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F-16 / 低成本自制驾驶舱面板

动手制作 / FALCON BMS / F-16

自己动手制作驾驶舱面板:低成本开启 Falcon BMS 座舱之旅

第一次做出漂亮的成果,不必花费数百欧元。一些 MDF 板、几个开关,加上自己的想法,就能开始搭建座舱。

查看 8 个步骤 ↓
完成的 F-16 示例面板,带四个开关、OLED 和三盏绿色起落架指示灯
包含四个开关、OLED 和起落架指示灯的设计示例。

这个示例展示了如何以很少的预算开始制作可用的驾驶舱面板:简单的木质前板、实体操作部件,以及连接模拟器的合适电子设备。从真正需要的功能开始,再逐步扩展。

这些图片展示的是自制 F-16 面板的一种设计示例。外形、布局和配置由你决定;开孔应以实际购买的部件为准。

从原始 MDF 板到成品面板的 8 个步骤

自制开关面板可以分成简单的工作步骤。先规划和加工,再上漆、安装部件。初学者也可以这样开始制作自己的座舱。

  1. 画有前板、底板和两块三角形侧板轮廓的原始 MDF

    画出轮廓

    先在纸或纸板上摆放开关、LED 和显示屏。将设计轮廓画在 MDF 上,并在前板后方为部件和线缆预留空间。

  2. 切割好的 MDF 驾驶舱面板部件

    切割板材

    切出前板、底板和支撑倾斜面板的两块三角形侧板。木质结构可以利用边角料和简单工具制作。

  3. 带四个开关孔、LED 孔和 OLED 开口的 MDF 前板

    钻孔并切出显示屏开口

    按照开关的螺纹套管和 LED 支架确定孔径。按实际显示模块调整开口,上漆前试装所有部件。

  4. 完成打磨和组装、带倾斜前板的 MDF 外壳

    打磨并组装

    磨平切边和表面。可用内部小木条连接前板、底板和侧板。前板下沿应延伸到底板。

  5. 涂上白色底漆的 MDF 面板和小滚筒

    涂底漆

    清除打磨粉尘,为板面及吸水性较强的 MDF 边缘涂底漆。遵守产品规定的施工温度和干燥时间。

  6. 使用小滚筒为驾驶舱面板涂灰漆

    滚涂灰色面漆

    使用合适的小滚筒薄涂多层。鼠灰色对应 RAL 7005,也可以选择自己喜欢的颜色。待漆面充分固化后再安装部件。

  7. 灰色面板安装过程中,工作台上放着 Arduino UNO R3

    安装部件

    装入拨动开关、小 LED 和可选的 OLED。薄款打印边框可以容纳可更换的标签。开关类型和挡位应与所选功能匹配。

  8. 完成的 F-16 示例面板,带四个开关、OLED 和三盏绿色起落架指示灯

    连接、测试,完成!

    断电后将部件连接到适配的电子设备。配置固件及模拟器连接,逐一测试功能,然后再按自己的想法扩展。

制作第一个开关面板需要什么

  • 用于前板、底板和侧板的 MDF 边角料,以及用于固定的小木条。
  • 合适的拨动开关、5 毫米 LED 及相应电路和线材。
  • Arduino UNO R3、USB 线,以及适合所选功能的固件和电脑连接软件。
  • 砂纸、适用于 MDF 的底漆、面漆和合适的小滚筒。
  • 可选:受支持的 OLED 模块,以及薄款 3D 打印边框或标签架。

小细节让面板更有自己的风格

标签装在薄塑料框中,可随时更换,不必从漆面上撕下贴纸。带三盏绿色 LED 的飞机轮廓小面板可以容纳三个独立的起落架指示灯。OLED 则可显示选定的模拟器数据。

从木质面板到可工作的控制台

本例将四个拨动开关、六个 LED 和一个 OLED 连接到 Arduino Uno R3。这里提供对应接线图、完整程序以及 Falcon BMS 连接方法。你可以从小面板开始,之后再扩展。

  • 4 个拨动开关
  • 6 个独立 LED
  • 1 个 OLED · Fuel State + IAS

面板的接线方法

不同颜色便于追踪线路。请按印刷的引脚名称接线:每个开关连接对应输入和 GND,每个 LED 使用独立的 1 kΩ 串联电阻。四针 OLED 使用 GND、VCC、SCL 和 SDA。

Arduino Uno 接线图,包含四个拨动开关、六个带独立电阻的 LED,以及连接 A4 和 A5 的 SH1106 OLED
打开大图 ↗

适用于 Uno R3 / ATmega328P 和 128 × 64 像素 SH1106。图示 Binghe 模块的商品说明标注供电为 3–5 V。Uno 上 SDA 接 A4,SCL 接 A5。

ARDUINO UNO R3 · SH1106

Arduino 代码已经准备好

你无需自己编写程序。Arduino 下载包包含完整程序、接线图、数据链和简短的入门说明。

下载代码与接线图 ↓

ZIP · 第 2 版 · 七种语言的快速入门说明

  1. 安装库

    在 Arduino IDE 中选择 Arduino Uno,通过库管理器安装 Oliver Kraus 的 U8g2。

  2. 打开并上传程序

    解压 ZIP,在同名文件夹中打开 UnoF16Panel.ino,保留旁边的 PanelProtocol.h。选择正确 COM 端口,验证程序并上传至 Uno。

  3. 连接 OLED 和 LED

    在 Live Hub 中建立下方的数据链,并将其分配给识别到的 Uno。这样,OLED 和 LED 就能收到 BMS 数据。拨动开关所需的额外电脑连接方式见下文。

软件通过 WHOAMI 识别面板,Uno 返回 CS-UNO-F16-PANEL-01.

已针对 Arduino Uno 编译,并通过自动化离线检查。尚未使用真实面板、OLED 与运行中的 BMS 进行整套联调。

Fuel State、IAS 与起落架分别显示什么

数据来自 Falcon BMS。PC 软件通过 USB 向 Uno 发送数据链。OLED 显示总燃油量(lb)和指示空速(kt);三个绿色 LED 分别显示前起落架、左主起落架和右主起落架状态。

  1. Falcon BMS
  2. PC 软件
  3. USB → Uno
  4. OLED 与 LED

用于说明的示例数据,并非实时读数

fuelstate#6200;ias#305;master_caution#0;eng_fire#0;hyd#0;gear_nose#1;gear_left#1;gear_right#1;valid#1;

示例显示 6200 lb 燃油和 305 kt 空速。三个起落架 LED 点亮,三个警告 LED 熄灭。状态来自各起落架的独立指示信号,而不是起落架手柄的位置。

查看数据链的全部九个字段
信号名BMS 原始数据源显示/功能
fuelstatebms.TotalFuel总燃油量 · lb
iasbms.Kias指示空速 · kt
master_cautionbms.LightBits.MasterCautionMaster Caution · D10
eng_firebms.LightBits.ENG_FIREENG FIRE · D11
hydbms.LightBits.HYDHYD/OIL PRESS · D12
gear_nosebms.LightBits3.NoseGearDown前起落架放下锁定 · D13
gear_leftbms.LightBits3.LeftGearDown左主起落架放下锁定 · A0
gear_rightbms.LightBits3.RightGearDown右主起落架放下锁定 · A1
validbms.In3DIn3D 使能 · 0 关闭输出

每次一起发送全部九个字段,并以换行结束。系数为 1,数值不保留小数,开关信号为 0 或 1。在控制器工作间选择表中的数据源,保存模板,为 BMS 配置档准备数据链,然后分配给识别到的面板。JSON 文件描述模板,不是完整配置档;当前工作间没有单独导入此文件的按钮。

BMS 数据如何传到面板

通过 Live Hub 驱动 OLED 和 LED

Live Hub 通过 WHOAMI 识别 Uno,并发送数据链中的九个值。程序在 OLED 上显示 Fuel State 和 IAS,同时控制警告灯与起落架指示灯。

程序会读取拨动开关。要用它们操纵 BMS,还需要额外的电脑连接:当前 Live Hub 的输出功能尚不能将这些 Uno 开关作为输入卡使用。

开关附加功能:连接电脑

这个独立附加程序将 Uno 上的四个拨动开关连接到 BMS 4.38,同时负责 OLED 和 LED。它适合愿意自行配置这一额外步骤的用户。需要 Windows、Python 3.11 或更新版本、pyserial,以及设置了适当组合键的 BMS 按键文件。文件和说明位于单独的下载包中。

每个 Uno 端口只允许一个连接:Live Hub 或 PC 桥接程序。桥接模式也会驱动 OLED 与 LED。

没有数据时会发生什么

valid#0 会关闭所有 LED 并显示 BMS OFFLINE。Live Hub 在数值变化时发送数据,因此 Uno 会保留最后收到的数值;连接中断后,该数值可能仍留在屏幕上。

你的面板 · 减少电子制作工作

更想动手搭建,不想编程?

我们的输入卡和 LED 卡已经具备开关读取和 LED 控制功能。使用配置好的卡,无需自行编写 Arduino 程序或搭建控制电路,你可以专注于制作面板。

  1. 安装元件

    将开关和 LED 安装到自己制作的面板上。

  2. 把连接线接到控制板

    每个开关或 LED 使用合适的连接线,按照对应控制板的引脚定义接线。

  3. 分配功能

    在配套软件中分配开关功能和 LED 信号,无需自己编写代码。

连接线应包含所需芯线:LED 通常为两根;转换开关需要 COM 和用到的开关触点。具体接法以相应控制板说明为准。

使用 OLED 时还需搭配合适的显示控制器。输入板和 LED 板负责开关及灯光。

  • 4SB Input Card 128 · 开关与按钮
  • 4SB LED Output Board 64 · 警告与状态灯
查看输入板与 LED 板 →

输入和 LED 功能已经在 Falcon BMS 中试用。目前硬件商店仍将这些控制板标为开发中,请在那里查看各产品进度与供应情况。

低成本自制座舱常见问题

一定要有 3D 打印机吗?

不需要。外壳使用 MDF 制作。打印边框和标签架是可选部件,也可以请朋友或创客空间制作。

必须完全照着这块 F-16 面板做吗?

不用。请选择适合你的模拟器和摆放空间的操作部件。这个示例的目的是启发你制作自己的开关面板。

能做成其他模拟器的按钮盒吗?

可以沿用木质结构。固件、输入指令和状态反馈需要与所选模拟器及软件匹配。

第一个开关就是很好的开始

选一个功能,把部件摆在纸板上,逐步形成自己的面板设计。欢迎与其他座舱制作者分享成果或交流问题。

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