SmartKnob - ปุ่มหมุนอินพุตแบบแฮปติกที่มี endstop กำหนดด้วยซอฟต์แวร์และ virtual detent

 (github.com/scottbez1)
2 คะแนน โดย GN⁺ 2023-09-11 | 1 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp
  • SmartKnob เป็นอุปกรณ์อินพุตโอเพนซอร์สที่ให้ endstop และ virtual detent ซึ่งตั้งค่าได้ด้วยซอฟต์แวร์
  • ผสานมอเตอร์กิมบอลแบบ brushless เข้ากับ magnetic encoder เพื่อให้การควบคุม torque feedback แบบ closed-loop และสามารถสร้างรวมถึงปรับความรู้สึกของ detent และ endstop ได้แบบไดนามิก
  • SmartKnob View เป็นดีไซน์ที่มีจอแสดงผลในตัว และขณะนี้อยู่ในสถานะ active development
  • ฮาร์ดแวร์หลักของ SmartKnob View ประกอบด้วย LCD ทรงกลม 240x240, มอเตอร์กิมบอล BLDC แบบแกนกลวง, โมดูล Lilygo TMicro32 Plus ที่ใช้ ESP32-PICO-V3-02, PCB flexure และ SMD resistor strain gauge สำหรับตรวจจับการกด, RGB LED แบบ side-emitting จำนวน 8 ดวง, การเชื่อมต่อ USB-C 2.0 สำหรับไฟเลี้ยง·ข้อมูลอนุกรม·การโปรแกรม, และเซ็นเซอร์แสงแวดล้อม VEML7700
  • ตัวอย่างงานตัดต่อเสียง·วิดีโอ ได้แก่ jog wheel ที่สัมผัสได้ถึงขอบคลิประหว่างเลื่อน timeline, ล้อแบบสปริงคืนตำแหน่งหยุดชั่วคราวในการควบคุมความเร็วการเล่น, และการใช้จุด snap เช่น 1x·2x·4x
  • แม้จะเป็นโปรเจ็กต์ DIY โอเพนซอร์ส แต่ยังไม่ใช่โปรเจ็กต์แบบ plug-and-play ที่สมบูรณ์ ต้องมีประสบการณ์การบัดกรีระดับสูง, การบัดกรี surface-mount ที่มี pitch เล็กมาก, การประกอบที่ใช้เวลามาก, และความสามารถในการแก้ปัญหาฮาร์ดแวร์กับเฟิร์มแวร์
  • สถานะปัจจุบันยังไม่แนะนำสำหรับการใช้งานทั่วไป แต่สามารถเป็นโปรเจ็กต์ที่สนุกสำหรับผู้ที่ชื่นชอบงานอิเล็กทรอนิกส์ระดับสูง
  • หากอัปโหลดเฟิร์มแวร์มาตรฐานและทำขั้นตอนคาลิเบรตเรียบร้อยแล้ว สามารถรันเดโมแบบอินเทอร์แอกทีฟบนเว็บที่ใช้ SmartKnob ที่เชื่อมต่อผ่าน USB ด้วย Web Serial ได้
  • NanoFOC DevKit++ เป็นดีไซน์โอเพนซอร์สที่สร้างโดยสมาชิกชุมชน SmartKnob ใช้ ESP32-S3 และเฟิร์มแวร์ SmartKnob ทำงานได้โดยเลือก environment nanofoc ใน PlatformIO
  • ตาม FAQ ยังไม่มีการผสานรวมสำหรับการใช้งานจริงอย่างมีประสิทธิภาพในตอนนี้ มีเพียงเฟิร์มแวร์เท่าที่จำเป็นสำหรับวิดีโอเดโม แม้จะมี API พื้นฐานสำหรับตั้งค่า detent แต่ยังเหลืองานฝั่งเฟิร์มแวร์อีกมาก
  • ไลเซนส์ใช้ Apache v2 สำหรับซอฟต์แวร์·อิเล็กทรอนิกส์·เอกสาร และใช้ Creative Commons Attribution 4.0 สำหรับฮาร์ดแวร์·งานออกแบบเชิงกล

บทความที่เกี่ยวข้อง

1 ความคิดเห็น

 
GN⁺ 2023-09-11
ความคิดเห็นบน Hacker News

  • ดีใจจริง ๆ ที่ได้เห็นโปรเจกต์ ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สที่มีเอกสารดีมาก แบบนี้
    แต่ก็แสดงให้เห็นด้วยว่ามันยากกว่าโปรเจกต์ซอฟต์แวร์มาก มีอุปสรรคหลายอย่าง เช่น การออกแบบและพิมพ์ 3D, ปัญหาการจัดหาฮาร์ดแวร์, การเลือกชิ้นส่วนอย่างรอบคอบ, การขาดการสนับสนุนด้านการทำ toolchain automation ฯลฯ ในมุมของงานอดิเรกฮาร์ดแวร์แบบเบา ๆ มันทั้งน่าประทับใจและชวนรู้สึกหนักใจ

    • ที่ขาดไม่ได้อีกอย่างคือ ต้นทุน ของความล้มเหลวและการทดลองซ้ำ ๆ

  • ชอบมากที่นี่เป็น ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส วงจรสำหรับอุปกรณ์รอบข้างแบบนี้มีอยู่หลายแบบบนเว็บ แต่แทบไม่มีอันไหนที่ขัดเกลาได้ถึงระดับนี้
    ถ้าผู้ออกแบบอยู่ที่นี่ ผมมีคำถามเกี่ยวกับวงจร อยากรู้ว่ามีการป้องกันแรงดันที่เกิดขึ้นตอนผู้ใช้หมุนปุ่มหรือไม่ จากแผนผังวงจร IC TMC6300 ดูเหมือนต่อเข้ากับ BDCM โดยตรงโดยไม่มีวงจรคั่นกลาง และฟังก์ชันป้องกันที่ระบุใน datasheet ดูเหมือนเกี่ยวกับความเสียหายตอนใช้เป็นมอเตอร์เท่านั้น ไม่ใช่ตอนใช้มอเตอร์เหมือนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

    • ผู้ออกแบบเองครับ พูดตรง ๆ ว่านี่ทำเป็นงานอดิเรก และผมไม่ใช่วิศวกรไฟฟ้า/อิเล็กทรอนิกส์ เลยไม่มีคำตอบที่ยอดเยี่ยมให้ แต่โดยรวมมันเป็น มอเตอร์ความต้านทานสูง/KV ต่ำ และความเร็วที่คนจะหมุนด้วยมือได้จริงก็มีขีดจำกัด ดังนั้นผมคิดว่าแรงดันที่เกิดด้วยวิธีนั้นในกรณีส่วนใหญ่คงไม่สูงพอจะทำให้เสียหาย
      datasheet ของ TMC6300 ก็แสดงรูปแบบการต่อเข้ากับมอเตอร์ BLDC โดยตรง ผมจึงออกแบบโดยอิงจากนั้น ถึงอย่างนั้นก็อาจมี best practice ที่ผมพลาดไป เช่น อาจเป็นไดโอดฝั่งไฟเลี้ยงหลัก อะไรทำนองนั้น ถ้ามีผู้รู้เข้ามาช่วยเสริมก็ยินดีมาก Pull request ก็ยินดีเช่นกัน

  • ผมกำลังทำ ตู้เพลงดิจิทัล ที่มีคอนโทรลแบบกายภาพ และกำลังมองหาคอนโทรลแบบปุ่มหมุนหลายชนิดไว้ใช้ข้ามและมิกซ์แทร็ก
    ตั้งใจว่าจะลองใช้โปรเจกต์นี้แน่นอน ดีที่เป็นฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สที่มีเอกสารดี

  • มีโพสต์ก่อนหน้านี้จากปี 2022 และมีคอมเมนต์ประมาณ 12 รายการ
    https://news.ycombinator.com/item?id=30646371

    • ก่อนส่ง ผมลองค้นด้วยลิงก์แล้วแต่ไม่เจอผลลัพธ์

  • การทำออกมายอดเยี่ยมมาก เวลาเห็นอินพุตแบบปุ่มหมุนในเครื่องใช้ไฟฟ้า มักมี จุดคลิกทางกายภาพ แต่ตัวเข้ารหัสอินพุตกลับไม่ตรงกับจุดคลิกนั้นบ่อยเกินไป
    เช่น สมมติว่าเปิดเครื่องแล้วเริ่มที่การตั้งค่า 1 และต้องหมุนไดอัลไปที่การตั้งค่า 3 ความคาดหวังตามปกติคือคลิกทางกายภาพหนึ่งครั้งควรไปเป็นการตั้งค่า 2 และอีกคลิกควรไปเป็นการตั้งค่า 3 แต่ผมเจออุปกรณ์อยู่บ่อย ๆ ที่จุดคลิกถูกวางแบบสุ่มสนิท ทำให้ไม่รู้ว่าต้องคลิกกี่ครั้งกว่าจะถึงค่าที่ต้องการ แบบนั้นจุดคลิกกลับยิ่งทำให้เข้าใจผิดเสียเอง

  • SimpleFOC เป็นหนึ่งในสิ่งที่ดีที่สุดที่ผมได้เรียนรู้หลังเรียนจบ มีโปรเจกต์มากมายจริง ๆ ที่สามารถใช้ประโยชน์จากความสามารถทั้งฝั่งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ได้

  • ดูเหมือนว่าโปรเจกต์นี้และโปรเจกต์เจ๋ง ๆ อื่น ๆ ถูกนำไปเดโมที่ Open Sauce ใน SF https://opensauce.live/

  • กลายเป็นว่าต้องหา กรณีใช้งาน ให้เจ้านี่ให้ได้

    • ตอนนี้อาจจะดูเชยไปหน่อย แต่สามารถทำเป็น จูนเนอร์วิทยุ ที่ความแรงของจุดคลิกเปลี่ยนตามความแรงของสัญญาณได้
    • ใช้กับ แผงควบคุม สำหรับฮาร์ดแวร์หลายชนิดได้ เช่น ในซินธิไซเซอร์ดนตรี ความสามารถในการเข้าถึงและปรับพารามิเตอร์จำนวนมากได้อย่างรวดเร็วระหว่างการแสดงสดอาจสร้างความแตกต่างได้ จึงดูมีที่ให้ใช้เยอะ
    • DIY เทอร์โมสแตตอัจฉริยะ หรืออินเทอร์เฟซสเตอริโอแบบปุ่มกดหนึ่งปุ่ม/ปุ่มหมุนหนึ่งอันก็น่าจะทำได้

  • เคยมี Microsoft Surface Dial อยู่ แต่ไม่ค่อยแน่ใจว่ามันได้รับการยอมรับจริง ๆ หรือเปล่า เหมือนจะมีผลิตภัณฑ์อื่นที่รูปแบบคล้ายกันด้วย

    • Surface Dial เจ๋งมาก แต่หลังจากนั้นก็ไม่ค่อยได้ยินถึงมันแล้ว ผมคงไม่แปลกใจถ้าโปรเจกต์นี้อาจมี ปัญหาชนกับสิทธิบัตร ฮาร์ดแวร์ส่วนใหญ่มักถูกผูกด้วยสิทธิบัตรอย่างเข้มงวดและบังคับใช้ได้ค่อนข้างดี จึงเป็นสนามทุ่นระเบิดเต็มตัว
      หนึ่งในปัญหาของ “ประสบการณ์ผู้ใช้ที่เจ๋ง” คือมันสะดุดตาเกินไป ผมรู้ว่าพูดถึงอะไร เพราะออกแบบองค์ประกอบ UX ที่ “เจ๋ง” มาตลอดอาชีพส่วนใหญ่ เป็นความผิดพลาดที่ทำซ้ำเรื่อย ๆ อาจเพราะชอบความท้าทาย งานล่าสุดชิ้นหนึ่งของผมคือสปินเนอร์แบบ “prize wheel” สำหรับ Swift (iOS/iPadOS, UIKit)[0] เคยพิจารณาเวอร์ชัน SwiftUI และเริ่มทำจริงแล้วด้วย แต่หาเหตุผลสนับสนุนได้ยาก มันเบามาก คุณภาพสูง และใช้ง่าย แต่ดึงสายตาเกินไป จนสุดท้ายผมก็ไม่ค่อยใช้ในโปรเจกต์ของตัวเอง มีเหตุผลที่พนักงานเสิร์ฟมักใส่ชุดดำ
      [0] https://github.com/RiftValleySoftware/RVS_Spinner
    • มี 3Dconnexion SpaceNavigator ที่ดูคล้ายสิ่งนี้อยู่บ้าง แต่การทำงานต่างกัน
      https://www.amazon.com/3Dconnexion-3DX-700028-SpaceNavigator...
      ยังมีรุ่นพี่น้องที่ใหญ่กว่านั้นด้วย โดยพื้นฐานแล้วคือ SpaceNavigator ที่เพิ่มปุ่มจำนวนมากรอบ ๆ 3Dconnexion SpaceMouse Pro https://www.amazon.com/3Dconnexion-3DX-700040-SpaceMouse-Pro... และ 3Dconnexion SpaceMouse Enterprise https://www.amazon.com/3Dconnexion-SpaceMouse-Enterprise-31-...

  • ยอดเยี่ยม ผมเคยคิดว่าจะทำของคล้าย ๆ กันสำหรับ ฝึกการนอนของเด็กเล็ก
    ต้องการอุปกรณ์ที่ใช้งานได้ด้วยการสัมผัสเพียงอย่างเดียวในห้องมืด และตั้งช่วงเวลาให้ปรับเปลี่ยนได้ แบบนี้ตรงใจมาก