DIY-Projekt: Super Budget Button Plate mit LEDs

DIY-Projekt: Super Budget Button Plate mit LEDs

DIY-Lenkräder und auch Button Plates erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Angefangen von kleinen Bastelprojekten aus der Community bis hin zu 1000€-Builds mit einem eigenen PCB und einem Gehäuse aus Aluminium. Dieses DIY-Projekt mit einem Preis von nur ca. 20€ ist eine Rückkehr zu den Wurzeln: Einfach verfügbare Hardware kombiniert mit einem Gehäuse aus dem 3D-Drucker sorgen für einen unschlagbaren Preis, erfordern aber gleichzeitig etwas Fingerspitzengefühl beim Zusammenbau.

Benötigte Materialien

Primäres Ziel dieses Projektes war und ist es, eine kostengünstige Button Plate zu ermöglichen . Dementsprechend wurden auch budgetfreundliche Komponenten verbaut, was sich In der Praxis jedoch nur bei den Tastern und Encodern bemerkbar macht. Diese können bei Bedarf gegen deutlich höherwertige Exemplare ausgetauscht werden. Einzelne Buttons zum Preis einer kompletten Buttonplatine (20€) sind für ein Budgetbuild allerdings ein klarer Overkill.

Die Basiskomponenten des Lenkrads inkl. Aviation Connector und einem Spiralkabel kosten insgesamt ca. 16 €, hinzu kommen die Kosten für die Kabel sowie die optionalen Einschmelzmuttern und Schrumpfschläuche, die mit ca. 5 € zu Buche schlagen. Hinzu kommen noch ca. 200 g Filament.

Folgende Teile werden zudem benötigt, sind allerdings nicht in den Preis inkludiert:

• Tools:
  • 3D-Drucker (ideal Mehrfachfarbdrucker)
  • Lötkolben
• Schrauben:
  • M2 x 8 mm (4x): Für die Verschraubung des RP2040 Boards.
  • M4 x 8 mm (4x): Für die optonale Verschraubung der Back Plate bei Verwendung von Einschmelzmuttern.
  • M5: Für die Endmontage werden je nach Lenkradkranz und QR-Lösung noch drei bis sechs Schrauben benötigt. Für die meisten Kombinationen sollten M5-Senkkopfschrauben (35 mm) mit ggfs. den passenden Muttern die richtige Wahl sein.
• Lenkradkranz
  • Conspit RX320: Sim-Motion* (95€)
  • Generic 320 mm: Aliexpress* (45€)

Kompatibilität

Die Button Plate hat einen Lochkreis von 70 mm. Dementsprechend benötigt man auch einen Lenkradkranz mit diesem Lochabstand. Die meisten aktuellen QRs werden dadurch ebenfalls direkt unterstützt.

3D-Druck

Die Druckdateien sind für den Druck auf Mehrfarbdruckern ausgelegt, es stehen aber auch Dateien für konventionelle Drucker zum Download zur Verfügung. Für die Carbonoptik wurden die Drucke auf einer Druckplatte mit Carbonoberfläche gedruckt. Insgesamt liegt der Filamentverbrauch unter 200 g. Die Dateien wurden jeweils mit 4 Wänden und 35% Infill (Gyroid) gedruckt.

• Body (With diffusion): Der Hauptkörper mit einer integrierten Diffusionsschicht bestehend aus einer Schicht weißem Filament im Bereich der LEDs
• Body: Der Hauptkörper ohne Diffusionsschicht . Diese kann hier bei Bedarf zusätzlich gedruckt und in die Aussparrungen eingelegt werden (2x Big außen, 6x Small innen).
• Cover: Die Rückabdeckung. Kann für mehr Stabilität beliebig dick gedruckt werden.
• Spacer: Spacer für die EC11-Encoder um diese weiter in der Gehäuse hinein zu plattieren.
• Rotary Encoder Caps: Gedruckte Abdeckungen für die beiden EC11-Encoder.

Elektronik

Das Projekt basiert auf dem beliebten RP2040-Mikrocontroller. Hinzu kommt ein LED-Board mit acht WS2812B-LEDs sowie natürlich die acht Buttons und die beiden Encoder.

Zusammenbau

Der Aufbau (bis auf die Verkabelung) ist in wenigen Minuten erledigt:

• Die Buttons und Encoder (mit eingelegten Spacern) werden in das Gehäuse gesteckt und mit den jeweils beiliegenden Schrauben befestigt.
• Die LED-Platine wird in die entsprechende Aussparung eingesetzt. Bei der Gehäusevariante ohne Diffusor können die optionalen Einsätze (2x groß und 6x klein) zusätzlich montiert werden (siehe Foto unten).
• Der RP2040 Mikrocontroller wird mit vier M2 Schrauben in der Mitte des Gehäuses verschraubt. Hier sollte man vorsichtig vorgehen und die Schrauben nicht überdrehen, um das Gehäuse nicht zu beschädigen.
• Der Aviation-Connector kann je nach gewünschter Verwendung an der vorderen Kante angeschraubt werden. Alternativ kann, wie bei der hier gezeigten Tastenplatte, ein USB-Kabel direkt vom RP2040 Mikrocontroller durch die Aussparung auf der Rückseite mittig nach hinten geführt werden.
• Die rückseitige Abdeckung (dieser Schritt erfolgt natürlich erst nach der Verkabelung) wird optional mit vier M4 Schrauben mit der Frontplatte verschraubt. Dazu müssen vorher die vier Einschmelzmuttern in das Gehäuse eingeschmolzen werden.

Verkabelung:

Wichtig: Alle elektronischen Arbeiten sollten nur unter Aufsicht von ausgebildeten Elektronikern durchgeführt werden, es wird keine Haftung für Fehler / Schäden übernommen. DIY auf eigene Gefahr.

Bei der Verkabelung hat man dank des tollen Projekts von Dahl Design (Link zum Projekt) eine gewisse Flexibilität. Jeder Button (und optional Shifter) wird mit einem der Ground-Pins (in Reihe) und mit dem anderen Pin mit einem der Button-Pins verbunden. Für die Encoder werden zwei der vier verfügbaren Steckplätze benötigt. Die LED-Platine wird nach folgendem Schema angeschlossen:

[Rp2040 VBUS]   --->   [5V  RGB Stripe] 
[RP2040 GND]    --->   [GND RGB Stripe]
[RP2040 GP28]   --->   [DIN RGB Stripe]

Bei der Verwendung des Aviation Connectors in Verbindung mit einem Spiralkabel ist darauf zu achten, dass die Kabel nicht untereinander vertauscht werden, da sonst der Mikrocontroller beschädigt werden kann. Hier kann man je nach Konfiguration auch auf andere Lösungen zurückgreifen.

Wenn man es sich etwas einfacher machen möchte, kann man statt der herkömmlichen Buttons auch Buttons mit Screw Terminal verwenden. Die Kabel können dann ohne Löten angeschlossen werden. Die Verdrahtung der hier gezeigten Button Plate (Bild rechts) zeigt, wie das Ganze am Ende aussehen kann, wenn man nicht allzu viel Talent zum Löten hat…

Wichtig: Alle elektronischen Arbeiten sollten nur unter Aufsicht von ausgebildeten Elektronikern durchgeführt werden, es wird keine Haftung für Fehler / Schäden übernommen. DIY auf eigene Gefahr.

Optional: Shifter:

Die Rückseite der Button Plate ist für die optionalen Turn DIY Shifter vorbereitet. Diese können dort angeschraubt werden, ebenso ist eine Kabeldurchführung integriert. Der Anschluss an den RP2040 Mikrocontroller erfolgt wie bei normalen Buttons, idealerweise werden hier zusätzlich jeweils 2-polige Steckverbinder zur einfacheren Montage verwendet.

Software

Als Software wurde Fast-DDC gewählt, eine nicht-kommerzielle Lösung von Dahl Design, die die Softwareseite des Projekts zu einem Kinderspiel macht:

• Dahl Design: https://dahl-design.gitbook.io/ddc
• Dahl Design Discord: https://discord.com/invite/49btqWNmCc
• Dahl Design Spendenlink: https://www.paypal.com/donate/?hosted_button_id=J99HJTH8YFX2S

Installation

Die Installation der Software erfolgt in zwei Schritten:

• Zuerst wird der RP2040 mit dem PC verbunden. Bei der ersten Verbindung öffnet sich automatisch ein Dateifenster (danach muss dazu während des Einsteckens die Taste BOOTSEL auf dem Controller gedrückt werden).
• Anschließend muss dort dann nur noch die Datei B17_E4Half_LED30.uf2 in diesem Ordner abgelegt werden. Der Controller startet anschließend neu und kann direkt verwendet werden.

Simhub

Für die Funktion der LEDs kommt SImHub zum Einsatz:

• Hinzufügen eines neuen Geräts: Devices -> Add new device -> Add standard device -> Standard LED device
• Anschließend müssen für das Gerät unter USB PID / VID configuration folgende Parameter gesetzt werden:
  • VID: 0x2e8a
  • PID: 0x1053
• Als Helligkeit für die LEDs reicht eine sehr geringe Einstellung von rund 5% vollkommen aus.
• Der Name kann innerhalb von SImHub frei gewählt werden.

LED-Profil

Unter Telemetry LEDs effects kann mit der Option import profile ein LED-Profil in Simhub importiert werden. In dem hier zur Verfügung gestellten Profil sind folgende Funktionen integriert:

• RPM-LEDs
• Spotter
• Pit Lane animation
• Pit Speed Limiter animation
• Starting animation

Fazit

Die hier gezeigte Button Plate dürfte aufgrund des sehr geringen Preises besonders für Einsteiger und natürlich DIY-Begeisterte interessant sein. Dank des tollen Entwurfs von Dashl Design besteht die einzige Herausforderung in der Verkabelung. Am Ende erhält man eine vielseitige Button Plate mit acht Buttons, zwei Encodern mit zusätzlicher Push-Funktion sowie acht über SimHub ansteuerbaren RGB-LEDs zu einem unschlagbaren Preis von unter 25€.