ErgonoMouse [Phiên bản Miễn phí] - Bộ điều khiển 6DOF với Bánh xe, Nút bấm & Phím

ErgonoMouse là bộ điều khiển 6DOF (6 Degrees Of Freedom) tự làm dựa trên Arduino. Hoặc thường được gọi là "space mouse".

Nó sử dụng phần cứng có sẵn (xem mục "Phần cứng yêu cầu" 🡣) và yêu cầu kỹ năng in 3D, điện tử và phần mềm ở mức trung cấp. Một dự án DIY thú vị sẽ làm hài lòng mọi người thợ làm ra nó!

Nó có nhiều tùy chọn: ErgonoMouse cung cấp nhiều lựa chọn với các tính năng khác nhau cho Phần Đế, Phần Núm Xoay và Phần Tay Cầm Joystick, với tất cả các biến thể đều có sẵn cho cả hai tay (Trái và Phải).

Lưu ý:

Đây là phiên bản miễn phí của ErgonoMouse. Nó đi kèm với các biến thể "Đơn giản" cho các cụm lắp ráp Phần Đế, Phần Núm Xoay và Phần Tay Cầm Joystick (xem mục "Các biến thể" 🡣).

. Nó bao gồm tất cả các biến thể cho tất cả các tính năng và cụm lắp ráp.

Mới!

lấy cảm hứng từ cho khả năng điều khiển mượt mà.

Tặng kèm:

Bạn có thể thử nghiệm khả năng máy in của mình với QuBenchy - Khối kiểm tra độ bền in 3D:

Chức năng

Vậy "6DOF" có nghĩa là gì? Nó có nghĩa là bạn có thể di chuyển một máy ảnh hoặc đối tượng theo 6 cách khác nhau: Quay quanh trục X, Y và Z, cũng như Tịnh tiến theo trục X, Y và Z. Điều này làm cho ErgonoMouse trở nên lý tưởng cho các tác vụ thiết kế CAD và 3D, hoặc thậm chí là trò chơi điện tử.

Bộ điều khiển sử dụng cảm biến analog (KY-023 Joysticks) để ghi nhận chuyển động của bạn. Thiết kế ErgonoMouse cũng bổ sung các tính năng mới như:

1. Một bánh xe để mô phỏng một trong các trục (ví dụ: Thu phóng, giống như bánh xe chuột),
2. Hai nút trên Núm Xoay và Joystick có thể giới hạn chuyển động chỉ ở chế độ xoay hoặc chỉ ở chế độ tịnh tiến. Điều này cung cấp khả năng kiểm soát chính xác hơn bằng cách ngăn chặn các chuyển động không mong muốn trên một số trục làm ảnh hưởng đến các trục mong muốn.
3. 6 Phím trên Đế để thiết lập macro và phím tắt.
4. Hai nút trên Núm Xoay và Joystick có thể được sử dụng như 2 phím bổ sung, thay vì chức năng Nút Khóa.

Sở thích cá nhân của tôi là Tay Trái, Đế 6 Phím, Joystick Toàn Diện (với Bánh Xe để thu phóng và 2 Nút Khóa).

Dự án dựa trên Arduino và tương thích với phần mềm 3DConnexion (xem mục "Phần mềm" 🡣).

Tổng quan

Dự án này được lấy cảm hứng từ @TeachingTech và SpaceMouse v2 của anh ấy. Tôi đã tìm kiếm các giải pháp DIY "space mouse" và các tùy chọn thương mại trong một thời gian khi tôi tình cờ xem video của anh ấy, và cuối cùng tôi quyết định tự làm một cái. Trong khi ghi nhận và đánh giá cao công trình của anh ấy, tôi muốn có một thiết kế tinh tế và trau chuốt hơn.

“Chỉ mất vài giờ để thiết kế CAD thôi”, “Mình sẽ tiết kiệm được tiền”, tôi tự nhủ. Vì vậy, tôi quyết định tự thiết kế. Và, ôi trời, nó đã vượt ra ngoài dự kiến một chút:

Vì vậy, sau 3 tháng, một vài đơn hàng trên Amazon, một loạt công cụ mới bao gồm cả TS101 mới, một A1 Mini mới để tạo mẫu nhanh, và một phần kha khá phần cứng, 5kg PLA, 20 lần lặp lại, và 1.159 phiên bản đã lưu (tôi đã đếm chúng), tôi xin giới thiệu với các bạn: ErgonoMouse MK XX!

Nói thêm, phần lớn thời gian và các lần lặp lại đều dành cho việc thu nhỏ thiết kế trong khi vẫn giữ cho nó thân thiện với người dùng và dễ lắp ráp với phần cứng có sẵn, đồng thời bổ sung các tính năng, biến thể và bố cục mới.

Các biến thể

ErgonoMouse cung cấp nhiều biến thể dựa trên các tính năng và hướng mong muốn cho cả hai tay (phải và trái). Bộ đầy đủ chứa 73 bộ phận 3D (danh sách các tùy chọn lắp ráp và các bộ phận cần thiết cho mỗi tùy chọn được bao gồm trong các tệp PDF). Với chúng, bạn có thể xây dựng các biến thể sau:

• Cụm lắp ráp Đế:

  • Biến thể 6 Phím:
    • Tay Trái, In một mảnh
    • Tay Trái, In hai mảnh cho A1 Mini / Prusa MINI+
    • Tay Phải, In một mảnh
    • Tay Phải, In hai mảnh cho A1 Mini / Prusa MINI+
  • Biến thể Đơn giản:
    • Đối xứng, In một mảnh
    • Đối xứng, In hai mảnh cho A1 Mini / Prusa MINI+.

• Cụm lắp ráp Núm Xoay:

  • Biến thể Toàn diện (Bánh xe + Nút bấm):
    • Tay Trái
    • Tay Phải
  • Biến thể Chỉ Bánh xe:
    • Tay Trái
    • Tay Phải
  • Biến thể Chỉ Nút bấm:
    • Đối xứng
  • Đơn giản
    • Đối xứng

• Cụm lắp ráp Joystick:

  • Biến thể Toàn diện (Bánh xe + Nút bấm):
    • Tay Trái
    • Tay Phải
  • Biến thể Chỉ Bánh xe:
    • Tay Trái
    • Tay Phải
  • Biến thể Chỉ Nút bấm:
    • Tay Trái
    • Tay Phải
  • Đơn giản
    • Đối xứng

• Nắp phím:

  • Biến thể Trống
  • Có ký hiệu (36 số, macro và ký hiệu):
    • Đơn sắc, có ký hiệu khắc
    • Đa màu cho AMS hoặc hệ thống tương đương
    • Đa màu cho in thủ công (máy in bất kỳ)

Phần cứng yêu cầu

Bản tải xuống bao gồm 4 hướng dẫn lắp ráp PDF cho Đế, Núm Xoay, Joystick và Nắp phím, bao gồm:

• Danh sách các bộ phận 3D và số lượng cần thiết cho mỗi cụm lắp ráp và biến thể
• Danh sách vật liệu và số lượng cần thiết cho mỗi cụm lắp ráp và biến thể
• Chỉ dẫn bằng văn bản để lắp ráp
• Hướng dẫn lắp ráp bằng hình ảnh

Để tham khảo, đây là phần cứng bạn sẽ cần cho tay Trái, Đế 6 Phím, 2 mảnh + Joystick Toàn diện:

•  Tay Trái, Đế 6 Phím, 2 mảnh:
  • 1x    Arduino Pro Micro (USB-C) ATmega32U4 5V 16MHz
  • 1x    Cáp USB-C
  • 4x   Joystick KY-023 (Tôi đang dùng loại thường, nhưng hãy xem các thử nghiệm và kết luận của @Kempy về Joysticks Hiệu ứng Hall )
  • 1x    Dải đèn LED 5V (chiều rộng tối đa 8 mm, dài 26 cm)
  • 6x   Công tắc Cherry MX (hoặc tương đương)
  • 8x   Bu lông M8 x 30 mm
  • 4x   Bu lông M8 x 20 mm
  • 44   Đai ốc M8
  • 4x   M3 x 16 mm
  • 4x   Vít tự khai thác M2 x 16 mm
  • 23x Vít tự khai thác M2 x 8 mm
  • 13x  Vít tự khai thác M2 x 6 mm  
•  Tay Trái, Joystick Toàn diện:
  • 1x    Bộ mã hóa KY-040 (không ren, khoảng cách lỗ 14mm)
  • 1x    Vòng bi hướng trục (8 x 22 x 7 mm)
  • 2x    Công tắc nút bấm (6 x 6 x 4.3 mm)
  • 1x    Bảng mạch PCB (cắt vừa vặn: 15 x 19.2 mm)
  • 2x    M3 x 16 mm
  • 4x    M3 x 6 mm
  • 9x    Vít tự khai thác M2 x 8 mm
  • 1x     Vít tự khai thác M2 x 6 mm

Công cụ yêu cầu

À, cái này khá phụ thuộc vào sở thích và kỹ năng cá nhân. Không có búa nào tốt hơn cờ lê, đúng không? Tuy nhiên, bạn nên cân nhắc trang bị một số công cụ sau cho ErgonoMouse:

• Tua vít (tùy thuộc vào đầu vít)
• Bộ lục giác (tùy thuộc vào đầu vít)
• Dao rọc giấy / Dao cắt
• Kìm
• Nhíp
• Keo cyanoacrylate
• Giấy nhám (tùy thuộc vào dung sai máy in / xử lý hậu kỳ)
• Dụng cụ uốn đầu cos Dupont và đầu cos
• Dây điện, 22AWG
• Mỏ hàn  
• Phần thưởng thêm: bất kỳ mỏ hàn nào có lẽ cũng đủ dùng. Tôi quyết định mua TS101 mới và nó hoạt động tuyệt vời. Rất khuyến khích.
• Phần thưởng thêm: chúng ta những người thợ làm nên đồ thủ công nên đón nhận công nghệ mới trong khi vẫn học hỏi từ những đồng nghiệp cũ: những người thợ mộc. Gần đây tôi đã có trong tay một cái đục 6mm và 12mm để làm sạch các bộ phận hỗ trợ và bản in nói chung. Chúng đã cứu cánh cho tôi, và giờ chúng là một phần của những công cụ yêu thích để in 3D.
• Phần thưởng thêm: tua vít thủ công thì ổn thôi. Nhưng Tua vít điện HOTO 3.6V của tôi đã hoạt động hiệu quả sau rất nhiều lần lặp lại, lắp ráp và tháo rời các bộ phận.
• Phần thưởng thêm: à, đến bây giờ có lẽ bạn đã nhận ra rằng tôi đã thất bại thảm hại trong việc giữ dự án thiết kế trong phạm vi ngân sách ban đầu chi phí thấp. Tôi cũng đã mua một Tua vít lực Wera 7440 để đi xa hơn nữa. Nó thực sự hữu ích để không làm hỏng các bộ phận lắp ráp (chơi chữ).

In 3D

QUAN TRỌNG:

Dự án này đã được phát triển và thử nghiệm trên máy Bambu Lab A1 Mini. Chiếc máy in nhỏ bé chết tiệt này hoạt động rất hiệu quả. Đến nỗi ErgonoMouse yêu cầu dung sai rất thấp:

• Tối thiểu: 0.1 mm
• Khuyến nghị: 0.05 mm

Tôi khuyên bạn nên chạy một bài kiểm tra dung sai trên máy của mình và cố gắng bù đắp cho nó trong cài đặt slicer của bạn. Bạn có thể thử nghiệm khả năng máy in của mình với QuBenchy - Khối kiểm tra độ bền in 3D của tôi. Lý tưởng nhất là piston có dung sai 0.1mm nên di chuyển tự do hoặc sau khi dùng một lực.

Độ phân giải:

Nó khá phụ thuộc vào kết quả hoàn thiện bạn muốn. Đối với tôi, tôi thấy vòi phun 0.4 với chiều cao lớp 0.12mm là một sự cân bằng tốt giữa thời gian in và chất lượng. Tôi chưa thực hiện bất kỳ xử lý hậu kỳ nào và chất lượng hình ảnh với các cài đặt đó là quá đủ.

Đế:

Trọng lượng không phải là vấn đề đối với cụm lắp ráp Đế (ngược lại). Để đảm bảo độ bám tốt cho vít và độ bền tổng thể, tôi khuyên bạn nên in với 4 đến 5 lớp tường, độ dày mặt trên/dưới là 1.6 mm và 10% đến 20% infill.   Núm Xoay và Joystick:

Đối với các cụm lắp ráp Núm Xoay và Joystick thì ngược lại. Cố gắng giữ chúng đủ nhẹ trong khi vẫn duy trì được độ bền nhất định. Tôi sẽ dùng 3 đến 4 lớp tường, độ dày mặt trên/dưới là 1.6 mm và 5% đến 10% infill. Các bộ phận khá nhỏ nên độ bền sẽ đến từ lớp vỏ.

Nắp phím:

Hướng đặt được khuyến nghị là để nắp phím hướng xuống dưới. Một trong các biến thể cung cấp bản in đa màu, thủ công. Để thực hiện:

1. Đặt "MK XX Key Caps - Multicolor - No AMS 1.3mf" hướng xuống, slice và in bằng màu A.
2. Đặt "MK XX Key Caps - Multicolor - No AMS 2.3mf" hướng xuống, căn chỉnh hoàn hảo với tệp trước đó. Slice và in bằng màu B.
3. Tùy chọn: khi in tệp thứ hai, tạm dừng bản in sau khi các ký hiệu hoàn thành (lớp 3 cho chiều cao 0.2mm) và chuyển lại sang màu A.
4. "MK XX Key Caps - Multicolor - No AMS 1.3mf" kết hợp cả hai tệp thành một để căn chỉnh dễ dàng hơn.

Lắp ráp

Bản tải xuống bao gồm 4 hướng dẫn lắp ráp PDF cho Đế, Núm Xoay, Joystick và Nắp phím, bao gồm:

• Danh sách các bộ phận 3D và số lượng cần thiết cho mỗi cụm lắp ráp và biến thể
• Danh sách vật liệu và số lượng cần thiết cho mỗi cụm lắp ráp và biến thể
• Chỉ dẫn bằng văn bản để lắp ráp
• Hướng dẫn lắp ráp bằng hình ảnh

Đối với phần điện tử, sơ đồ này cho thấy tất cả các kết nối cần thiết cho tất cả các tính năng. Bạn có thể bỏ qua một số kết nối nếu bạn chọn các biến thể đơn giản hơn.

Phần mềm và Cấu hình

Thiết kế ErgonoMouse tương thích với firmware gốc của @TeachingTech. Ngoài ra, tôi đã bổ sung các tính năng mới trên ErgonoMouse, ví dụ: Bánh xe Núm Xoay / Joystick để mô phỏng một trục, và Nút Khóa để giới hạn chuyển động Quay và Tịnh tiến. @Andun_HH đã rất tử tế khi bổ sung các tính năng mới vào kho lưu trữ GitHub tuyệt vời của anh ấy, nơi anh ấy đang dọn dẹp, tái cấu trúc và mở rộng phiên bản của @TeachingTech.

Vui lòng làm theo hướng dẫn trên Kho lưu trữ GitHub của @Andun_HH để cấu hình bộ điều khiển.

Sau khi cấu hình hoàn tất, việc sử dụng ErgonoMouse rất đơn giản. Khi kết nối với máy tính, bộ điều khiển sẽ tự động được nhận dạng bởi phần mềm 3DConnexion (Xin lưu ý rằng điều này KHÔNG liên kết với 3DConnexion).

Nó cũng nhận diện ứng dụng bạn đang sử dụng (Bambu Studio / Fusion360 / Blender / v.v.) và cho phép một mức độ cấu hình nhất định.

Cập nhật & Nhật ký thay đổi

• 2024/08/18 - ErgonoMouse MK XX: Phát hành.
• 2025/04/22 - lấy cảm hứng từ cho khả năng điều khiển mượt mà.

Kế hoạch tương lai

Đây là dự án thiết kế lớn nhất của tôi cho đến nay, vì vậy các kế hoạch trong tương lai có thể sẽ phụ thuộc vào sự đón nhận của mô hình này trong cộng đồng. Tôi sẽ rất cảm kích phản hồi của bạn về thiết kế hiện tại cũng như những cải tiến tiềm năng.

Hiện tại, các ý tưởng cho các phiên bản trong tương lai bao gồm:

• Thêm các bộ phận ren vào một số vít (có thể là các vít M3, hoặc thay thế chúng bằng vít M2 với bộ phận ren).
• Thiết kế một biến thể Đế mới để chứa 15 Phím bằng cách sử dụng mô-đun mở rộng PCF8575.
• Thêm các tính năng phần mềm bổ sung như làm mờ đèn LED sau một khoảng thời gian không hoạt động.

Ghi công

Dự án này được lấy cảm hứng từ @TeachingTech và SpaceMouse v2 của anh ấy. Xin gửi lời cảm ơn lớn đến anh ấy và công trình của anh ấy trong việc phổ biến công nghệ và kỹ thuật!

Và lời cảm ơn to lớn đến @Andun_HH, người đã đảm nhận việc tái cấu trúc mã và đã làm một công việc tuyệt vời với kho lưu trữ GitHub của anh ấy!

Rendered in Blender, using Blender Boom's Desk Scene and @Az3Dip's Ender 3.