Joystick/Fahrhebel-Unterbau
Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Aufbau des Joystick/Fahrhebel Unterbaus
Was ist der Joystick-Fahrhebel Unterbau, wofür ist er gedacht und was ist vor dem Kauf zu beachten?
Der Joystick-Fahrhebel Unterbau ist ein zweiachsiger Joystick, auf den verschiedene Griffe aufgesetzt werden können. Durch die zwei Achsen eignet er sich besonders zur Bedienung von Frontladern und Kränen in Simulatoren.
Wofür ist er gedacht?
Der Joystick-Fahrhebel Unterbau ist eine von aktuell drei verfügbaren Basisvarianten und dient als stabile Trägereinheit für die passenden Griffe aus meinem Shop. Erst in Kombination mit einem dieser Griffe entsteht ein vollwertiger Bedienhebel.
Er ist als PC-Controller konzipiert und lässt sich mithilfe der Anleitung zu einem eigenständigen USB-Controller aufbauen.
Alternativ kannst du den Unterbau auch in ein bestehendes Armlehnen- oder Controllersystem integrieren. Wenn du bereits mit einem Pro Micro oder einer eigenen Steuerplatine arbeitest, kannst du dir so zusätzliche Hardware sparen und den Unterbau direkt in dein vorhandenes System einbinden.
Für eine sinnvolle Nutzung wird zusätzlich ein kompatibler Griff aus meinem Shop benötigt.
Durch das Einlegen verschiedener Wegbegrenzer lässt sich sowohl eine Bewegungsfreiheit in alle Richtungen (also auch Diagonalen wie bei einem Joystick üblich) einstellen, als auch z.B. eine Kreuzkulisse, bei der man den Hebel nur nach vorne, hinten, links und rechts bewegen kann. So wie es häufig als Fahrhebel in landwirtschaftlichen Maschinen genutzt wird.
Was unterscheidet den 2-Achs-Unterbau vom Lenkjoystick?
Der Joystick-Fahrhebel Unterbau hat zwei unabhängige Achsen, die jeweils durch einen AS5600 Magnetsensor berührungs- und verschleißfrei erfasst werden. Die beiden Sensoren sind über einen I2C-Multiplexer (TCA9548A) mit dem Pro Micro verbunden – dieser wird separat bestellt und auf der 2-Achs-Platine verlötet. Im Gegensatz dazu hat der Lenkjoystick-Unterbau nur eine Achse.
Vor dem Kauf beachten
- Diese Anleitung beschreibt den Unterbau. Die Griffe sind separate Produkte mit eigener Anleitung.
- Um den Unterbau zusammenzubauen benötigst du noch weitere Bauteile. Welche genau siehst du im nächsten Abschnitt: Benötigte Bauteile
- Die 3D-Druckteile kannst du zum einen fertig gedruckt bei mir bestellen, oder du kaufst dir die Version mit den 3D-Druckdateien und druckst sie dir selber (Druckinfos weiter unten).
Wenn du die 3D-Druckteile selbst drucken willst, findest du hier alle Informationen zu den wichtigsten Druckparametern.
Alle Teile können in PLA gedruckt werden und passen auf ein Druckbett der Größe 180 × 180 × 180 mm (Bambulab A1 mini). Die .3mf-Dateien sind für Bambu Studio bereits korrekt ausgerichtet – Standardprofil 0,2 mm, keine besonderen Einstellungen nötig. Setze den Support-Abstand x/y auf ca. 0,8–1 mm, damit sich der Support später leichter entfernen lässt.
| Bauteil | Anzahl | Support | Hinweis |
|---|---|---|---|
| Achse Sensor | 1 | Nein | |
| Querträger Sensor | 1 | Ja (normal) | |
| Querträger Feder | 1 | Nein | |
| Achse Feder | 1 | Nein | |
| Hebel | 1 | Ja (nur Druckplatte) | Support NUR auf Druckplatte aktivieren – nicht innen |
| Zentrierschlitten | 4 | Nein | |
| Federgleitrahmen | 1 | Nein | |
| Hauptrahmen | 1 | Ja (nur Druckplatte) | |
| Gegenrahmen | 1 | Nein | |
| Klemme Sensorseite | 1 | Ja (normal) | |
| Bewegungsbegrenzer Teil 1 | 1 | Nein | |
| Bewegungsbegrenzer Teil 2 | 1 | Nein | |
| Kabelzugentlastung | 2 | Nein | |
| Klemme Federseite | 1 | Nein | |
| Untere Abdeckung | 1 | Ja (normal) | |
| Halterung Blende | 1 | Nein | |
| Blende | 1 | Nein |
Lies dir diese Hinweise bitte einmal vollständig durch, bevor du anfängst. Sie helfen dir, den Umbau ohne Fehler, sicher und erfolgreich abzuschließen.
Silikonfett
Sicherheit beim Löten
Vor dem Einschalten prüfen
Kabellängen
Computerbilder und Skizzen
Allgemeiner Tipp
AS5600-Modul vorbereiten
Bevor du die Sensoren einbaust, bereitest du sie vor. Am besten startest du mit dem Entfernen des Widerstands und lötest danach die Kabel an. Später beim Zusammenbau kommst du nämlich nicht mehr an die Lötpunkte heran. Da du zwei Module brauchst, führst du alle Schritte am Ende für Modul 2 nochmals durch.
Widerstand R1 entfernen
Damit das Modul korrekt mit dem Pro Micro (5 V) arbeitet, muss der Widerstand R1 entfernt werden. Dieser Widerstand setzt die Board-Logik standardmäßig auf 3,3 V herab. Da wir das Modul mit 5 V betreiben, muss er weg.
Erwärme mit dem Lötkolben zuerst eine Seite des Widerstandes, bis das Lötzinn weich wird.
Danach direkt die andere Seite erwärmen.
Jetzt versuchst du, beide Seiten möglichst gleichzeitig zu erhitzen. Das Lötzinn muss auf beiden Seiten flüssig sein.
In diesem Moment kannst du den Widerstand mit der Lötspitze vorsichtig von seiner Position schieben.
Der Widerstand wird danach nicht mehr benötigt.
Kabel vorbereiten & anlöten
Jetzt bekommt das Modul seine Anschlusskabel. Du brauchst vier Kabel mit jeweils ungefähr 30 cm Länge. Farbkodierung empfohlen:
Kabel abisolieren
Isoliere jedes Kabel am Ende etwa 5 mm ab.
Verdrille jetzt die kleinen Kupfer-Äderchen sauber miteinander. Achte darauf, dass keine einzelnen Drähtchen seitlich abstehen.
Sauberes Verdrillen verhindert spätere Kurzschlüsse und sorgt für eine stabile Lötverbindung.
Kabel am AS5600 anlöten (THT-Montage)
Das AS5600-Modul ist für THT-Montage (Through-Hole) vorbereitet. Die Kabel werden durch die entsprechenden Löcher des Boards gesteckt und auf der Vorderseite verlötet.
Stecke das vorbereitete Kabel von der Rückseite des Boards durch das entsprechende Anschlussloch. Das abisolierte Ende schaut vorne etwas heraus. Achte nochmal darauf, dass keine einzelnen Äderchen seitlich herausstechen.
Lötkolben an das Pad und das Kabel halten. Lötzinn zuführen, bis eine saubere, leicht kegelförmige Lötstelle entsteht.
Lötkolben wegnehmen und ruhig halten, bis das Lötzinn erstarrt.
Diesen Vorgang wiederholst du für alle vier Pins.
Anschließend knipst du noch den überstehenden Draht mit einem Seitenschneider möglichst bündig ab.
Kontrolliere nun nochmal ob sich keine Lötbrücken gebildet haben oder sich einzelne unisolierte Teile der Kabel berühren können.
Wiederhole jetzt alle Schritte dieses Kapitels für Modul 2.
Damit sind beide AS5600-Module fertig vorbereitet.
Platine, Multiplexer & Pro Micro verlöten
In diesem Schritt verbindest du das Pro Micro Board und den I2C-Multiplexer mit der 2-Achs-Platine. Hier lohnt es sich, ganz genau zu arbeiten – eine falsche Orientierung ist später nur sehr schwer zu korrigieren.
Pro Micro Board ausrichten
Bevor irgendetwas verlötet wird, musst du sicherstellen, dass das Pro Micro Board korrekt herum eingesetzt wird. Auf der 2-Achs-Platine findest du:
- Ein weißes Rechteck
- Eine Beschriftung mit „USB-Anschlussseite"
Der USB-Anschluss des Pro Micro Boards muss genau auf dieser markierten Seite sitzen.
I2C-Multiplexer Board ausrichten
Auf der 2-Achs-Platine ist auch ein Platz für den I2C-Multiplexer (TCA9548A) vorgesehen. Auch hier ist die Ausrichtung entscheidend:
- Auf der Platine findest du eine Beschriftung „TCA9548A_I2C-Multiplexer"
- Richtige Ausrichtung: Links VIN/GND, rechts SC7/SD7 – diese Beschriftung findest du auch auf dem I2C Board selbst
Pins einsetzen & verlöten
Stecke die mitgelieferten Stiftleisten (Pins) mit der längeren Seite in die Platine. Danach setzt du die Boards auf die Pins. So richten sich die Pins automatisch sauber aus.
Pro Micro Board verlöten
Zuerst die vier Eckpins am Pro Micro Board verlöten.
Sitz und Ausrichtung nochmals kontrollieren, dann die restlichen Pins verlöten.
I2C-Multiplexer Board verlöten
Genauso beim I2C-Multiplexer Board: Zuerst die vier Eckpins verlöten.
Sitz und Ausrichtung kontrollieren, dann die restlichen Pins verlöten.
Unterseite der 2-Achs-Platine verlöten
Sobald beide Boards verlötet sind, werden auch die Pins auf der Unterseite der 2-Achs-Platine verlötet.
Unterseite der 2-Achs-Platine verlöten – erst die vier Ecken jedes Boards, dann der Rest.
Abschlusskontrolle: Beide Boards sitzen gerade, gleichmäßiger Abstand zur Platine, keine Lötbrücken zwischen den Pads.
Damit ist die elektrische Vorbereitung abgeschlossen. Ab hier beginnt der mechanische Zusammenbau.
Zusammenbau Teil 1
Presse den Magneten, der dem AS5600-Modul beiliegt, in die Aussparung der Achse Sensorseite. Drücke ihn auf einer festen Unterlage ein. Klebe ihn bei Bedarf mit Sekundenkleber fest.
Presse den zweiten Magneten in die Aussparung des Hebels (groß). Gleiche Methode – bei Bedarf Sekundenkleber.
Setze den Querträger Sensorseite und den Querträger Federseite an den Fahrhebel. Bestreiche die Bewegungsflächen zwischen Querträgern und Hebel mit etwas Silikonfett.
Schraube die Achse Sensorseite mit 4× M3×10 Senkkopfschraube an beide Querträger.
Schraube die Achse Federseite mit 4× M3×10 Senkkopfschraube an.
Befestige das vorverkabelte AS5600-Modul 1 am Querträger Sensorseite mit 2× M3×10 Senkkopfschraube.
Setze 2× Zentrierschlitten zusammen mit dem Federgleitrahmen ein und befestige sie mit 4× M3×12 Senkkopfschraube. Fette die Gleit- und Kontaktflächen mit Silikonfett.
Schraube 2× Zugfeder mit je 2× M3×10 Zylinderkopfschraube an die Zentrierschlitten.
Setze den Hebel in den Hauptrahmen ein. Führe dabei die Kabel des AS5600-Moduls 1 durch die Ausgangsöffnung Sensorkabel. Fette die Kontaktflächen der Achsplatten zum Hauptrahmen.
Setze die letzten 2× Zentrierschlitten in den Hauptrahmen ein. Fette die Kontaktflächen.
Setze die Klemme Federseite ein und befestige sie mit 2× M3×20 Zylinderkopfschraube. Fette die Kontaktfläche zwischen Zentrierschlitten und Klemme.
Bringe die Klemme Sensorseite an und befestige sie mit 2× M3×20 Zylinderkopfschraube.
Bringe das vorverkabelte AS5600-Modul 2 mit 2× M3×8 Senkkopfschraube an. Führe die Kabel durch die Durchführöffnung in der Klemme Sensorseite.
Schraube die 2× Zugfedern der zweiten Achse mit je 2× M3×10 Zylinderkopfschraube an die Zentrierschlitten.
Schraube den Gegenrahmen mit 4× M3×10 Senkkopfschraube am Hauptrahmen an.
Befestige den Bewegungsbegrenzer Teil 1 und den Bewegungsbegrenzer Teil 2 jeweils mit 2× M3×10 Senkkopfschraube am Gegenrahmen.
Setze die Blende auf und befestige die Halterung Blende mit 5× M3×10 Senkkopfschraube am Hauptrahmen. Die Blende bewegt sich frei mit dem Hebel – das ist so vorgesehen.
Verkabelung AS5600
Jetzt verbindest du die beiden AS5600-Module mit der 2-Achs-Platine. Modul 1 (das innere, zuerst eingebaute) wird an Kanal 0 angeschlossen, Modul 2 (das äußere, durch die Klemme Sensorseite) an Kanal 1.
Anschluss-Zuordnung
Modul 1 → Kanal 0 (Oberseite der Platine, neben I2C-Multiplexer)
| AS5600 Modul 1 | 2-Achs-Platine (Kanal 0) | Kabelfarbe | |
|---|---|---|---|
| GND | → | GND | Schwarz |
| VCC | → | VCC | Rot |
| SDA | → | SDA0 | Grün |
| SCL | → | SCL0 | Gelb |
Modul 2 → Kanal 1 (Unterseite der Platine)
| AS5600 Modul 2 | 2-Achs-Platine (Kanal 1) | Kabelfarbe | |
|---|---|---|---|
| GND | → | GND | Schwarz |
| VCC | → | VCC | Rot |
| SDA | → | SDA1 | Grün |
| SCL | → | SCL1 | Gelb |
Kabel vorbereiten & anlöten
Etwa 5 mm abisolieren und die Kupfer-Äderchen sauber verdrillen.
Das Kabelende kurz mit dem Lötkolben erwärmen und etwas Lötzinn in die verdrillten Adern einfließen lassen (verzinnen).
Etwas Lötzinn auf das entsprechende Anschluss-Pad der Platine geben, dann das verzinnte Kabelende in das flüssige Lötzinn legen und ruhig halten bis es abkühlt. Wiederhole dies für alle Anschlüsse beider Module.
Wiederhole das gleiche nochmal mit den Anschlüssen von Kanal 1 und den Kabeln vom 2. AS5600 Modul.
Wenn alle acht Leitungen verbunden sind, kontrolliere jede Verbindung einzeln auf Lötbrücken und festen Sitz.
Verkabelung Griff & Programmierung
Zusammenbau Teil 2
Schraube die 2-Achs-Platine mit 3× M3×10 Senkkopfschraube am Gegenrahmen ein. Achte darauf, dass keine Kabel eingeklemmt werden und keine Kabel nach oben in die Mechanik ragen – nutze bei Bedarf einen Kabelbinder.
Bringe die Kabelzugentlastung am USB-Kabel an. Setze sie zunächst nur an, ziehe sie noch nicht fest – die genaue Position wird erst im nächsten Schritt bestimmt.
Stecke das USB-Kabel vorsichtig in das Pro Micro Board. Führe das Kabel durch den Schlitz an der Seite der unteren Abdeckung. Schiebe die Zugentlastung so, dass sie mit einer kleinen Schlaufe locker anliegt und das Kabel nicht mehr an der Buchse zieht – dann festziehen.
Schraube die Untere Abdeckung mit 3× M3×20 Zylinderkopfschraube an. Achte darauf, dass alle Kabel ordentlich verlegt sind und nirgends klemmen.
Hilfe & Support
Wenn irgendwo etwas nicht so funktioniert wie erwartet oder du an einer Stelle unsicher bist, melde dich gerne. Beschreibe dein Problem möglichst genau:
- Was funktioniert nicht?
- Was hast du bereits ausprobiert?
- Leuchtet etwas, reagiert etwas, bleibt etwas komplett tot?
Je genauer deine Beschreibung ist, desto schneller kann ich dir gezielt helfen.
Glückwunsch!
Wenn du bis hierhin alles aufgebaut und verlötet hast, steht dein Joystick-Fahrhebel Unterbau mit entsprechendem Griff jetzt fertig vor dir.
Bevor du ihn endgültig verbaust oder intensiv nutzt, teste ruhig noch einmal alles in Ruhe durch. Bewegungen beider Achsen prüfen, Werte checken, ein Gefühl für das System bekommen.
Ich hoffe, dir hat der Aufbau Spaß gemacht und du konntest vielleicht auch das ein oder andere dazulernen. Danke, dass du mein Projekt unterstützt und dir die Zeit genommen hast, es selbst aufzubauen.
Viel Freude mit deinem neuen Setup – und viel Spaß beim Zocken.