6DOFのスペースマウスを作ってみた！

スペースマウスって知ってますか？別名CADマウス。3Dソフト専用のジョイスティック的な入力機器で、普通のマウスと同時に別の手で操作して、3D空間の視点を変えるのに特化したものです。一応 3dconnexion という会社の商品ですが、この商品、ちょっと試すには値段が高いのです。で、探すとOSSな設計の物もいくつか見つかります。多いのは3DOF（3 Degrees of Freedom、３軸操作）の物ですが、中には3dconnexionの物と同じ6DOF（６軸操作）の物もあります。

今回はその6DOFのスペースマウスを作ってみたのですが、非常に苦労してしまい、途中１度は諦めかけたのを、なんとか納得の行くところまで作り上げた、その制作記の一部始終です。ちょっと長文になってしまいましたが、よろしければ読んでやってください。

まずは作るスペースマウスの紹介

今回作ったこの6DOFのものは、電子工作/3Dプリント系のYouTuberのTeachingTech さんが作った物でV1とV2があります。上のサムネイルに写っているのはV1で、超でかい！靴ほどの大きさがあります。

で、こっちのPrintablesにあるのはV2で、これは手のひらほどの大きさ。今回（まず）作ったのはこっちの方です。中にはArduino Pro Miniと、PS5用のジョイスティック部品が4つ入っています。この4つの動きから6DOFを判別します。（注：最終的に作ったV3については後述）

注：ちなみに、ここで言う6DOFとは、、、

• （ジョイスティックの様に）前後に倒す

• 左右に倒す

• （倒さず）前後に動かす

• 左右に動かす

• 上下に動かす

• 左右に捻る

の6つです。

ソフトウエアは別の人が作っていて、GitHub上でのAundunHHさんの物です。この2つのサイトに情報が集まっている感じです。

ちなみに、これに使う、PS5のジョイスティック部品、普通の物を改良したホール効果（ドリフト=勝手に位置がズレる、が発生しないらしい）の物らしくちょっと特別です。それの情報は下のPrintablesに解説があります。どうもジョイスティックの窓から見える基盤が赤い奴を買う必要があるようです。

AliExpressで買いましたが、Amazon(JP)でも同じぐらいの値段で売っています。（４個必要）

PCB基盤も、このPrintablesにあるガーバーファイルと言う物をダウンロードして、JLC PCBに注文しました。単にダウンロードしてアップロードしただけです。変更などはしていません。（たくさん注文したので、欲しい方には安めでおわけします。最後の追記に書いておきます。）

作ってみた、が

さて、制作です。3Dプリントは一枚の3MFファイルになっているので、それをプリントするだけでした。

電子工作的には基盤にジョイスティックを半田付けして、その基盤とArduinoを配線するのですが、結構本数があります。各基盤から４本の線が出ています。２本は電源線なので共有できますが、あとは直接Arduinoと繋ぎます。ここで、まずやってしまった失敗が、線がやわで太めだった事。長さもちょうどピッタリにしてしまいました。結構狭くて取り回しが大変なので、（調整時に）つけたり外したりしているうちに何度も取れてしまいました。

なんとか配線できて、次はファームウエアを入れます。これは簡単。USBを繋ぎ、上のGitHubをcloneしてきて、config_sample.hファイルをconfig.hに書き換えます。そこでPlatform IOを立ち上げると「Upload」ボタンが出てくるので、それを押すだけです。（ArduinoIDEでもできるはず）

で、ここからが面倒な所で、調整しては設定してを繰り返します。設定方法は先のconfig.hに書いてあるのですが、全部で５種類。最近のヴァージョンでは自動でできるものもあるので、そこは楽なのですが基本的には、調整してconfig.hを設定してを何度も繰り返します。自動の物も毎回値が違ったりするし、場合によってはジョイスティック基盤を外して調整したりもしたので、その時には最初からやり直しです。

試行錯誤。そして失敗。

この調整に多大な時間がかかりました。調整していると色々おかしいです。原点０のはずが一度動かして戻しても０になりません。値も常に動いているものもあります。（ドリフトしないはずではなかったの？）微妙な引っ掛かりみたいな物もあります。

ドキュメントを詳しく見直していると、気になる部分がありました。組み立て中に、ジョイスティックの軸にドリル穴を開けて、木ねじを使い3Dプリントしたボールを止めると言う、ちょっと面倒な部分があったのですが、このボール、0.2mmのノズルでプリントしろ、と書いてあります。あるいはヤスリがけをして表面の積層痕を取れと。どうもこれが引っ掛かりの原因のようです。

言われるように0.2mmのノズルで再プリントして、綺麗にヤスリがけしました。すると、やっぱり引っ掛かりが激減しました。やった。

他にもなぜか中央のノブが、微妙に片側に倒れています。これはどうもジョイスティック基盤を本体に取り付ける時に、微妙に位置がずれてしまったのが原因のようです。これも丁寧にピッタリの位置に付け直します。こうすると原点０も、だんだんよくなってきました。

しかし、この調整をするために、基盤を外したり付けたりを何度も繰り返したので、もう、何度も配線が外れます。半田付けやり直しです。何度も切れて、調整をする時間より配線を直す時間の方が長いかも？と言った感じになってきました。そして、最後に基盤のパターンを剥がしてしまいました。

もうこの時点で、ストレスMAXです。もう嫌だ。もう見たくもない。と、なって、一旦、投げ出してしまったのでした。

V3を発見

結局、数ヶ月、放っておいたのですが、なんだか気になって、フラフラとPrintablesでスペースマウスを覗いていました。するとどうでしょう。また別の人がV2の色々な拡張を集めて独自にV3を作っているのを発見しました。easier assembly（作るのがより簡単）と書いてあるし、より高さが低くて使い良さそうです。

よし！全部仕切り直して、最初からV3を作ろう！ジョイスティック部品も基盤も余っています。全く新規にV3を作ることにしました。

今度は配線も細くて丈夫な単芯の物を使います。ボールのヤスリがけなども１度やっているので、スムーズです。基盤の取り付けもピッタリの位置に取り付けました。

V3は動くのか？！

配線&組み立てが終わって調整に入ります。前と同じようにconfig.hを書き換えて、アップロードを繰り返します。まだ中央のノブを着けない状態でジョイスティック部品を調整し、最大位置でちょうど最大値(350)になるようにします。そしてノブを着けた状態で6DOFの各値がちょうど良くなるように倍率を調整します。

ここまで上手く行きました。数値で見る限り上手く動いているようです。で3D CAD (Fusion)を立ち上げて使って見ると！上手く動いているようです！少し方向と倍率が変ですがスペースマウスとして機能しています。わお！

と、喜んだのもつかの間、動かしていると突然、画面がグルグル回り始めました。操作できません！一旦ケーブルを抜いてリセットしてみると、ちゃんと平静です。でも、少し使っていると、突然グルグル回り出してしまいます。これは回転方向にドリフトしているのでは？このジョイスティック部品、ドリフトしないのではなかったのでしょうか？

ドリフト？

ここからまた悩ましい調査・調整が始まります。一応、分かったのは、1つのジョイスティク部品だけが、動かしているうちにおかしくなるようです。回路図的にはAジョイスティックと書いてある奴です。ただ、なぜ1つだけドリフトするのか訳がわかりません。なぜなのだろう？

色々調整しても上手くゆかず、ちょっともう一度、配線を確認しようと思って、中を開けました。すると分かりました。そう言えば、Aジョイスティックの基盤だけ配線を基盤の後ろからしてしまっていて、本体とねじ止めした基盤の間（裏）に配線が挟まっていて、まあ、これでも電気は通じるだろうし問題ないかな？と思って作っていたのを思い出しました。

もしかしてこれがドリフトの原因？と思って、配線を前に直して基盤と本体に挟まれないようにして、再度動作確認したところ、今度はバッチリ動き出しました！なんとまあ、挟まれた配線が状況によって抵抗値などが変わってしまって、ドリフトの原因になったいたようです。配線を細いものに変えていたのも理由かもしれません。でも、こんなことがあるのですね。勉強になりました。

やっと完成

で、これで、調整が全て終わったので、CADで操作してみます。今度はグルグル回ったりはしません。６軸、各方向に動かせます。素晴らしい。ちゃんと動作するようになりました。とうとう完成です。やったね！

方向など自分の好みに合わない所は、また、config.hの調整まで戻らなくても、3Dconnectionのコントロールパネルから入れ替えたり、感度を変えたりできます。自分好みに変更して大変使いやすくなりました。

いやはや、大変苦労しましたが、工作遊びとしては大変楽しかったです。苦労すればするほど印象に残る、って奴ですかね。

ちなみに、GitHubに書いてある情報によると、PS5のジョイスティック部品を使わない、ホール効果センサを直接使うヴァージョンも存在しています。これはかなり小さくで良いのですが、ちょっと制作が大変そうで、僕は作るのを見送っています。今度をこれを作ってみるのも楽しいかもしれませんね。

追記

上にも書いたようにPS5ジョイスティックのPCB基盤をいくらか沢山注文したので、安めでおわけします。５枚組（1つは予備）で５００円（送料込み）です。下のメルカリのリンクからお願いします。

https://jp.mercari.com/item/m60673748004