A base do volante é o componente central dos sistemas de feedback de força, onde o design do motor determina diretamente o realismo e a capacidade de resposta da experiência de condução simulada. Abaixo está a solução técnica para nível profissional motores de distância entre eixos de simulador de corrida.
Tecnologia mais antiga, controle mais simples
Custo mais baixo, mas com problemas de desgaste das escovas
Feedback de força menos preciso.
Padrão atual da indústria para rodas de alta qualidade
Maior eficiência e densidade de torque
Maior vida útil sem escovas
Requer eletrônica de controle mais sofisticada
Solução de última geração sem engrenagens ou correias
Fornece feedback de força mais direto
Requer energia e resfriamento substanciais
Grande tamanho físico e peso
Escolha padrão da indústria: Servo motores sem escova de alta precisão (por exemplo, série Maxon EC)
• Saída de Torque:
♦ Nível básico: 5-10Nm (contínuo)
♦ Grau de competição: 15-25Nm (contínuo)
♦ Pico de torque até 3x torque contínuo
• Faixa de velocidade:
♦ Velocidade básica: 1000-4000RPM
♦ Deve suportar reversão instantânea (
• Largura de banda do feedback de força:
♦ Requisito profissional: frequência de feedback >50Hz
♦ Sistemas de primeira linha: até 100 Hz
• Fonte de alimentação:
♦ Sistemas de 24 V comuns para gama média
♦ Sistemas de última geração podem usar 48V ou superior
♦ Considere a estabilidade e a ondulação da fonte de alimentação
Diagrama
Código
gráfico DT
Um[Motor] -->|Acoplamento de alta rigidez| B[Codificador de alta resolução]
B -->|Redutor harmônico| C[Sensor de torque]
C --> D[Eixo de direção]
D --> E[Mecanismo de liberação rápida]
Componentes principais:
► Unidade harmônica (Taxa de redução de 3:1-5:1)
► Codificador absoluto de 24 bits
► Sensor de torque/momento 6DoF
Opções de transmissão:
► Acionamento por correia (comum na faixa intermediária)
► Acionamento por engrenagem (ruído mais alto, mas compacto)
► Acionamento direto (melhor fidelidade, mas maior custo)
Controle de temperatura de operação contínua:
• Temperatura do enrolamento
Soluções de refrigeração:
• Resfriamento por ar forçado (proteção IP54)
• Refrigeração líquida (modelos topo de linha)
# Lógica simplificada de controle de feedback de força
definição force_feedback_loop():
enquanto Verdadeiro:
telemetria = get_game_data() # Receba dados do software sim
motor_torque = física_motor(telemetria) # Cálculo do motor de física
controle_atual(motor_torque) # Controle de loop atual
se parada_deemergência(): # Verificação de segurança
engajar_freio()
Hierarquia de controle:
► Loop de posição (500 Hz)
► Loop de velocidade (1kHz)
► Loop de corrente (20kHz)
• Interruptores de limite de hardware duplos
• Proteção dinâmica contra sobrecarga
• Circuito de freio de emergência (
• Monitoramento de temperatura em tempo real
|
Modelo |
Torque Contínuo |
Pico de Torque |
Frequência de resposta. |
Resolução do codificador |
|
Fanatec DD1 |
20Nm |
60Nm |
50Hz |
16 bits |
|
Simucubo 2 Pró |
25Nm |
75Nm |
100 Hz |
24 bits |
|
Solução faça você mesmo |
6-15Nm |
15-45Nm |
30-50 Hz |
17-20 bits |
→ Motor de acionamento direto integrado projetos
→ Feedback de força cooperativo multimotor
→ Tecnologia de fusão de feedback tátil
→ Controle de amortecimento adaptativo baseado em IA
Recomendações de projeto:
⇒ Priorizar motor sem escova outrunner soluções
⇒ Implementar design de redundância de codificador duplo
⇒ Desenvolver algoritmos de controle FOC dedicados
⇒ Otimizar folga mecânica (
Esta solução de design atende aos requisitos de force feedback desde sistemas básicos até sistemas de nível de competição profissional, proporcionando operação contínua confiável e garantindo desempenho. Atenção especial deve ser dada à compatibilidade entre algoritmos de controle motor e protocolos de software de simulação de corrida convencionais (por exemplo, iRacing, Assetto Corsa) durante o desenvolvimento real.
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