Gamepad na Arduino

[Programista3]

Tym razem przygotowałem projekt na Arduino. Jest to gamepad który posiada 2 joysticki, 8 przycisków oraz diodę informującą o zasilaniu. Całością steruje Arduino Pro Mini.

Budowa

Części użyte do budowy:

• Arduino Pro Mini 328 5V/16MHz
• Konwerter UART-USB PL2303TA
• 2x Joystick z przyciskiem
• 8x przycisk Tact Switch
• Płytka uniwersalna 30x70mm
• Czerwona dioda 3mm, rezystor 330Ω, listwa goldpin, przewody

Obudowę wykonałem ze sztywnego kartonu.

Wewnątrz znajduje się płytka z Arduino oraz 2 joysticki

Na górnym panelu obudowy znajdują się przyciski oraz dioda które podłącza się za pomocą wtyków goldpin

Po złożeniu wszystkiego w całość pad wygląda tak:

Pada podłącza się do komputera za pomocą konwertera UART-USB, od góry znajduje się otwór na wyjściu uart z Arduino

Schemat połączeń

Oprogramowanie

Po stronie Arduino w pętli sprawdzam stan przycisków i jeśli stan przycisku ulegnie zmianie wysyłam informację o zmianie stanu przycisku do komputera

for(int i=0; i<10; i++) { // Dla każdego przycisku
  btn = digitalRead(btnPins[i]); // Odczyt stanu przycisku
  if(btn != state[i+8]) { // Jeśli stan przycisku różni się od tego który jest zapisany w zmiennej
    state[i+8] = btn; // Aktualizacja stanu przycisku w zmiennej
    text = btnPrefix+i+!btn;
    Serial.write(text.c_str()); // Wysyłanie informacji o zmianie stanu przycisku
  }
}

Podobnie działają joysticki, jeśli joystick jest wychylony w którąś stronę to informacja o skierowaniu go w tą stronę będzie wysyłana dopóki nie zmieni on pozycji.

Po stronie komputera działa skrypt w Pythonie który odbiera sygnały z Arduino i symuluje klawiaturę oraz mysz. Na początku wczytywany jest plik konfiguracyjny (jeśli został podany) oraz nawiązywane jest połączenie z Arduino.

ports = self.listSerialPorts() # Wyszukiwanie dostępnych portów
if(len(ports) > 0):
  if(len(sys.argv) > 1): # Jeśli została podana ścieżka do pliku konfiguracyjnego
    if(os.path.isfile(sys.argv[1])): # i plik istnieje
      self.config.read(sys.argv[1]) # Jest otwierany
      self.readSettings() # Odczytywane są akcje przypisane przyciskom i joystickom
  if(len(ports) == 1): # Jeśli dostępny jest jeden port
    self.serial.port = ports[0]
  else: # Jeśli dostępnych jest więcej portów połączenie jest nawiązywane z tym podanym w pliku konfiguracyjnym lub z pierwszym dostępnym
    if(self.config.has_section('Config') and self.config.has_option('Config', 'DefaultPort') and self.config['Config']['DefaultPort'] in ports):
      self.serial.port = self.config['Config']['DefaultPort']
    else:
      self.serial.port = ports[0]
  self.serial.open() # Otwieranie połączenia
  print("Połączono z portem ", self.serial.port)
  self.listen() # Nasłuchiwanie sygnałów z Arduino
else:
  print("Nie wykryto żadnych portów!")

Po odebraniu sygnału informacja jest analizowana i wykonywana jest akcja aktualnie przypisana do tego stanu przycisku/joysticka.

if(event in pyautogui.KEYBOARD_KEYS): # Wciśnięcie określonego przycisku na klawiaturze
  pyautogui.keyDown(event) if(state == '1') else pyautogui.keyUp(event)
elif(event == 'mouseUp' and state == '1'): # Poruszanie kursorem w określonym kierunku
  pyautogui.moveRel(None, -speed)
...
elif(event == 'LMB'): # Wciśnięcie określonego przycisku myszy
  pyautogui.mouseDown() if state == '1' else pyautogui.mouseUp()
...
elif(event == 'scrollDown' and state == '1'): # Przewijanie w góre/dół
  pyautogui.scroll(-25)
elif(event == 'cursorspeed' and state == '1'): # Zmiana prędkości poruszania kursorem
  if(self.mouseSpeedSelected == len(self.mouseSpeed)-1):
    self.mouseSpeedSelected = 0
  else:
    self.mouseSpeedSelected += 1
  print("Ustawiono szybkość poruszania kursora na", self.mouseSpeed[self.mouseSpeedSelected])
elif(re.search(r'^(ctrl|alt|shift)\+([a-zA-Z])$', event)): # Proste skróty klawiszowe
  keys = re.search(r'^(ctrl|alt|shift)\+([a-zA-Z])$', event).groups()
  pyautogui.hotkey(keys[0], keys[1])

Akcje przypisane do konkretnych przycisków/stanów joysticków można ustawiać w pliku konfiguracyjnym, następnie wystarczy wskazać wybrany plik konfiguracyjny podczas uruchamiania skryptu pythona. Kompletny kod znajduje się w załączniku.

Prezentacja działania

 

 

ArduPad.rar

Edytowano Styczeń 27, 2019 przez Programista3

[Treker (Damian Szymański)]

Właśnie zaakceptowałem Twój opis, możesz go teraz zgłosić do akcji rabatowej umieszczając link w temacie zbiorczym. Dziękuję za przedstawienie ciekawego projektu, zachęcam do prezentowania kolejnych DIY oraz aktywności na naszym forum  🙂

[Gieneq]

Rozumiem, że wysyłasz dane na port COM. A zastanawiałeś się nad zrobieniem gamepada jako typowe urządzenie?

Tu jest ciekawy poradnik gdzie stosowana jest biblioteka Unojoy. Nie sprawdzałem tego jeszcze, ale autor majstruje coś przy bootloaderze i sterowniku gamepada na windowsie. 🤔

[marek1707]

A dla manie najważniejsza jest odpowiedż na pytanie: czy projekt spełnił pokładane w nim nadzieje? Czy da się na tym grać? Bo można wygiąć hulajnogę z drutu i postawić ją na wystawie sklepu, ale jeżdżenie na niej byłoby przykrym doświadczeniem. Tak więc napisz może czy grałeś z użyciem tego pada i jak Ci poszło? Bo kształt - rozumiem że materiał wymusił użycie powierzchni nierozwijalnych a wręcz kanciastych, przyciski - skrajnie niewygodne małe pipsztaczki w które trudno trafić bez patrzenia, nie rokują dobrze. No i jeśli naprawdę na tym grałeś to czy wymienione cechy (a może jeszcze jakieś inne np. wiotkość obudowy - niektóre gry powodują zostawianie nawet na plastikowych padach swoich odciśniętych palców) nie dyskwalifikują projektu? A jeśli (znów tryb warunkowy) tak, to czy planujesz jakieś poprawki, czy była to tylko sztuka dla sztuki? Rozumiem, że program na atmegę, odczyt ADC i wysłanie przez UART, że skrypt w Pythonie i udawanie myszy itd, ale urządzenie jest całością. Jeśli coś urodziło się wroną, to kanarkiem nie umrze a ja - mimo całej ekologicznej otoczki "zero waste" - jestem sceptyczny co do praktycznego użycia kanciastego pada z kartonu z przyciskami/szpileczkami. Te boczne/dolne wydłużenia pada mają wchodzić w dłoń i układać się w niej jak kukułka w obcym gnieździe. Hm, moje dłonie w żaden spsób nie owijają się na kwadratowych przekrojach, a Twoje? Chiałbym, żeby opisywane projekty obowiązkowo zawierały także Wasze wrażenia z użytkowania, krótkie podsumowania wyników i osiągniętych celów, a nie tylko suche opisy konstrukcji. Bez tego - bez urazy - wygląda to jak na szybko, bez planowania, w ostatni weekend sklecona rzecz bez jakichkolwiek refleksji, byle było czemu zrobić te 6 zdjęć. 

BTW: Treker, czy w założeniach zabawy nie było czegoś o obudowach z tektury?

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Treker (Damian Szymański)]

2 godziny temu, marek1707 napisał:

BTW: Treker, czy w założeniach zabawy nie było czegoś o obudowach z tektury?

Było, autor otrzymał akceptacją w związku z umieszczeniem filmu z YT, na którym widać, że to urządzenia faktycznie działa 😉

[Misioskiper]

Bardzo ciekawy projekt

[Programista3]

@Gieneq Widziałem ten poradnik ale nie lubię wykonywać czegoś ograniczając się do podążania za czyimiś poradnikami/kursami, wolę coś zrobić lub wymyślić sam a zrobienie czegoś w rodzaju biblioteki z tego poradnika jest jednak zbyt zaawansowane dla mnie.

 

@marek1707 Nie gram i raczej nie będę grał na padzie więc w tym przypadku pewnie będzie podobnie. Wolę spędzać czas wolny na programowaniu/elektronice niż przy grach a gdy już gram wystarcza mi mysz i klawiatura. Czasem pewnie użyję pada ale raczej po to żeby się nim pobawić niż faktycznie sobie pograć. Projekt powstał raczej jako ciekawostka niż żeby faktycznie zastąpić gotowego pada. Sama kartonowa konstrukcja jest raczej wytrzymała i trzeba użyć dość dużej siły żeby wgnieść karton. Myślę, że dałoby się zrobić dużo ładniejszą, mniej kanciastą obudowę z kartonu jednak sama obudowa straciłaby na wytrzymałości i wymagałaby wtedy kilkukrotnie więcej pracy niż pozostałe części projektu. Podczas testowania aktualnej wersji zauważyłem że biblioteka pyautogui niestety nie radzi sobie z symulacją myszy w niektórych grach. Co do poprawek to na pewno spróbuję ulepszyć oprogramowanie, być może użyć innego języka niż Python i bardzo prawdopodobne że wymienię te aktualne przyciski 🙂.

[Gieneq]

11 godzin temu, Programista3 napisał:

nie lubię wykonywać czegoś ograniczając się do podążania za czyimiś poradnikami/kursam

Kiedyś słyszałem określenie "kowboj cyberprzestrzeni" - programista solo, który nie sugeruje się niczym 😅

To zamiast takiego rozwiązania 'blackbox' może popatrz na Windows Driver Framework, myslę że napisanie własnego softu po stronie hosta byłoby ciekawym doświadczeniem i nadrobiłoby walory estetyczne gamepada. 😀