自制的节流阀控制器

大家好，我叫徐珂靖，是个骨灰级航空迷。我知道大家都对各种喷气式战斗机感兴趣。虽然现实世界里不能开，但是虚拟世界里面过把瘾还是可以的。这类游戏叫模拟飞行、

我们可以在淘宝上买到各种罗技或者赛钛客品牌的飞行摇杆、脚舵和左手油门杆。对于动手能力强的电子爱好者，也能自己动手做各种外设。今天要介绍的是一个自制的节流阀控制器。

我玩过一款电脑游戏，名字叫《Lock On》。

这款游戏的画面很逼真；而且气动模拟也比较真实，技术高超的玩家甚至能驾驶Su27做出“眼镜蛇机动”。下图是游戏里的战斗机座舱，我特地找的Su27然后截的图。

这个虚拟座舱场景真实地复现了Su27驾驶舱内的视角。座舱前方玻璃上那个透明的有绿色图像的显示器就是战斗机HUD，它可以把信息投影在驾驶员面前而不影响对前方视野的观察。

座舱中部的操纵杆是俯仰和滚转操纵杆，它控制飞机的副翼和升降舵。同时，杆子上有一些控制武器的按钮。

看向驾驶舱左侧，左手处有一个前后推动的滑块，这个就是节流阀控制杆，也可以叫“油门杆”，它是控制发动机推力的。

为了让游戏体验更加逼真，我DIY了这个节流阀控制器，它通过USB-HID协议来连接虚拟驾驶舱。杆子前后滑动控制节流阀前后运动。

 我还做了些改进。相较于Su27战机原版节流阀，这个更小巧，握持手感更符合亚洲人手型。另外还在大拇指位置添加了方向舵控制和我自创的“混合刹车控制器”。

控制板是STM32F103C8T6，云汉社区的活动送的。

大拇指握持位置是方向舵控制，左右摇动（大拇指的左右运动在这里是上下方向的）控制方向舵偏转。比如下面这个图，我压了右舵。方向舵是垂直尾翼上的那个舵面。

其实方向舵在战斗机的转向动作中并不常用，一般只在起飞降落时候作为辅助的航向矫正。相对来说，减速板就比较重要了，所以我也把它加到了大拇指位置上。大拇指后拉会打开减速板。

下面是游戏里的效果，当我向后拉动大拇指时候，机背的减速板打开了。

大拇指向前推的输出，我给连接到了起落架刹车。降落触地以后，把这个小摇杆往前推，刹车启动。

控制器的程序，我们节选一部分代码截图介绍一下。

throttle、x和y这三个变量由ADC采集电位器得到，其中x和y来自杆子大拇指控制位的那个两轴摇杆，throttle采集自大杆子下部那个滑动电位器。X和throttle的参数直接赋值给通道输出了。Y的值是小摇杆的前后拉动，分段输出button信号，用来控制减速板和刹车。

杆子上还有很多复杂的按键。比如，我设置了解除迎角限制的开关，在节流阀握持的小拇指位置上。游戏中，正常情况下，机载飞控系统会把飞机迎角限制在安全范围内。但是Su27的气动性能比较好，我们可以突破迎角限制做一些危险的失速动作。过几天我会为它录一期视频，表演一下传说中的“眼镜蛇机动”。