Fusion Camera Rotation Controller

Update 28 May 2024.

New software has been released. See the Remix section.

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What this is
これは何か

This is a left-hand device for rotating the screen in Autodesk Fusion.
これはAutodesk Fusionの画面を回転させる左手デバイスです。

It has three wheels that allow you to rotate the screen around the X, Y and Z axis of rotation.
三つのホイールを備えておりX軸、Y軸、Z軸を回転軸として画面を回転させることができます。

It also has two keys, one for moving to the home position and the other for the Fit function.
またキーを二つ備えており、ホームポジションへの移動機能とフィット機能に割り当てています。

Motivation for creation
作成動機

I created "ORBION" and "Space Mushroom", but I didn't really feel that they were useful.
"ORBION"や"Space Mushroom"を作ってみたのですが、便利になったという実感があまり得られませんでした。

To begin with, zooming in/out and translations can be performed with the right-hand mouse by using the mouse wheel. It is when rotating that you have to press the shift key with your left hand. So I decided to make a left-hand device specialising in rotation.
そもそも右手のマウスでも拡大縮小や並行移動はマウスホイールを使えば実行可能です。左手でシフトキーを押さなければいけないのは回転させる時です。そこで回転に特化した左手デバイスを作ってみようと考えました。

How it works
仕組み

This is an Autodesk Fusion-specific device. The hardware only sends key codes that are set according to the user's operations, and it is the role of the add-ins installed in Fusion to receive them and realise functions such as rotation. It cannot therefore be used by other applications.
これはAutodesk Fusion専用のデバイスです。ハードウェアはユーザーの操作に従って設定したキーコードを送るだけで、それを受け取って回転などの機能を実現するのはFusionにインストールしたアドインの役割です。従って他のアプリケーションで使うことはできません。

Preparing the hardware
ハードウェアの準備

What to print
印刷するもの

What to buy
購入するもの

I have included a link to the parts I purchased as a reference.
参考として私が購入した部品のリンクを貼っておきます。

• Pro Micro
  • https://www.amazon.co.jp/dp/B0C2K6LYB4
• Key Switch
  • https://www.amazon.co.jp/dp/B0CXLVM7YX
• Key Cap Cover
  • https://www.amazon.co.jp/dp/B0BY4RNH33
• Mouse Wheel Encoder
  • https://www.amazon.co.jp/dp/B0C2V17MLF

Printed circuit board
プリント基板

I have created the printed circuit board in JLCPCB using the attached FCRC.zip.
私は添付のFCRC.zipを使ってJLCPCBでプリント基板を作成しました。

The keyswitch footprint is called "SW_Cherry_MX_1.00u_PCB".
キースイッチのフットプリントは"SW_Cherry_MX_1.00u_PCB"というものを使っています。

The circuit diagram and wiring pattern images are shown below.
回路図と配線パターンイメージは以下の通りです。

I meant to take photos of all the parts and forgot to include the keycap, ProMicro and optional parts.
全部品の写真を撮るつもりでキーキャップとProMicro、オプション部品を含めるのを忘れてしまいました。

Preparation before assembly
組み立て前の準備

Shaft
シャフト

The very small hexagonal hole in the mouse wheel encoder makes it difficult to 3D print the shaft. On my 3D printer, I had to reduce the hexagonal bar to 90% to get it just right.
マウスホイールエンコーダの六角穴が非常に小さいため、シャフトの3Dプリントが難しくなっています。私の3Dプリンタでは六角棒を90%に縮小するとちょうど良い感じでした。

This can be changed with the parameter shaft_scale; those who can use Fusion can use this parameter to adjust it.
これはshaft_scaleというパラメータで変更可能です。Fusionを使える人はこのパラメータを使って調整して下さい。

The component to be converted to STL is the "shaft variation", not the "shaft".
STLに変換するコンポーネントは"shaft variation"です。"shaft"ではないので注意して下さい。

For those who cannot use Fusion, I have created a model with the hexagonal bar sizes 80%, 85%, 90%, 95% and 100%, so you can try this one.
Fusionを使えない人のために六角棒のサイズを80%, 85%, 90%, 95%, 100%にしたモデルを作成しましたので、こちらを試してみて下さい。

Hole in shaft support
シャフトサポートの穴

Insert the shaft into the hole in the shaft support and check that it rotates smoothly. If there is any snagging, try sanding the hole in the shaft support slightly.
シャフトをシャフトサポートの穴に入れて滑らかに回転することを確認して下さい。引っ掛かりがある場合はシャフトサポートの穴を少しやすりで削ってみて下さい。

Nut cases
ナットケース

Insert two M3 nuts into each of the four nut cases. Use fine-tipped radio pliers to push the nuts deep into the nut cases so that their holes are aligned with the centres of the holes in the nut cases.
4個のナットケースにそれぞれ2個のM3ナットを挿入して下さい。ナットの穴とナットケースの穴の中心が合うように、先の細いラジオペンチを使って奥まで押し込んでください。

If the nuts do not fit, use "nut_case_loose".
どうしてもナットが入らない場合は"nut_case_loose"を使って下さい。

Assembly
組み立て

Solder the components to the PCB
プリント基板に部品をはんだ付けする

Install ENC2 first; if M1 is installed first, ENC2 cannot be soldered. Take care not to install the mouse wheel encoder crookedly. If you are concerned, you can temporarily fix the wheel, check that the wheel turns smoothly and solder it in that state.
最初にENC2を取り付けて下さい。M1を先に取り付けるとENC2をはんだ付けできなくなります。マウスホイールエンコーダを曲がって取り付けないように注意して下さい。心配な場合はホイールを仮固定して、ホイールが滑らかに回ることを確認し、その状態ではんだ付けすると良いでしょう。

Next, mount the M1. If the wheel is temporarily fixed, remove it; if ENC3 is installed first, it will be difficult to solder M1; part of the pin header of M1 will interfere with the wheel, so cut this part short.
次にM1を取り付けて下さい。ホイールを仮固定した場合は外して下さい。ENC3を先に取り付けるとM1のはんだ付けがやりにくくなります。M1のピンヘッダの一部がホイールと干渉するので、その部分は短く切って下さい。

Finally, solder the remaining components and the PCB is complete.
最後に残りの部品をはんだ付けすればプリント基板は完成です。

Mounting the wheel
ホイールを取り付ける

Insert the shaft into the wheel hole. The wheel hole has a keyway to prevent the wheel from spinning, so align the key on the shaft and insert it.
ホイールの穴にシャフトを差し込みます。ホイールの穴には空回りを防ぐためのキー溝があるので、シャフトのキーの位置を合わせて差し込んでください。

Fix the shaft support with M3x8 mm bolts and M3 nuts after inserting spacers on the back side of the PCB. enc1 should be installed last as it interferes with ENC3.
シャフトサポートは基板の裏側にスペーサーを入れた上でM3x8mmのボルトとM3のナットを使って固定して下さい。ENC3と干渉するのでEnc1は最後に取り付けます。

Attach the PCB to the case_bottom
プリント基板をcase_bottomに取り付ける

Place the PCB on top of the case_bottom and insert four M3x10mm bolts from the back. Then attach four nutcases. Pay attention to the orientation of the nutcases.
case_bottomの上にプリント基板を乗せて、裏からM3x10mmのボルトを４本差し込みます。そしてナットケースを4個取り付けます。ナットケースの向きに注意して下さい。

Attach the case_top
case_topを取り付ける

Secure case_top with four M3x8 mm bolts.
case_topをM3x8mmのボルト４本で固定します。

Finally, attach the keycap and you are done. I used the type of keycap that attaches to a transparent cover. I printed the icon on paper and inserted it between the keycap and the cover. A PDF of this icon is attached.
最後にキーキャップを取り付ければ完成です。私は透明なカバーを取り付けるタイプのキーキャップを使いました。アイコンを紙に印刷して、キーキャップとカバーの間に挟み込んでいます。このアイコンのPDFを添付しておきます。

Optional parts
オプション部品

You can use the device as it is if you hold the case between your thumb and little finger and turn the wheel with your index, middle and ring fingers. However, if the device is placed on a desk and only the fingers that turn the wheel are touching it, the device will move, making it difficult to use.
ケースを親指と小指で挟むように持ち、人差し指と中指、薬指でホイールを回せばこのままでも使えます。しかしこのデバイスを机上に置いて、ホイールを回す指だけしか触れていないような使い方の場合、デバイスが動いてしまって使いにくくなります。

This is why I have prepared the "TPU_foot" as an optional part. This part should be printed in TPU as it is made exactly to size and needs to work as an anti-slip.
そこでオプション部品として「TPU_foot」を用意しました。この部品はサイズぴったりで作ってあること、滑り止めとして働く必要があることからTPUで印刷して下さい。

As it needs to be somewhat heavy, insert M6 nuts in the hexagonal holes. You don't necessarily need to put them in all the holes. The number of nuts can be determined according to your preference.
ある程度重くする必要があるので、六角穴にM6のナットを挿入して下さい。必ずしも全部の穴に入れる必要はありません。ナットの数はお好みで決めて下さい。

Preparing the software
ソフトウェアの準備

Autodesk Fusion

Install the add-in
アドインをインストールする

Unzip 'CameraRotate.zip' to create the CameraRotate folder. Place this folder in the location indicated by the instructions on the following website.
「CameraRotate.zip」を解凍するとCameraRotateフォルダが作られます。このフォルダを以下のサイトで説明されている説明を読んで、所定の場所に配置して下さい。

• https://www.autodesk.com/support/technical/article/caas/sfdcarticles/sfdcarticles/How-to-install-an-ADD-IN-and-Script-in-Fusion-360.html

Open the 'Scripts and add-ins' dialog and run 'CameraRotate'. Check the checkmark at the bottom of the dialog to run it on start-up from next time onwards.
「スクリプトとアドイン」ダイアログを開いて「CameraRotate」を実行して下さい。次回以降、起動時に実行するようにダイアログ下部のチェックマークにチェックを入れて下さい。

Setting up hotkeys
ホットキーを設定する

Set up hotkeys (keyboard shortcuts) according to the instructions given on the following website.
以下のサイトで説明されている方法に従ってホットキー（キーボードショートカット）を設定して下さい。

• https://www.autodesk.com/support/technical/article/caas/sfdcarticles/sfdcarticles/How-to-set-the-custom-shortcut-to-various-commands-in-Fusion-360.html

Note: When Fusion is restarted, the hotkeys are no longer displayed in the pull-down menus. I saw this and thought that the hotkey settings would disappear after rebooting, but it seems that this is not the case and they are simply not displayed anymore. The hotkey settings were still valid.
注意：Fusionを再起動するとプルダウンメニューにホットキーが表示されなくなります。これをみて再起動するとホットキーの設定が消えてしまうのかと思ったのですが、そうではなくて単に表示されなくなるだけの様です。ホットキーの設定は有効でした。

Note: The Camera Rotate palette was created for testing purposes when developing the add-in. There is no need to use this.
注意：Camera Rotateパレットはアドインを開発するときにテスト用に作成したものです。これを使う必要はありません。

Writing software to the ProMicro
ProMicroへのソフトウェア書き込み

Use the Arduino IDE to write "cameraRotationController.ino" to the ProMicro.
Arduino IDEを使って「cameraRotationController.ino」をProMicroに書き込んでください。

However, this software uses the "Rotary Encoder Arduino Library" from brianlow, which must be installed first.
ただし、このソフトウェアはbrianlowの"Rotary Encoder Arduino Library"を使っているので、これを先にインストールする必要があります。

• https://github.com/brianlow/Rotary

It is recommended to comment out "HALF_STEP" in "Rotary.h" and enable it. This will make it easier to use.
"Rotary.h"の中の"HALF_STEP"をコメントアウトして有効にすることを推奨します。その方が違和感なく使えるでしょう。

Let's check it works.
動作確認してみよう

Now that everything is ready, start Fusion, open the model of your choice and spin the wheel. Spin the wheel from front to back and it should rotate clockwise on each axis.
これで全ての準備が整いました。Fusionを起動してお好きなモデルを開き、ホイールを回してみましょう。ホイールを手前から奥に向かって回すと、それぞれの軸で時計回りに回転するはずです。

The left wheel corresponds to the X-axis, the middle wheel to the Y-axis and the right wheel to the Z-axis.
左のホイールがX軸、真ん中のホイールがY軸、右のホイールがZ軸にそれぞれ対応します。

The step angle of rotation is 15 degrees. This is set in 'config.py' in the add-in source code.
回転のステップ角度は15度です。これはアドインのソースコードの中にある「config.py」の中で設定しています。

Conclusion
終わりに

I had a lot of trouble creating this device, as it was my first time creating an add-in for Fusion and writing source code in Python.
Fusionのアドインを作成するのも、Pythonでソースコードを記述するのも初めてなので、このデバイスを作るのには大変苦労しました。

I developed it while reading Python primers and Fusion help, and managed to complete it.
Pythonの入門書とFusionのヘルプを読みながら開発し、なんとか完成しました。

I actually know very little JavaScript, but this is only for testing purposes, so I shouldn't encounter any problems with the JavaScript code while using the device.
実はJavaScriptもほとんど知らないのですが、これはテスト用にしか使っていないので、デバイスを使用中にJavaScriptのコードで問題が発生することはないはずです。