家里廢棄的自行車的另類情調(diào)！電子發(fā)燒友們的遙控夢在本文的自行車上發(fā)揮得淋漓盡致，點擊了解遙控DIY詳情！如果你厭倦了用鍵盤、鼠標(biāo)、游戲方向盤、手柄來玩極品飛車，不妨試下用自行車，寓健身、娛樂、減肥于一體，那是相當(dāng)拉轟！

　　制作時間：5小時；制作難度：★★☆☆☆；GEEK指數(shù)：★★★☆☆。

　　1 引言

　　近來有點喜歡玩《極品飛車》，所以買了一個游戲方向盤。

　　快遞到后，迫不及待地拆開，才玩了一會，就想把它扔掉，手感實在有點爛，微微地打方向一點反應(yīng)都沒有，再打多點突然間像打雞血一樣猛轉(zhuǎn)方向，還不如鍵盤來得爽。扔垃圾筒有點可惜，想了想，覺得可以花點心思改造一下，打造一個不錯的游戲控制器。

　　家里能與“速度與激情”扯上點關(guān)系的，就只有1樓已經(jīng)廢棄了10年的簡易跑步機，和一臺鄰居送的很破的自行車。

　　我選擇了自行車，個人覺得把自行車的后輪架起來，操控起來實在很自然。另外還有一個原因，我搬不動跑步機。

　　基本設(shè)計如下：

　　自行車車頭 ————》 賽車方向盤

　　自行車腳踏 ————》 賽車油門

　　自行車左剎車 ————》 賽車腳剎

　　自行車右剎車 ————》 賽車手剎或氮氣加速

　　2 設(shè)計思路

　　一般游戲方向盤都在方向盤和油門剎車上裝有線性電位器，當(dāng)玩家打方向盤或踩下油門剎車的時候，電位器的阻值改變，通過AD轉(zhuǎn)換測量加到電阻器的變化電壓，從而得知方向盤或油門剎車的改變量，再通過MCU或usb芯片與電腦通訊。

　　由于我不太懂usb通訊方面的知識，所以就直接采用“拿來主義”，取得方向盤的主電路板來制作。

　　簡單來說，只要輸入一個相應(yīng)電阻給方向盤的主電路板，便可以“騙”它進行工作，發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)給上位機（電腦《極品飛車》），而我們要做的工作，就是使用一些傳感器，來測量自行車的一些參數(shù)（速度，車頭轉(zhuǎn)向，是否剎車），通過MCU處理后，改變數(shù)字電位器，接入到方向盤的主電路板中，便可。

　　請看詳細圖示：

　　3 工具

　　自行車一臺，自行車騎行臺一只。

　　霍爾傳感器模塊，微動開關(guān)，LPC2013最小系統(tǒng)模塊，電子羅盤模塊，加速度傳感器模塊

　　ULINK調(diào)試器、電腦一臺，MDK keil4開發(fā)環(huán)境，萬用表

　　玩電子的必備工具：電烙鐵，錫線，吸錫器，螺絲筆一套，鑷子，防水膠布，臺鉆，扎帶等等，反正焊接電路板該有的都要有，不細細述說了。

　　4 方向盤拆解

　　把方向盤拆開，測量一些參數(shù)：

　　方向盤線性電位器的最大阻值，左右方向方向盤均打盡的阻值，方向盤居中的阻值。

　　未踩下剎車時的阻值，踩盡剎車時的阻值。

　　未踩下油門時的阻值，踩盡油門時的阻值。

　　經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)，剎車和油門共用一個線性電位器。

??????????????? 　? 　

　　而對于方向盤來說，方向盤居中時，其電位器阻值剛好是最大阻值一半，如此一來，就沒有必要過多關(guān)注其電阻值了。

　　雖然如此，選用的電位器相差不要超過一個數(shù)量級為好。

　　5 電路設(shè)計與焊接

　　1）由于買回來的ARM7 2103模塊已經(jīng)是最小系統(tǒng)，所有管腳直接引出，因此只需要將其管腳用板略為引伸，接上座子，方便安裝便可。整個MCU模塊所用到的管腳有——SPI0管腳，I2C0管腳，外部中斷2個，一些GPIO口接指示LED、觸動開關(guān)（可有可無），UART0管腳（調(diào)試輸出數(shù)據(jù)用，可有可無）等。

　　電路圖就不需要給出了，如果你以上基本都能看懂或是學(xué)過ARM的，那肯定知道怎么接，我只是畫了個草圖，就開始焊接了，焊好的板子如下。

　　2）把方向盤的主電路板和轉(zhuǎn)接板取出來，焊到一塊萬用板上，焊上接線座，方便安裝。

　　為了方便安裝，我另外還給兩個霍爾傳感器和加速度傳感器、電子羅盤加焊了幾塊電路板，加上接線座子。全家福一張。

?????

　　6 模塊詳細介紹

　　1）霍爾傳感器（測量自行車的速度）

　　霍爾傳感器模塊是這樣工作的，3個管腳，VCC腳，GND腳，DATA腳，缺省狀態(tài)DATA腳輸出低電平，若有磁石靠近，產(chǎn)生磁場切割，便會輸出一個高電平，當(dāng)磁石遠離傳感器，又恢復(fù)低電平。

　　所以在自行車的腳踏邊上貼上一個磁石，把兩個霍爾傳感器模塊裝到腳踏經(jīng)過的兩邊位置，在踩自行車時，通過計算兩只霍爾傳感器的時間差，來獲得騎車人踩單車的速度，由此對應(yīng)賽車油門的深淺。

??????? 　　

　　2）電子羅盤，加速度傳感器模塊（測量自行車的轉(zhuǎn)角）

??????? 　　

　　我使用的這款電子羅盤的芯片型號為HMC5883L，I2C接口，75HZ的數(shù)據(jù)讀取頻率，沒太多好說的，上電復(fù)位，通過I2C接口設(shè)置好工作參數(shù)和工作模式，就可以讀取數(shù)據(jù)了。數(shù)據(jù)的模式是地磁在XYZ軸的分量，還搞得不是非常懂。XYZ軸的基準(zhǔn)與芯片的位置有關(guān)。不過取出數(shù)據(jù)按照芯片手冊計算，就可以測得與地磁的夾角。

　　模塊上還有一個ADXL345加速度傳感器，一樣是I2C接口，主要是因為自行車的車頭旋轉(zhuǎn)平面并不是完全水平的，因為自行車的車頭軸（不知道是不是這樣稱呼）與地平面有一個夾角，所以就導(dǎo)致了——整個模塊無法工作在水平面中，也就是說電子羅盤的XY軸形成的平面，不與水平面平行，Z軸的地磁分量肯定不為0，至少大部分時間不為0。

　　說了這么多ADXL345加速度傳感器就是用來測量水平傾角，對電子羅盤的數(shù)據(jù)進行校正的。

　　事實上，我另外還買了一個模塊，上面集成了一個加速度傳感器和一個角速度傳感器，本來是怕一個加速度傳感器有誤差，可以進行取平均值來校正，后沒有使用。

　　美中不足的是，因為使用了電子羅盤，所以每次開始玩的時候，都需要校正，因為自行車的位置不同導(dǎo)致了車頭居中朝向不一致，因此需要初始化。甚至在玩的時候，玩得太嗨，動作太大，導(dǎo)致自行車位移，也要不斷地校正。

　　最好的方式，還是在車頭上安裝一個轉(zhuǎn)動電位器來取代電子羅盤，但是考慮到電位器的安裝需要合適的齒輪，安裝起來很麻煩，也沒有模具，所以就罷了。

　　3）微動開關(guān)（剎車，氮氣加速）

　　在自行車剎車裝上兩個微動開關(guān)，開始的方案是壓力傳感器，如此一來，剎車的參數(shù)便是模擬量，但安裝的問題太過于麻煩，所以就采取了開關(guān)量的方式來進行。

　　微動開關(guān)直接接入了方向盤的電路板中，不通過ARM7 LPC2103電路板。

　　4）數(shù)字電位器MCP42050。

　　最大量程50K歐姆，SPI通訊接口，2個電位器，精度為50K歐/256，已經(jīng)是非常夠用。在初始設(shè)定中，油門深淺（即車速）分10個等級，方向盤每5度設(shè)為一個等級，左右各90度便是32個等級。綽綽有余。

　　5）LPC2103模塊。

　　沒什么好說的，處理數(shù)據(jù)用。

　　7 編程、調(diào)試

　　1）我使用了小型操作系統(tǒng)Ucos，分成4個任務(wù)。

　　任務(wù)1：指示燈亮滅。任務(wù)2：電子羅盤數(shù)據(jù)讀取，加速度傳感器數(shù)據(jù)讀取，進行數(shù)據(jù)處理得到轉(zhuǎn)角并寫入一全局變量中。任務(wù)3：霍爾傳感器的數(shù)據(jù)處理，將時間間隔（車速）寫入一全局變量中。任務(wù)4：根據(jù)速度和轉(zhuǎn)向2個全局變量的數(shù)據(jù)，把對應(yīng)的電阻值寫入數(shù)字電位器中。