3D-мышь, SpaceMouse — это устройство ввода, предназначенное для облегчения трехмерной навигации в программном обеспечении для 3D-моделирования , системах автоматизированного проектирования (САПР/CAD) и других приложениях, включающих трехмерные манипуляции — Компас-3D, Blender и других.
Среди самых популярных мышей для моделирования выделяется SpaceMouse от 3DConnexion , но она стоит довольно дорого. Для тех, кто хочет найти альтернативу «сделай сам», которая снижает стоимость, а также дает возможность немного настраивать и развивать или улучшать навыки, проекты в этой статье предлагают множество элементов управления, которые выходят за рамки двумерной простоты обычных мышей.
Будь то управление физическими устройствами, такими как роботизированная рука, или оптимизация трехмерной навигации при моделировании чего-либо, с помощью одного из них можно достичь многого.
Существенная разница заключается в том, что другими способами потребуется несколько отдельных элементов управления, настраивающих один параметр за раз или запоминающих сочетания клавиш. Однако с помощью 3D-мыши вы можете перемещаться буквально до шести степеней свободы , как мы увидим ниже. Это означает, что вы можете одновременно управлять такими командами, как панорамирование, наклон, масштабирование, вращение и прокрутка, а также перемещаться одной рукой и без необходимости традиционных щелчков мышью в одном и том же движении. После привыкания вы словно окажетесь в виртуальной среде. Такая оптимизация не только обеспечивает комфорт, но и значительно повышает производительность и свободу пользователя.
Стоит отметить, что чувствительность также может различаться в зависимости от каждого устройства, а некоторые проекты DIY могут не обладать всеми функциями профессионального решения. Однако проекты, включенные в этот список, имеют общую цель — помочь вам сэкономить время и деньги, учитывая, что другие профессиональные решения обычно стоят от 15000 р. Хотя некоторые из этих 3D-мышей, сделанных своими руками, имеют полностью открытый исходный код, некоторые компоненты могут продаваться отдельно с соответствующей стоимостью.
Но прежде чем мы углубимся в проекты, давайте подробнее рассмотрим, как работают 3D-мыши.
Как это работает
Использование 3D-мыши аналогично использованию джойстика для видеоигр; однако рычаг управления может перемещаться или определять перемещения по меньшей мере по трем различным осям. Рассмотрена классификация степеней свободы, основанная на количестве различных осей, которыми можно управлять одновременно. Изображение выше относится к конфигурации с шестью степенями свободы, но для достижения такого количества осей в каждом проекте DIY используются разные электронные компоненты или комбинации датчиков. Рассмотрите изображение выше; каждый из цветов представляет собой определенную степень свободы.
Подобно компьютерной клавиатуре или мыши, эти аксессуары обычно используют один и тот же протокол связи и поэтому идентифицируются как устройство пользовательского интерфейса (HID) и распознаются другими драйверами, присутствующими в таких приложениях, как CorelDraw, Blender, AutoCAD, SolidWorks и Fusion 360. В других случаях, учитывая, что это решение «сделай сам», может потребоваться вспомогательное приложение для дополнения функций и правильной работы устройства и его датчиков — все будет зависеть от используемых вами функций и драйверов.
Поскольку многие устройства подготовлены для протоколов связи, аналогичных мыши, этот аксессуар не только хорошо совместим с различными системами, но и очень гибок для других приложений и областей использования, таких как управление роботизированной рукой. 3D-мышь может значительно улучшить ощущение погружения и чувствительность, обеспечивая высокую точность и скорость, которые в противном случае не обязательно были бы достигнуты, особенно когда речь идет о чем-то трехмерном.
Без лишних слов, давайте рассмотрим лучшие доступные проекты!
Magnetometer
Этот вариант, разработанный для Fusion 360 , представляет собой компактный контроллер, принцип действия которого аналогичен другим коммерческим решениям. Однако вместо использования двухосного потенциометра-джойстика фактически используется трехосный модуль магнитометра. Настройки программирования позволяют управлять до пяти различных осей, что повышает удобство работы за счет объединения показаний каждой из трех осей датчика по отношению к магниту в центре.
Несмотря на то, что магнитный датчик распознает три оси, одна из них в конечном итоге становится просто эталоном движения, позволяя двум другим выполнять функции орбиты и панорамирования. Есть две кнопки быстрого доступа для функций «Настройка экрана» и «Домой», которые также очень полезны и важны в большинстве действий по трехмерному проектированию, но для правильной работы их необходимо сопоставить с ярлыками программы в коде устройства. нужную программу.
Интересный совет от автора — приостановите печать и заполните пустые места основания металлическими сферами, чтобы добавить контроллеру веса и устойчивости. Это помогает предотвратить его слишком легкий вес и перемещение основания вместе с джойстиком во время манипуляций.
- Дизайнер: salimbenbouz
- Степени свободы: Две
- Основные компоненты: трехосный магнитометр , Adafruit QT Py RP 2040 , детали, напечатанные на 3D-принтере.
- Где найти: Instructables , Thingiverse
Orbion
Хорошо документированная, эта опция также обеспечивает отличную совместимость с такими программами, как Fusion 360, AutoCAD , SolidWorks , SolidEdge , Onshape , Blender , FreeCAD и другими. Это проект с полностью открытым исходным кодом, и все необходимые компоненты можно найти в обычных магазинах электроники. Если вам интересно и вы хотите рассмотреть его поближе, вы можете посмотреть трехмерную модель аксессуара на портале авторов Autodesk Hub , а скачать файлы STL можно в разделе «Релизы» на GitHub.
Поскольку в основе проекта используется двойной джойстик-потенциометр (который управляет только двумя осями одновременно), функции необходимо переключать поочередно с помощью кнопок управления. Однако есть небольшой OLED-экран, который значительно упрощает этот процесс. Что касается третьей степени свободы, то помимо потенциометра джойстика ей способствует еще и поворотный энкодер.
Если вы не уверены, подойдет ли этот проект вашим потребностям, посмотрите демонстрационное видео , опубликованное FaqTotum, где вы можете увидеть эту мышь в действии, переключаясь между функциями.
- Дизайнер: FaqTotum
- Степени свободы: Три.
- Основные компоненты: Arduino Pro Micro , модуль OLED-дисплея , специальная печатная плата, двухосевой энкодер джойстика, детали, напечатанные на 3D-принтере.
- Где найти: YouTube , GitHub , Printables
Spacerat
Это еще один полностью открытый и очень экономичный вариант, поскольку в нем используется мало компонентов. Дизайн довольно минималистичный, в нем используется датчик MPU6050 для достижения трех одновременных степеней свободы. В то время как в предыдущем варианте используется более сложный и продуманный физический механизм, здесь в главном рычаге используется только простая и надежная пружина. Код Arduino в настоящее время запрограммирован для Fusion 360, но его можно изменить для другого программного обеспечения САПР, если вы готовы к этой задаче.
Здесь следует учитывать одну вещь: этот проект все еще находится в стадии разработки, поэтому программное обеспечение пока не способно считывать отклонения более чем по одной оси одновременно с помощью только датчиков, хотя оно потенциально может контролировать до пяти осей в будущем путем объединения показаний двух или более осей одновременно и вычисления расчетного угла для остальных осей. Есть две вспомогательные кнопки; Боковая кнопка управляет масштабированием с помощью дополнительного магнитного датчика Холла, а верхняя кнопка переключает режимы работы.
- Дизайнер: kiki0000
- Степени свободы: Три.
- Основные компоненты: Arduino Pro Micro , датчик MPU6050 , магниты, детали, напечатанные на 3D-принтере.
- Где найти: Thingiverse , YouTube (V2)
Ahmsville Dial V2
Профессионалы, от инженеров до создателей контента, все чаще стремятся оптимизировать свои задачи. Благодаря широкому спектру программ, в которых можно использовать 3D-мыши, в каждой ситуации может потребоваться различная конфигурация для достижения максимального контроля и комфорта. В связи с этим данная 3D-мышь предлагает варианты модели с различными комбинациями функций.
Варианты SpaceNav и Absolute имеют подсветку и настоящие пять степеней свободы. От минималистского дизайна до более полного дизайна с настраиваемыми клавишами быстрого доступа — оба оснащены емкостной сенсорной кнопкой сверху и магнитным поворотным кодированием высокого разрешения . Это обеспечивает более точное и плавное управление при движении. Устройство использует комбинацию показаний гироскопа и датчика акселерометра MPU6050 с магнитными энкодерами для достижения пяти степеней свободы. Обратной стороной является то, что приложение , с которым оно совместимо, работает только в Windows.
- Дизайнер: Ahmed Oyenuga
- Степеней свободы: 5
- Основные компоненты: изготовленные на заказ модули печатной платы, микроконтроллер SAMD21G18, датчик MPU6050 , магниты, детали, напечатанные на 3D-принтере.
- Где найти: Ahmsville Labs , Hackaday
SpaceFox (FEV2023)
Управлять шестью осями лучше, чем управлять пятью осями — ведь это дает еще больше свободы и комфорта в использовании, и изначально это был один из первых, если не первый, вариант «сделай сам», позволяющий добиться этого. Здесь используется принцип платформы Стюарта , сочетающий механическую систему с показаниями потенциометров и пружин в ее основании для достижения замечательных шести степеней свободы.
Дополнительные клавиши быстрого доступа, которые можно сопоставить в программном обеспечении Spacenavd , а также тяжелая и устойчивая основа — это другие элементы, которые еще больше повышают универсальность, стабильность и комфорт во время использования. Понятно, что стабильность очень важна: при движении вверх и вниз рычаг может перемещаться, не регистрируя движение, если он не имеет достаточного веса. Программы, совместимые с Spacenavd, видят функцию каждой назначенной клавиши , подобно джойстику видеоигры.
- Дизайнер: pepijndevos
- Степеней свободы: 6
- Основные компоненты: Arduino Pro Micro , потенциометры, колпачки клавиш, детали, напечатанные на 3D-принтере, нестандартная печатная плата.
- Где найти: Thingiverse , GitHub , YouTube.
Space Mushroom
Это еще одна 3D-мышь с двумя различными типами базовой поддержки, и, несмотря на то, что она визуально больше остальных, по сути она представляет собой контроллер с шестью степенями свободы. В проекте используются три двухосных потенциометра, но они расположены не в основании, как в предыдущей конструкции, а внутри основной ручки. Это экономит место в основании и одновременно упрощает процесс сборки.
Стоит отметить, что двухосные потенциометры также имеют кнопку в центре, и код еще не готов выполнять какие-либо действия или работать с другими, кроме Blender, на устройствах Mac на базе ARM. Настройка кнопки может быть проще, но настройка драйверов для другого программного обеспечения может оказаться более сложной для тех, у кого нет опыта программирования. Настройка некоторых таблиц в файле mouse-conservador.ino (автоматическая загрузка) и переключение между различными приложениями может оказаться непростой задачей для новичков. Тем не менее, весь проект имеет открытый исходный код, что очень полезно. Посмотрите видео , чтобы увидеть этот удивительный аксессуар в действии.
- Дизайнер: shiura
- Степеней свободы: Шесть.
- Основные компоненты: модуль игрового контроллера джойстика , Arduino Pro Micro , детали, напечатанные на 3D-принтере.
- Где найти: YouTube , Thingiverse
OS3M
Познакомившись с профессиональным решением, которое упростило выполнение утомительных и повторяющихся задач и вдвое сократило необходимое время, легко понять, почему кто-то может попытаться создать собственное решение «сделай сам», чтобы сэкономить затраты, повысить производительность и комфорт. Дизайнер также черпал вдохновение из принципа платформы Стюарта в качестве кинематической модели устройства, используя шесть катушек в качестве датчиков. Для получения дополнительной информации вы можете посмотреть поясняющее видео .
Инновационный подход по сравнению с другими проектами заключается в точном считывании изменения электрического тока через катушки для обнаружения движения ручки. По сути, индуктивные датчики улавливают изменения вблизи близлежащих металлических поверхностей и объединяют показания каждого датчика для выполнения движения. В настоящее время это устройство настроено для работы исключительно с SolidWorks; однако автор написал код, который можно расширить для любого другого приложения с интерфейсом API C++.
- Дизайнер: colton.baldridge
- Степеней свободы: 6
- Основные компоненты: изготовленная на заказ печатная плата, несколько монет, детали, напечатанные на 3D-принтере.
- Где найти: Hackaday , GitHub ( железо , прошивка , ПО )
По всем вопросам 3d сканирования, 3d печати писать сюда
Telegram: https://t.me/fidller
E-mail: shope@fidller.com
наш магазин https://fidller.com/category/uslugi-3d-pechati-fdm-fff-sla-3d-skanirovanie/
вконтакте: https://vk.com/3d_krd_123
сайт про кино — https://news.fidller.com
вконтакте: https://vk.com/3d_krd_123
сайт про кино — https://news.fidller.com
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.