控制?

這個問題我正在尋找方案,但在找方案的時間,同時有另一個問題需要改善

就是馬達散熱,今天即使什麼都不改,G29的熱衰退本身就是需要解決的問題

G29的熱衰退主要來自馬達,電壓控制也是間接原因。當馬達溫升後,銅線電阻會增加,一樣的電壓能推出的電流自然也下降了。

而如果改成電流控制,在電壓足夠使用的前提下,理論上不會遇到熱降載的狀況,因為當馬達電阻上升,電流控制會自動升高電壓去推出目標電流。所以在馬達燒掉前不會感覺到明顯的推力下降

也因此,電壓控制其實是保證馬達不燒掉的一個手段,馬達越熱,出力越小,出力越小發熱就越少,因此馬達溫度會維持在一個穩定的狀態。反之如果是電流控制,馬達再熱都沒人知道,電流一樣尬,下場很可能就是把馬達燒掉。

所以不管是原廠流還是爆改流,改善馬達散熱都是一個需要的手段。也因此即使我還沒找到改電流控制的解決方案,我還是要先著手改善馬達散熱。
  • 3
內文搜尋
X
評分
評分
複製連結
Mobile01提醒您
您目前瀏覽的是行動版網頁
是否切換到電腦版網頁呢?