为FreeCAD创建一个专用的左手控制器

本项目是我之前作品的升级版本，最初发布于 Hackster.io。由于操纵杆PCB设计存在错误，我之前尝试制作FreeCAD设备失败了。现在我已经修正了PCB设计，并订购了一套新的电路板。

电路设计

示意图如下所示。

该左手设备以RP2040微控制器为核心，包含一个压电扬声器、三个机械按键开关和一个摇杆。按键开关和摇杆安装在独立的PCB板上，并通过扁平电缆连接到主控制板。

以下电路适用于操纵杆。

下图显示的是之前的版本。在那个版本中，第1号垫片和第2号垫片是交叉的。

我修正了PCB布局中的错误，并订购了一套新的电路板。

如果你使用KiCad，从PCBWay订购PCB板非常简单。只需安装官方的PCBWay插件，PCB编辑器顶部工具栏就会出现一个PCBWay图标。点击该图标，系统将自动生成Gerber文件，并将你的设计上传至PCBWay。

制作模具

我设计并使用3D打印定制了模具，以帮助在装配过程中准确实现和对准操纵杆。

装配夹具使用Bambu Lab X1C设备以PETG材料进行3D打印。

摇杆PCB背面有多个SMD电阻和一个扁平电缆连接器。如果没有夹具，很难对准并焊接摇杆。

摇杆接线与GPIO映射

摇杆通过扁平电缆连接到RP2040主控制板，如下图所示。

摇杆引脚连接到RP2040的GPIO引脚，如下图所示。

编程RP2040

FreeCAD 提供多种鼠标导航方式。我主要使用下方所示的 CAD 导航模式。您可随时通过底部工具栏中的下拉菜单切换不同的导航方式。

我主要在使用CAD导航时依赖旋转视图。

左侧单元还配备了三个机械按键开关。它们的GPIO引脚分配如下：

•GPIO 0：鼠标右键点击

•GPIO 1：鼠标左键点击

•GPIO 2：Mpise 滚动点击

固件在 PlatformIO 上开发。我使用了键盘和鼠标库来处理鼠标移动、点击以及键盘输入。

整体上设备运行良好，但在长时间使用时感觉有些疲劳。我将在下一个版本中改进摇杆位置，以提升人体工学体验。

本文编译自hackster.io