Je vous présente aujourd'hui un nouvel article consacré aux périphériques, décidément nombreux en ce moment. C'est Maxime Mironneau qui va nous initier petit à petit à la technique des différents périphériques de jeu en établissant un parallèle avec les éléments réellement présents dans une voiture. Une méthode qui devrait permettre de comprendre en douceur des notions parfois complexes d'autant qu'elle est copieusement et joliment illustrée.

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 TUTORIEL 1 : LE PEDALIER - PARTIE 1

PAR MAXIME MIRONNEAU - 14.02.2009

Quel en est le principe ? Comment marche-t-il ?

Introduction : Comme vous le savez, cher simracer, le pédalier sert à accélérer, freiner et débrayer/embrayer. Dans nos simus il a les mêmes fonctions, cependant avoir un pédalier de bonne qualité est primordial pour réaliser un bon temps. Nous verrons dans ce « tuto » comment fonctionne un pédalier sur le plan mécanique et électronique.

I. Mécanique

Dans une voiture, chaque pédale est montée sur un axe lui permettant de pivoter et  d'agir par le biais d'une force sur une commande annexe reliée (par exemple la pédale d'accélérateur montée sur un axe tire sur un câble pour laisser passer de l'essence et de l'air). Dès que cette force n'est plus présente la pédale revient à sa position initiale. C'est exactement la même chose pour «nos pédaliers à nous ».

Le point de pivot

Les images valent mieux qu'un long discours.

Le retour à la position initiale

Rien de plus facile, on se sert uniquement d'un ressort pour que la pédale revienne à sa position d'origine.

II Electronique

Jouer à nos simulations requiert une précision importante, il est primordial de pouvoir « doser » l'accélération ou le freinage. Pour répondre à cette attente le pédalier doit transmettre des informations à notre ordinateur concernant la position dans laquelle il se trouve (ex : si on appuie à moitié sur notre pédale d'accélération on veut que l'ordinateur « voit » que la moitié des gaz sont ouverts). Nos pédaliers utilisent donc des capteurs de positions. Il en existe plusieurs mais les plus utilisés sont le potentiomètre ou le capteur dit à effet Hall.

Le potentiomètre :

C'est une résistance variable, qu'on ajuste et qui envoie un signal électrique plus ou moins important. Ajuster un potentiomètre c'est déplacer son curseur, par exemple sur un potentiomètre rotatif on va tourner l'axe qui va envoyer un signal en conséquence. Pour connaître la position de nos pédaliers on lit le potentiomètre à la pédale, ainsi quand la pédale va s'appuyer elle va tourner le potentiomètre.

Exemple de pédalier avec potentiomètre rotatif

Pour le VPP ce sont des potentiomètres rectilignes :

Le capteur à effet Hall

Lui fonctionne par champ magnétique. Une partie est le capteur, l'autre l'aimant. Le capteur est fixe, l'aimant lui se déplace, en se déplaçant l'intensité du champ magnétique (qui est aussi l'intensité du signal pour ce type de capteur) est plus ou moins fort.

Exemple dans l'automobile :

Pour que le capteur de position soit reconnu sur notre ordinateur et dans nos jeux on utilise un circuit imprimé qui sert d'interface (et de convertisseur analogique-numérique).  

Nous verrons cette partie dans le prochain chapitre.

MAXIME MIRONNEAU

Index

L'index va permettre d'approfondir des points vu dans les tutos.

Potentiomètre : Un potentiomètre est un type de résistance variable à trois bornes, dont une est reliée à un curseur se déplaçant sur une piste résistante terminée par les deux autres bornes. Ce système permet de recueillir, sur la borne reliée au curseur, une tension qui dépend de la position du curseur et de la tension à laquelle est soumise la résistance.

Les potentiomètres sont couramment employés dans les circuits électroniques. Ils servent par exemple à contrôler le volume d'une radio. Les potentiomètres peuvent aussi être utilisés comme des transducteurs puisqu'ils convertissent une position en une tension. Ce type de dispositif peut être rencontré dans des joysticks.

(potentiomètre linéaire)

(Source : wikipédia)

Capteur à effet Hall : Les capteurs à effet Hall permettent de mesurer les champs magnétiques (Teslamètres). Dans la mesure où un courant peut générer un champ magnétique, on peut de fait s'en servir également pour mesurer l'intensité des courants électriques : capteurs de courant à Effet Hall. Ils sont parfois utilisés comme détecteur de position : dans les moteurs électriques de type brushless, par exemple

(Source : wikipédia)

Ressort : Un ressort est un organe ou pièce mécanique qui utilise les propriétés élastiques de certains matériaux pour absorber de l'énergie mécanique, produire un mouvement, ou exercer un effort ou un couple.

(Ressort à compression)

(Ressort de traction)

 TUTORIEL 1 : LE PEDALIER - PARTIE 2

PAR MAXIME MIRONNEAU - 27.03.2009

Voici la suite du tuto sur le pédalier, je vous propose ici une sous partie pour faire « zoom technique » sur la mécanique du pédalier.

Comme je vous l'ai présenté dans la partie ci-avant, un pédalier pour nos simus  se compose de deux ou trois pédales, d'un ressort et d'un potentiomètre pour chacune d'entre-elles. Tout ça c'est bien gentil mais qui dit simulation dit rapprochement au plus près de la réalité tant niveau software (jeux) qu'au niveau hardware (matériel). Avez-vous déjà pensé à avoir une pédale de frein qui devient de plus en plus dure, ou ressentir votre embrayage qui « décroche » ? Vous pensez que c'est impossible ? Détrompez-vous, nous allons voir ici comment ;).

Pour le freinage :

Sur une vraie voiture freiner de plus en plus fort nécessite un effort en conséquence. Sur nos pédaliers il existe deux systèmes pour retranscrire  cet effort.

Le premier système :

Celui du pédalier Allemand VPP (Virtual Performance Part), qui à mis au point un système nommé «hyper real brake». Il consiste à monter l'axe ou se trouve le ressort sur une «roue» qui sert de démultiplicateur. Par un phénomène mécanique la roue forcera de plus en plus progressivement sur le ressort et donnera cette impression de freinage identique à la réalité.

On voit clairement le système sur ce pédalier.

 
Le deuxième système :

L'hydraulique, comme sur les vraies voitures, ce système est développé par Frex Gp, je ne sais pas bien son fonctionnement (car le système est adapté électroniquement) il me sera donc difficile de vous l'expliquer, mais je vous joins une photo :

Le troisième système : 

J'aurais pu vous parler de ce système dans la partie des capteurs, mais je ne savais pas trop ou le caser. Ce système est plus électronique que mécanique, il s'agit de l'utilisation load-cell.

Qu'est-ce qu'une Load-cell (LC) ?

Une LC est un périphérique qui convertit une force en un signal électrique. Cette conversion est indirecte (il faut utiliser une interface entre le pc et la LC) et s'effectue en deux phases. Par un procédé mécanique, qui se transforme en forme exercée sur la LC. Cette force appliquée sur la LC déforme une jauge  de tension qui convertit la force en signal électrique. Ce signal est la plupart du temps en millivolt (mV) et il nécessite d'être amplifié. Pour résumer la LC est un capteur de pression qui émet un signal électrique en fonction de la force exercée (sur nos pédaliers il faut que la load cell soit bien fixée).  Il existe une seule solution d'interface connue pour faire fonctionner la LC sur nos pc et simus, la carte de Leo bodnar BU0836LC. Une dernière précision la LC est utilisé dans les pédaliers CST. Place aux photos :

(Photo d'une LC, on voit que la partie de gauche qui est non-noircie sur la tranche doit accueillir la force, elle comporte deux pas-de-vis, la flèche indiquant le sens de la force.)

(Pédale de frein du CST, on voit que le que le ressort va faire pivoter l'équerre  et qu'elle va « forcer » en déformant la Load-Cell.)

Pour l'embrayage :

Pour reprendre l'image de votre voiture quotidienne, l'embrayage sert à faire la liaison entre la boîte de vitesse et le moteur pour éviter les à-coups et préserver les pièces qui constituent votre boîte de vitesse. Lors de la pression d'une pédale d'embrayage on sent (très légèrement)  quand il n'y a plus la liaison moteur-boîte, la pédale devient un petit peu moins résistante d'un coup. Le constructeur japonais, Frex, a trouvé et mis en place en premier un système avec ressort pour réaliser ce ressenti.

(Regardons donc ce système, on voit la pédale d'embrayage avec son ressort qui la ramène au centre. On voit au-dessus l'autre ressort lié au haut de la pédale qui permet de sentir le décrochement.)

Le constructeur Allemand VPP essaye de mettre au point ce système sur ces pédaliers, on peut voir des photos sur l'excellent forum Racesimcentral.

Pour l'accélérateur il n'existe pas de système particulier, le ressort seulement suffit…

Voila la fin de ce passage sur les pédaliers… Si vous avez des questions n'hésitez pas.