Hardware

Der gesamte Aufbau findet auf einer Holzplatte statt. Eine Elektronik wird zur Bestimmung der Pedal-Position eingesetzt. Über eine Gamepad-Elektronik wird das Ganze an den PC angeschlossen.


Material

Für den Aufbau benötigt man:


Aufbau

Tip: Da man am Anfang nicht genau abschätzen kann, wie groß die Holzplatte sein muss, baut man alles am besten erst auf einer großen Holzplatte auf und schneidet diese am Ende erst zurecht bzw. baut alles nochmal auf einer neuen Platte der richtigen Größe auf. Außerdem ist am Anfang schlecht abzuschätzen, in welcher Höhe und wie weit auseinander die Pedale zu befestigen sind. Ein Neuaufbau bietet die Möglichkeit, diese Dinge beim zweiten Versuch zu verändern.

Zunächst montiert man einen "Rahmen" auf der Grundplatte.

Die Pedalstangen waren bei meinem ersten Aufbau durch eine Gewindestange befestigt. Alternativ kann man diese mit Scharnieren befestigen. Letzteres verspricht weniger seitliches Spiel. Bei den Scharnieren wählt man sich im Baumarkt am besten die aus, die am festesten wirken.

Die Pedale werden an den Winkeln befestigt. Beim Gaspedal habe ich zusätzlich noch ein Scharnier angebracht, so dass das Pedal selbst noch gekippt werden kann. Dieses Prinzip habe ich aus dem Auto übernommen.

An einigen Stellen werden die Alurohre mittig verschraubt. In diesem Fall kann es leicht dazu kommen, dass das Alurohr sich verbiegt, wenn man die Schrauben anzieht. Dies kann man dadurch verhindern, dass man ein Stück eines runden Alurohres als "Abstandshalter" um die Schraube legt (s. Bild unten).

Die Anschlags-Winkel werden auf der Grundplatte befestigt. Sie bestimmen, wie weit man die Pedale betätigen kann. Auf die Winkel kann man Moosgummi kleben, um den Anschlag etwas abzudämpfen.

Mit Montage der Federn wird der Gegendruck erzeugt. Hier kann man durch die Befestigungsposition bestimmen, wie hart der Gegendruck ist. Außderdem läßt sich wählen, ob der Gegendruck stark von der Position abhängt oder nicht. I.a. ist es angenehm, wenn der Gegendruck härter wird, je weiter man das Pedal hereindrückt. Wenn die Federn wie auf den Bildern "schräg" montiert werden, verändert sich der Winkel der Achse der Federn zu den Pedalen, wenn man sie hereindrückt. Dadurch erreicht man den gewünschten Effekt.

Zum Schluß noch ein großes Bild (bitte anklicken).


Drehachse oben

Ich habe mich entschieden, die Drehachse für die Pedalstangen nach oben zu legen, weil man es so auch aus dem Auto kennt.

Dies hat zusätzlich den Vorteil, dass man so eine Zwischenposition leichter halten kann, weil die Bewegung der Pedale auch eine Reibung zwischen Schuhsohle und Pedal zur Folge hat. Dies ist auch auf dem Bild zu sehen.


Funktionsprinzip der Elektronik

Um die Pedale möglichst einfach und ohne Programmierung eines Treibers am PC verwenden zu können, habe ich auf eine Gamepad-Elektronik zurückgegriffen und die Pedale daran angeschlossen. Das verwendete Logitech Rumblepad funktioniert bzgl. der ursprünglichen Abtastung der Analog-Sticks so, dass eine Spannung an Drehpotentiometern gemessen wird. Ein direktes Anschließen der Gamepad-Potis an die Pedale hätte den Nachteil, dass man auf eine genaue Positionierung angewiesen ist, so dass am Ende auch der gesamte Weg, den man betätigen kann, auf die ursprüngliche Drehbewegung der Original-Potis umgesetzt wird.

Um diese Abhängigkeit zu umgehen, habe ich eine Mikrocontroller-Schaltung zwischengeschaltet, die per eigenen Potis die Stellung der Pedale mißt und am Ausgang wiederum eine für das Gamepad verwendbare Spannung zur Verfügung stellt. Die Erzeugung der Spannung findet dabei mit PWM (Pulsewidth-Modulation) statt, einem schnellen Ein- und Ausschalten der Spannung, die durch einen Kondensator geglättet in einem analogen Spannungswert resultiert.


Montage der Potis

Die Potis werden so befestigt, dass ein Betätigen des Pedals eine Drehbewegung des Potis zur Folge haben. Ich habe dies wie abgebildet mit Lego-Kunststoffteilen realisiert. Ein Gummiband zieht am Abtasthebel, so dass dieser immer an dem senkrechten Pedalrohr anliegt.

Bei der Montage der Potis kommt es übrigens nicht so sehr darauf an, wie die Mechanik montiert wird und in welchem Drehwinkel die Betätigung der Pedale resultiert, da die Grenzwerte und Umsetzung im Mikrocontroller angepaßt werden kann.

Empfehlen kann ich die abgebildeten Piher Potis in dem schwarzen eckigen Gehäuse mit fest montierter 6mm Achse. Diese sind leichtgängiger als das (Standard-)Modell mit aufsteckbarer Achse.


Zwei-Achsen-Betrieb oder kombinierter Modus

Die meisten Spiele unterstützen für Gaspedal und Bremse unterschiedliche Achsen. Um mit Spielen kompatibel zu sein, bei denen nur eine Achse verwendet werden kann, kann man den Betriebsmodus per Schalter umschalten. In diesem Fall wird auf der ersten Achse der entsprechende Wert ausgegeben (50% wenn kein Pedal betätigt wird, bei Vollgas 100% und bei Vollbremsung 0%) und die zweite Achse steht fest auf 50%.


Schaltplan

Der Mikrocontroller wird mit einem externen Quarz mit 16 MHz Taktfrequenz betrieben (nicht vergessen, die Fuse Bits richtig zu setzen!). Über die Potis an den Eingängen ADC0 und ADC1 wird die Pedalstellung durch Spannungsmessung bestimmt. Da der Mikrocontroller mit interner Referenzspannung von 2,56 Volt betrieben wird, sind die Potis so zu drehen, dass die Spannung immer unter 2,56 Volt bleibt. An den Ausgängen PC2 und PC3 werden durch PWM Spannungen zwischen 0 und 5 V erzeugt. Das verwendete Logitech Rumblepad eicht sich beim Einschalten unter der Annahme, dass sich die Analog-Sticks beim Einschalten in Mittelstellung befinden. Um ebenfalls beim Einschalten einen Spannungswert von 2,5 V zu haben, wird für die ersten 5 Sekunden nach Einschalten per Relais eine feste Spannung von 2,5 V zugeführt. Danach schaltet das Relais auf die von der Elektronik erzeugte variable Spannung um. Durch den Schalter an PC4 kann zwischen Zwei-Achsen-Betrieb und kombiniertem Modus umgeschaltet werden.

Nicht eingezeichnet ist der Anschluss eines Programmieradapters per Buchsenleiste. Dies ist je nach Programmiersoftware und -kabel entsprechend zusätzlich anzuschließen, wenn man den Mikrocontroller in der Zielschaltung flashen können will.


Anschluß ans Gamepad

Die Spannung kann beim Logitech Rumblepad an den eingezeichneten Stelle abgegriffen werden. Letztlich kommt bei jedem Gamepad Masse und +5V über USB an.


Die Ausgabepins (wie im Schaltplan zu sehen) werden statt dem mittleren Pin der Original-Potis angeschlossen. Dazu ist das Original-Poti auszulöten oder die Leiterbahn zu unterbrechen (im Bild markiert), um das Original-Poti außer Betrieb zu setzen.