Volante F1 impreso en 3D para bases Thrustmaster

Xavi Navarro nos trae un tutorial para la fabricación de un volante de F1 para bases Thrustmaster.

(el anterior podéis verlo aquí: http://iracing.es/forums/brico/mi-volante-custom-para-bases-thrustmaster/ ). Esta vez totalmente hecho con la impresora 3D.

Antes que nada aclarar que el modelo 3d original no es mío y lo podéis encontrar en thingiverse:

Sobre ese diseño decidí hacerle algunas modificaciones. Algunas profundas, como añadirle la pantalla y los leds para las RPM y otras más triviales, como hacerle refuerzos en el interior, cambiar algunos botones de ubicación o separar partes del modelo original para facilitar la impresión… También cambié el diseño de las levas por otras magnéticas, modificando el diseño que usé en el anterior volante para adaptarlo a las medidas de este.

Las características que buscaba para el volante eran:

Botones. Muchos botones
Display con marcha, combustible, vueltas restantes, etc…
Leds para las rpm
1 Rotary switch para cambiar el modo de la blackbox
Económico. Al final tenéis el BOM (Bill Of Materials).

Le fui añadiendo algunas otras cosas, como un par de interruptores de 3 posiciones o los 2 rotary encoders para controlar el brake bias y el ABS.

La pantalla LCD es una nextion de 3.5 pulgadas, algo pequeña para el tamaño del volante. Pero por temas de espacio y tal como está diseñada la base del volante no me era posible meter la de 4.3 pulgadas, que hubiera sido la medida ideal.

Para la electrónica opté por un Teensy 3.5 por varias razones: tiene muchos inputs, tiene mas potencia que un arduino micro (esto me trajo algunos problemas) y se puede usar como joystick directamente, lo cual facilita mucho la interfaz con el PC.

Estas son todas las piezas que se imprimieron. Para algunas de ellas se necesitaron varias copias, como los protectores de los botones o los cabezales de los rotary.

Impresión de la primera pieza. En total fueron aproximadamente unas 25 horas de impresión, sin contar las piezas que no salieron bien a la primera :

Empieza a tomar forma. Antes de continuar imprimiendo me aseguré que las medidas y proporciones eran las correctas:

La impresión de la base, la pieza mas grande y mas complicada de imprimir, tardó alrededor de 10 horas y al primer intento no salió bien. En el diseño original, la base y era toda una pieza junto a las asideras, pero lo separé para que resultara mas fácil de imprimir. Una vez impreso, lo pegué con una buena cantidad de resina epoxy y quedó durísimo, probablemente se partiría antes de despegarse :

El display encaja bien, primeras pruebas con el display en su sitio. Para el diseño d la pantalla me inspiré en uno de los diseños predefinidos del Z1:

Chapa y pintura, primera capa de pintura negra mate. Usé pintura para carrocerías de coche dupli-color. Seca muy rápido y queda durísima, además de cubrir muy bien. Para la pieza que cubre el marco de la pantalla utilicé negro brillante y el vinilo es de los chinos, que sorprendentemente pega muy bien.

Cableando y probando la electrónica. Mis conocimientos de electrónica son limitados. De hecho, he ido aprendiendo sobre la marcha. Hubiera uedado todo mucho mas bonito hacerlo todo en un pcb integrado, pero no tenía claro el proceso y opté por cablear:

Terminado a falta del alcántara. Este es el aspecto final. Para las pegatinas usé papel adhesivo para impresora haciéndome los diseños con Inkscape:

Colocado en el cockpit de madera… Primera prueba, un fracaso… pero ser arregló al día siguiente

Forrando con goma eva para hacerlo un poco mas blando, Después de la primera prueba me di cuenta que las asideras tenían un diámetro muy pequeño para mis manos y que, además, eran muy duras, así que se me ocurrió esto. La goma eva la pegué con adhesivo de silicona para que, en caso de que el resultado no fuera el esperado, poder despegarla fácilmente:

Terminado 100% El forrado con alcántara se lo hizo mi mujer que es una crack con la aguja y el hilo (gracias cariño!)

La información de los leds y la pantalla los mando a través del Dash que hice (enlace) con una velocidad de refresco de 30Hz, suficiente para que se vea todo fluido. Me ha traído de cabeza el protocolo de comunicación… se me quedaba congelado, los botones dejaban de responder… hasta que di con la tecla. Por defecto el Teensy trabaja a 120Mhz y parece ser que a esa velocidad y medido ahí dentro con la pantalla y los leds, se recalentaba. Bajé la velocidad a 24Mhz y ha funcionado perfectamente desde entonces sin un solo incidente y a 30Hz.

Aquí podéis ver un video del volante en funcionamiento con el FR2.0:

Esto es todo mas o menos. Si os queréis hacer uno o tenéis curiosidad preguntadme lo que haga falta. No tengo problema en compartir los diseños modificados, el código fuente o lo que haga falta. Si tenéis alguna duda o consulta podéis contactar conmigo.

Aquí tenéis el BOM (precios aproximados):

Plástico 1 20,00 €
Botones 14 7,00 €
Rotary switch 1 7,00 €
Rotary encoders 4 4,00 €
Cable USB espiral 1 3,90 €
Conector USB 1 4,84 €
LCD Nextion 1 23,58 €
Teensy 3.5 1 30,00 €
Conectores dupont 1 5,00 €
Resistencias 10K 11 0,40 €
Cables 1 3,00 €
Tornillos 1 4,00 €
Goma eva 1 1,00 €
Imitación alcántara 1 15,00 €
Imanes Neodimio 4 1,60 €
Vinilo fibra carbono 1 3,00 €
Pintura 1 9,00 €
Papel pegatina 1 4,50 €

No ha salido súper barato, pero teniendo en cuenta que lleva la pantalla… no está nada mal!
No he contado las horas que hay ahí, pero muchas. Sobre todo modificando los modelos 3D y programando el teensy, que he ido aprendiendo sobre la marcha.

Gracias a todos los que me habéis ayudado o animado a continuar con el proyecto. Al creador del modelo original, a Isma que me echó una mano con la electrónica. A la comunidad de Arduino, que comparten sus conocimientos.