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Mouse/Joystick 6D

Publicado em 17 de Novembro de 2025 às 23:59

Joystick 6D, combinando translação (X, Y e Z) com rotação (Pitch, Roll, Yaw), feito inicialmente para uso com KSP, mas pode ser reprogramado para ser um mouse de programa CAD.
Usa 4 Módulos de joystick "KY023" e um Arduino Micro como componentes principais, mas podem ser feitos com qualquer placa que tenha suporte nativo de USB.
É uma adaptação (remix) feito originalmente em 2023, do "Space Mushroom", por shiura, principalmente para corrigir forças não simétricas geradas por causa do design.

Arquivos do Projeto

Materiais Necessários

  • Qualquer filamento rígido para impressão 3D (Feito originalmente com ABS)
  • 4x Módulos KY-023
  • Arduino Micro (ou similar)
  • 1x CD4051 (ou similar, caso o microcontrolador escolhido não tenha 8 entradas analógicas)
  • Fios (total de <2m, podendo ser cabo manga, ou até cabo ethernet [~25cm equivalente])
  • Solda
  • Cola quente (ou fita dupla face)
  • Conectores "Barra de pinos" (10 no mínimo, mais 16 se quiser usar nos joysticks, e o que for necessário para a placa de controle)
  • Placa perfurada de prototipagem

Ferramentas Necessárias

  • Impressora 3D (Ender 3 V2 usado no video)
  • Ferro de solda (Pine64 usado no video)
  • Alicate de corte
  • Lâmina

Etapas

Impressão das peças 3D

  • Imprima um de cada arquivo, exceto as Bolas (4 de cada são necessário), e o Manipulador (foram incluídos os desenhos para impressão "direta" e "inversa", dependendo quão bem sua impressora faz "overhangs", ou da adesão com a mesa.

    A maioria dos designs não precisa de suporte, exceto:
    - O furo do parafuso no meio da base
    - As abas da tampa

    Pode ser impresso em ABS (observando aumentar 0.5% a proporção para compensar pelo encolhimento do ABS) ou qualquer outro filamento "rígido" (ex. PLA, PETG...)
    Tempo aproximado: ~15h total
  • Teste o encaixe: Verifique se as Bolas se encaixam firmemente nos joysticks. E também se é possivel colocar a peça central na base, e o parafuso na peça central. Caso contrário, é possível reimprimir as peças (ou no caso da peça central, cortar o encaixe) com tamanho menor/maior, até ter um encaixe satisfatório

Placa de controle

  • Aqui é a etapa que vai depender do que você tem à mão. Eu usei uma placa clone do Arduino Micro como base. A única limitação é o tamanho em baixo da base, então provavelmente um Arduino Mega não vai caber. Um dos problemas no entanto é a necessidade de entradas analógicas, por isso eu adicionei o CD4051, que faz a multiplexação do pino analógico usado. Também adicionei soquetes pros componentes, mas isso não é necessário. O que é necessário mesmo é um conector para depois facilitar a conexão dos cabos do manipulador
     
    Aqui é a etapa que vai depender do que você tem à mão. Eu usei uma placa clone do Arduino Micro como base. A única limitação é o tamanho em baixo da base, então provavelmente um Arduino Mega não vai caber. Um dos problemas no entanto é a necessidade de entradas analógicas, por isso eu adicionei o CD4051, que faz a multiplexação do pino analógico usado. Também adicionei soquetes pros componentes, mas isso não é necessário. O que é necessário mesmo é um conector para depois facilitar a conexão dos cabos do manipulador
     

Soldagem dos joysticks

  • Prepare o cabos:
    6 fios de 5cm (de preferencia com cor marrom/preto e vermelho para não errar a polaridade)
    10 fios de 15cm (qualquer cor, com um par marrom/preto e vermelho pra não errar a polaridade)
    Conectores para a placa
    Opcional: Conectores para os joysticks
  • Desencape e estanhe todas as pontas de fios. Isso vai ajudar a unir fio-a-fio depois mais fácilmente. Pode ser interessante também aplicar um pouco mais de solda nos terminais do Joystick.
     
    Desencape e estanhe todas as pontas de fios. Isso vai ajudar a unir fio-a-fio depois mais fácilmente. Pode ser interessante também aplicar um pouco mais de solda nos terminais do Joystick.
     
  • Solde os fios de maneira parecida com o diagrama (parte de fora da "placa"). Caso você prefira, pode soldar os fios em conectores plugados nos Joysticks, para poder trocar eles depois (no vídeo é mostrado a solda diretamente na placa).
     
    Solde os fios de maneira parecida com o diagrama (parte de fora da "placa"). Caso você prefira, pode soldar os fios em conectores plugados nos Joysticks, para poder trocar eles depois (no vídeo é mostrado a solda diretamente na placa).
     

Montagem mecânica

  • Prenda os Joysticks na peça central. Você pode usar parafusos ou a peça Prendedor para isso. Ela foi feita para ter um joystick de cada lado, com os fios indo para baixo (para a base triangular).
     
    Prenda os Joysticks na peça central. Você pode usar parafusos ou a peça Prendedor para isso. Ela foi feita para ter um joystick de cada lado, com os fios indo para baixo (para a base triangular).
     
  • Passe os fios pelo furo do meio da Base. Conecte todos os cabos e cole a placa na base para evitar soltar com o movimento. Passe também o cabo USB pela parte inferior e cole.
     
    Passe os fios pelo furo do meio da Base. Conecte todos os cabos e cole a placa na base para evitar soltar com o movimento. Passe também o cabo USB pela parte inferior e cole.
     
  • Use o código comentado para determinar qual pino está conectado a qual Joystick, conforme mostrado no vídeo. Não é mecânico, mas facilita não precisar desmontar depois... como no video
  • Prenda 2 das Bolas a joysticks um ao lado do outro. Coloque o Manipulador nelas e, através dos buracos, prenda as outras 2 bolas.
     
    Prenda 2 das Bolas a joysticks um ao lado do outro. Coloque o Manipulador nelas e, através dos buracos, prenda as outras 2 bolas.
     
  • Parafuse o Centro na base, com o Parafuso, ou qualquer outro 1/4"x20. Feche a tampa, com ajuda de uma chave de fenda ou similar
     
    Parafuse o Centro na base, com o Parafuso, ou qualquer outro 1/4"x20. Feche a tampa, com ajuda de uma chave de fenda ou similar
     

Software!

  • Use o código comentado para determinar qual pino está conectado a qual Joystick, conforme mostrado no vídeo. (colocando aqui também caso tenha pulado na parte da montagem mecânica... como no video)
  • Com os pinos enumerados, grave o programa Joystick no Arduino.

Conclusão

A maior variação nesse projeto é a base, que pode usar um segurador de câmera com a rosca 1/4"x20, e o circuito de controle. O maior empecilho daí no entanto é encontrar uma biblioteca de joystick que funcione com o microcontrolador escolhido.

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