ESP32 BlueShot-II - czyli taki trochę lepszy joystick do Vice.

[ethanak]

Swego czasu pokazywałem tu już joystick do Vice. Powiem tak: sprawdził się, idealny do grania w podróży czy w barze. Niestety - ma swoje wady. Przede wszystkim analogowy joystick nie daje "wyczucia". Poza tym zmiana konfiguracji wymagałaby przekompilowania programu - postanowiłem zrobić jego następcę.

Tak więc przedstawiam:

BlueShot-II

Założenia były proste:

• Pełnowymiarowy mechanizm wraz z dwoma przyciskami Fire
• Symulowanie wciśnięć konkretnych klawiszy na klawiaturze BLE (najprostsza i chyba najlepsza forma emuuacji joysticka dla emulatora Vice)
• Prosty w obsłudze autofire
• Możliwość szybkiej zmiany podstawowych parametrów (port, zestawy klawiszy, parametry startowe autofire itp)
• Możliwość zaprogramowania kilku presetów.
• Zasilanie z akumulatora z możliwością podłączenia kabla USB do naładowania
• I co najważniejsze - jak najniższa cena.

O konstrukcji mechanicznej nie ma co się rozpisywać. To zwykły chiński mechanizm i dwa typowe przyciski. Zresztą - jeśli ktoś będzie bardzo chciał (w co wątpię) mogę opublikować pliki stl i scad. Ciekawsza natomiast jest elektronika.

Sercem urządzenia jet płytka ESP32 - Lolin32 Lite. Ponieważ ma możliwość podłączenia akumulatorka, na pokładzie ma ładowarkę a przede wszystkim cena poniżej 20 PLN z dostawą następnego dnia jest raczej atrakcyjna - wybór był chyba naturalny.

Do programowania służą trzy klawisze:

• PORT - krótkie wciśnięcie pokazuje który port symuluje w danej chwili joystick. Przytrzymanie powyżej pół sekundy to zmiana portu
• AUTOFIRE - krótkie wciśnięcie to włączenie/wyączenie autofire, przytrzymanie to zmiana okresu (od 100 to 1000 msec).
• PROGRAM - krótkie wciśnięcie zmienia bieżące parametry, przytrzymanie włącza edycję głównych opcji.

Dwie diody służą do pokazania stanu. Dioda AUTOFIRE pali się cały czas jeśli autofire jest wyłączony, migocze jeśli autofire jest włączony zgodnie z ustawionym okresem. Dioda BLE pali się jeśli joystick jest połączony z hostem, migocze z częstotliwością 1 HZ jeśli nie. Trzecia możlliwość (krótkie błyski raz na sekundę) oznaczają pracę w trybie Serial (o tym później).

Dodatkowo mały wyświetlacz OLED 128x32 służy do wyświetlania różnych ważnych informacji - np. bieżącego portu, stanu autofire - oraz jako monitor przy programowaniu.

Do elektroniki dochodzi jeszcze mała pamięć EEPROM (nie chciałem ryzykować, bo zapisy mogą być dość częste i poleganie na bibliotece Preferences mogłoby - choć to mało prawdopodobne - skończyć się smętnie). Ponieważ pamięć typu 24C01 kosztowała mnie poniżej złotówki - po prostu podkleiłem ją (obudowa SOT-8 jest raczej płaska) kropelką pod spodem Lolina i przylutowałem kynarem do pinów.

Jako że ESP32 pozwala na dużą dowolność jeśli chodzi o przydział pinów - postarałem się, aby te podłączone do konkretnych elementów znalazły się obok siebie (np. joystick i klawisze Fire podłączone są do sześciu kolejnych pinów ESP, podobnie reszta). Zresztą - układ połączeń (no, ciężko to nazwać schematem ale powinno być zrozumiałe) wygląda tak:

Wyjaśnię od razu jedną rzecz. Ponieważ gniazdo akumulatora jest umieszczone dość niewygodnie, podlutowałem po prostu przewody akumulatora bezpośrednio do płytki, w tym miejscu:

Teoretycznie powinienem w ogóle usunąć gniazdo akumulatora - ale po pierwsze w niczym mi ono nie przeszkadza, a możliwe jest jego wysłonięcie odpowiednio modyfikując obudowę.

Wracając do pinów - takie rozmieszczenie pozwoliło mi po prostu wlutować gniazda bezpośrednio do płytki, bez konieczności projektowania i trawienia PCB. Szerokość obudowy jest wystarczająca, aby można było zastosować takie gniazda kątowe.

• 

Przejdę więc do programu.

Przełączenie za pomocą klawiszy Port lub Autofire powoduje zapis do EEPROM -u (po starcie ostwarzany jest ostatni stan).

Możliwości bieżących ustawień są następujące:

• Port - 1 lub 2
• Autofire - włączenie / wyłączenie
• Autofire mode - still (działa cały czas) lub press (strzelanie seriami)
• Autofire period - okres powtarzania: 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 650, 800 lub 1000 msec
• Swap fire - zamiana Fire i Fire2 (jeśli Fire2 jest w zestawie klawiszy)
• Keyset1 - wybrany jeden z siedmiu zaprogramowanych zestawów (Numpad i sześć programowalnych) dla portu 1
• Keyset2 - to samo dla portu 2
• Dirs - 8 lub 4 kierunki. W trybie 4 kierunków pozycje pośrednie nie (np Up-Right) nie są przekazywane, w ich miejsce jest przekazywana ostatnia z pozycji (w tym przypadku Up lub Right). 
• Name - jedna z dwóch nazw pod którymi przedstawia się joystick.
• Copy from - skopiowanie ustawień z jednego z 5 programowapnych presetów.

Wciśnięcie klawisza PROGRAM spowoduje zapisanie opcji do EEPROM-u. Wciśnięcie Fire2 oznacza anulowanie operacji.

Możliwości ustawień głównych opcji to:

• Keyset (1 lub 2): ustawienie klawiszy przypisanych do joysticka. Można ustawić 4 (tylko podstawowe kierunki) lub 8 (również kierunki pośrednie). Jeśli pośredni kierunek nie będzie ustawiony, joystick zasymuluje wciśnięcie dwóch klawiszy (np. Up i Right). Jeśli Fire2 nie będzie zaprogramowany, będzie działać po prostu jak równoległy przycisk Fire.
• Name (1 lub 2) - możliwość ustawienia obu nazw. Maksymalna długość to 15 znaków (litery, cyfry, podkreślnik, myślnik, spacja)
• Preset (1 do 5) - predefiniowany zestaw opcji. Opcje są identyczne jak w bieżących ustaawieniach, tyle że zamiast "skopiuj z presetu" jest "skopiuj bieżące ustawienia". Dodatkowo istnieje możliwość zaprogramowania nazwy presetu (max 4 znaki).
• STORE - zapisanie do EEPROM-u
• CANCEL (lub Fire2) anulowanie operacji.

Klawisze Port i Autofire mają jeszcze jedną funkcję: wciśnięcie obu na ponad pół sekundy spowoduje przejście wyświetlacza i mikrokontrolera w stan uśpienia. Przydaje się to przy ładowaniu akumulatora (wyłącznik musi być w pozycji "włączony") - mikrokontroler i wyświetlacz praktycznie w porównaniu z prądem ładowania nie pobierają prądu. Wyjście ze stanu uśpienia poprzez wciśnięcie Fire.

Mógłbym na tym zakończyć: kompletny kod jest w załączniku, potrzebne są dodatkowe biblioteki dla Arduino:

• Bounce2 (z managera bibliotek)
• ESP32-BLE-Keyboard (z githuba: https://github.com/T-vK/ESP32-BLE-Keyboard)
• I2C-EEPROM (z managera bibliotek)
• Adafruit_SSDF1306 i Adafruit_GFX (z managera bibliotek)

Skompilowany program zapewne będzie działać, ale można działanie poprawić. W tym celu należy:
z biblioteki Bounce2 skopiować do folderu szkicu pliki Bounce2.h i Bounce2.cpp
W pliku Bounce2.cpp odkomentować linię:

//#define BOUNCE_WITH_PROMPT_DETECTION

Najlepiej zrobić to przed pierwszą kompilacją programu, aby builder Arduino nie próbował użyć biblioteki z cache. Powinno to poprawić szybkość reakcji joysticka.

Niestety - jest tu pewna niedogodność: nie można podłączyć joysticka do komputera, który nie ma BlueTooth. Oczywiście jedną z opcji jest dokupienie dongla, ale przynajmniej w przypadku Linuksa znalazłem rozwiązanie. Uruchomiony na Linuksie programik joyport.py zamieni przychodzące przez serial numery klawiszy na odpowiednie kody i "wstrzyknie" je do kolejki zdarzeń. Jako parametr można podać urządzenie (np. /dev/ttyUSB0) lub identyfikator USB (prawdopodobnie będzie to 1A86:7523). Joystick wwykryje uruchomienie drivera i odpowiednio zareaguje - zasygnalizuje błyskami diody podłąćzenie Serial, wyśle przez bluetooth informację "wszystkie klawisze puszczone" i dopóki driver będzie uruchomiony, nie będzie przekazywać nic na bluetooth.

Do uruchomienia programu potrzebne są moduły python3-serial i python3-evdev (nie są instalowane domyślnie, ale można je doinstalować np. przez apt).

I to by było na tyle. Źródła programu i program w załączniku: vicestk.zip

W razie pytań jestem do dyspozycji - ale teraz muszę kończyć bo Giana czeka!

[ethanak]

Errata:

Dodatkowe możliwości programowania: możliwość obrócenia joysticka i wysłania Esc (czyli Run/Stop) i spacji (przydatne przy niektórych grach);

Kod tym razem na githubie: https://github.com/ethanak/ViceStick

Przy okazji dostał osłonkę na mechanizm.

 

[Gość]

Fajnie to wyszło. Kiedyś regenerując dżojstik od PS-4 kupiłem za grosze bodajże 20 szt. kompletnych mechanizmów do gałek analogach z osią x i y oraz push switchem. Są tam dwa potencjometry 10k po jednym na każdej osi, oraz mikro przycisk do gałki. Może kiedyś też się w to pobawię ?

Edytowano Maj 21, 2024 przez rafal220

[ethanak]

Jeśli do Vice to masz gotowca: 

Jak widać też na analogu.