使用 Arduino Leonardo 和 3D 打印为 MS Flight Simulator 自制油门象限与配平轮

核心元件与物料清单

元件	数量	备注
Arduino Leonardo	1	Leonardo 或 Micro 均可，单块板最多支持 6 个控制轴
连接导线	3	每个模块需 3 根导线
旋转电位器 50kΩ	1	每个模块 1 个，详情见正文选型说明

所需工具与设备

电烙铁（通用）
3D 打印机（通用，本项目在 UP! 打印机上用 ABS 打印）

软件与在线服务

Arduino IDE

项目背景

最近升级了电脑以运行 MS FS2020，键盘操作缺乏真实手感，但受限于空间与预算，无法搭建完整驾驶舱或购买昂贵外设。于是决定自行设计一套 3D 打印的飞控硬件：单轴杆控制油门、襟翼、起落架，以及一个升降舵配平轮。主要针对单发活塞飞机的操作习惯设计，其中配平轮的结构设计最为耗时，经过多轮草图迭代才确定最终方案。

结构设计与 3D 打印件清单

杆类模块（油门/襟翼/起落架）每套需：

机身左/右各 1 件
带卡槽的操纵杆 1 件（提供 2~6 档位共 5 种变体）
杆端帽 1 件
旋钮 1 件（6 种造型可选）
摩擦片 1 件（3 种阻尼可选）
电位器固定座 1 件

配平轮模块需：

轮体左/右各 1 件
齿轮、轮毂、轮缘（组装版需 8 个凸耳）、单体轮（一体打印版）任选其一
象限支架、象限驱动齿、电位器固定座各 1 件

后箱体部件可选，用于收纳 Arduino 与走线，实现即插即用、收纳方便。

电气连接与原理图

每个电位器三脚：一端接 5V，一端接 GND，中间滑动端分别接 A0~A5。最多可级联 6 个轴。原理图文件见附件 quadrant_ZkMygPyRiE.fzz。

固件代码要点

使用 Joystick.h 库将模拟量映射为 0~1023 的游标轴输出。首次上传时将 setting 设为 0~5 打开串口监视器，转动各轴至两端记录 axisLimits 数组的最小/最大值，再改回 -1 即可正常使用。代码支持动态启用/禁用任意轴，循环周期 5 ms，延迟极低。

#include <Joystick.h>
Joystick_ Joystick;
int axisLimits0[] = {686, 338};  // 按实测填写
// ... axisLimits1~5
bool a0Used = true;  // 对应 A0~A5
// ...
void loop() {
  if (a0Used) {
    int v = analogRead(A0);
    int pos = translateValue(v, axisLimits0[0], axisLimits0[1]);
    Joystick.setThrottle(pos);
  }
  // ... A1~A5 对应 Rx, Ry, Rz, X, Y 轴
  delay(5);
}

3D 模型文件

提供 STEP 格式总装文件 released_u3k8QjPXzJ.stp，含所有零件，可直接导入 CAD 软件修改或切片打印。

总结

这是一个极具成就感的项目：编码量极小，核心难点在于机械结构的“手感”调教，尤其是配平轮的阻尼与回位机构。完成后即插即用，无需驱动，收纳时只需拔掉 USB 线即可。

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制造工艺

3D打印

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工业技术