Очумелые ручки. Как собрать игровой контроллер

В этой статье я поделюсь с вами тем, как собрать игровой контроллер, а также дам ссылки на комплектующие и инструкцию по сборке.

Я несколько лет играл в файтинги на dualshock 4, но как-то раз, посмотрев очередное видео, узнал, что многие кибератлеты играют исключительно на доске с кнопками вместо джойстика, мне захотелось заиметь такую, но поскольку цены на фирменные устройства неадекватные, гораздо дешевле собрать самому, благо это не сложно и даже интересно.

Такой контроллер в англоязычном интернете называют — leverless controller, что означает безрычажный контроллер. Безрычажный он потому, что обычно у такого типа контроллеров есть рычаг (стик) под левую руку, для управления объектом в пространстве, именно такой тип контроллера установлен на большинстве аркадных автоматов. Прошло время, и кто-то решил, что для игры в файтинги будет более эффективно, если заменить рычаг на четыре кнопки, которые соответствуют направлениям — так и появился безрычажный контроллер, сборке которого посвящена эта статья.

В статье будут указаны расценки на все комплектующие, естественно, они были актуальны лишь на момент покупки.

Микроконтроллер Rasberry Pi Pico 2040 будет обрабатывать входные данные и преобразовать их в команды, которые понимает компьютер или игровая консоль, его необходимо прошить, чтобы использовать как игровой контроллер. Более подробно о процессе прошивки и как работать с веб-интерфейсом для настройки контроллера будет написано ниже.

На aliexpress есть несколько микроконтроллеров необходимого типа в различном исполнении: с подключением по micro usb, по type-c; с разными объемами памяти; припаянными контактами и нет. Выберите, что вам по душе. Микроконтроллер стоил 188 рублей.

Поскольку я выбрал микроконтроллер с соединением по type-c, то и провод заказываю с таким же разъемом, который одним концом будет подключаться к микроконтроллеру, а другим закрепляться винтами к корпусу, откуда дальше подсоединяться к компьютеру. За такой провод, я заплатил 206 рублей.

На контроллере будут 18 кнопок одного размера 24 мм. Я заказал два варианта: 10 кнопок черного цвета стоимостью 390 рублей; 10 цветных кнопок у другого продавца на сумму 479 рублей. Хочу заметить, что кнопки подешевле (черные) издают щелчок при нажатии, а те что подороже (цветные) нажимаются бесшумно.

Для того, чтобы соединить микроконтроллер с кнопками понадобятся провода, их тоже можно заказать на али (лот 1, лот 2). Необходимо не менее 40 штук, два лота достаточно, они различаются по длине, короткие можно использовать в роли «минусового» провода, последовательно соединив кнопки между собой, а длинными каждая кнопка по отдельности подсоединиться к терминалу, который соответствует ее назначению. Провода стоили 134 рубля.

Клеммы необходимы, чтобы соединить кнопки с проводами, они обжимают контакты на кнопке одной стороной, а с другой к ней подсоединяются провода. Необходимо заказывать клеммы с внутренним размером 2,8 мм. Цена клемм 96 рублей.

Стоит заранее позаботиться и об изоляции клемм, чтобы избежать возможного замыкания, для этой целей хорошо подойдут термоусадочные трубки, которые тоже можно заказать на али или либом другом маркетплейсе. Цена на термоусодочные трубки составляет в районе 100 рублей, вместо трубок можно использовать изоленту (только синюю)...

Подходящий корпус я нашел на сайте thingiverse, немного модифицировал под себя, при помощи программы FreeCAD и пошел искать на авито того, кто сможет распечатать. Если вы планируете обратиться за 3Д печатью, то я порекомендую обратиться к Анне, мне напечатали корпус за один день из PTEG пластика, стоило это 1100 рублей.

Итого цена комплектующих и корпуса вышла 2593 рубля.

Теперь у нас есть все комплектующие для контроллера, но прежде чем его собрать нужно прошить микроконтроллер Rasbery Pi Pico 2040. Вы можете самостоятельно изучить инструкцию по установке и взаимодействию с веб-интерфейсом прошивки, перейдя по этой ссылке, также можете следовать следующим пунктам:

Поздравляю! Микроконтроллер прошит и теперь он будет определяться как игровой контроллер, вы можете убедиться в этом перейдя в список устройств вашего компьютера.

Для того чтобы успешно подсоединить кнопки к микроконтроллеру, следует учесть, что каждая из них имеет по два контакта: один «плюс» — подключается к терминалу на плате, который соответствует назначению кнопки (об этом ниже); второй «минус» — последовательно соединяется с контактом соседней кнопки, в результате чего получается цепочка, которая берет свое начало от терминала обозначенного буквами GND, на плате их несколько, выберите любой. Более наглядно процесс сборки изображен в этих видео (видео№ 1, видео№ 2).

Чтобы понять к какому терминалу на микроконтроллере подсоединить ту или иную кнопку, необходимо будет обратиться к схеме распиновки микроконтроллера (скриншот ниже) . Рекомендую ознакомиться с оригинальной документацией на этой странице.

В таблице перечислены названия кнопок на разных устройствах. Столбик GP2040 — CE включает в себя наименования, которые соответствуют маркировке контактов на схеме микроконтроллера, изображена выше. При подсоединении кнопок я ориентировался на раскладку dualshock 4 — в таблице это столбик PS4.

Когда кнопки будут успешно подключены, стоит проверить их работоспособность на сайте Gamepad Tester. Приклеиваю микроконтроллер на двусторонний скотч к нижней крышке и закручиваю ее завалявшимися шурупами M3. Контроллер собран!

Прошивка микроконтроллера позволяет взаимодействовать с настройками, переназначать кнопки, назначать горячие кнопки, управлять подсветкой кнопок, менять режим ввода: xinput, dinput, Switch, PS4, HID-Keyboard. Ознакомиться с документацией web-конфигуратора можно перейдя по этой ссылке.

Чтобы зайти в конфигуратор необходимо зажать кнопку, которая соответствует терминалу S2, в случае с раскладкой PS4 это кнопка Options, и подключить контроллер к компьютеру, а затем перейти в браузере по этой ссылке http://192.168.7.1 Без зажатия кнопки S2 при подключении, конфигуратор не откроется в браузере, имейте это ввиду.

Вот уже несколько дней я играю на контроллере, который собрал. Есть что-то в процессе игры на таком контроллере, что сложно передать. Само собой, впечатления исключительно положительные, бывают сложности с вводом приемов, но это временно, благо в Street Fighter 6 завезли современный режим управления, при котором относительно сложные комбинации выполняются нажатием двух кнопок.

В дизайне я бы изменил габариты, увеличив длину и ширину, поскольку присутствует небольшая скованность в руках и не получается полностью разместить ладони как хочется. Возможно, изменил бы положение разъема для подключения, а еще подвигал отверстия для кнопок.

Возникла идея дополнить статью бонусным материалом о создании беспроводного варианта контроллера, пока это лишь только черновик и в будущем он будет дополнен, т.к. на данный момент прошивка GP2040 — CE не позволяет работать по соединению bluetooth, в ней просто нет такой функции.

Сейчас можно решить вопрос реализации подключения микроконтроллера к внешнему источнику питания для беспроводной работы. Сперва понадобится версия микроконтроллера с возможностью подключения по bluetooth под названием Rassbery Pi Pico W, его цена на али составляет в три - четыре раза выше стандартного варианта, но в отличии от него он имеет возможность подключаться по bluetooth и к wifi. Для беспроводной работы микроконтроллера потребуется внешний источник питания, в этой роли могут быть использованы литий-ионные батареи или литий-полимерные аккумуляторы. Важно, чтобы источник питания работал в диапазоне напряжения от ~1,8v до 5,5v.

Внешний источник питания необходимо иметь возможность заряжать в случае его разрядки, для чего дополнительно понадобится микросхема под названием TP4056 Module, которая позволяет безопасно заряжать литий-ионные/ литий-полимерные элементы, ее тоже можно найти на али. Модуль TP4056 имеет на борту два светодиода, отвечающих за индикацию процесса заряда, а также micro usb вход, при помощи которого будет заряжаться элемент питания.

Провода B+ и B- подключаются от платы TP4056 к положительному и отрицательному концам литий-ионного элемента соответственно. Терминал OUT + подключается VSYS вывод RPi Pico через диод Шоттки (1N58xx, 1N5817). Вывод OUT- можно подключить к любому из выводов GND в Pico. Третий контакт с любого угла RPi Pico — это контакт GND, т.е. "земля" или "минус".

Обратите внимание, что для первоначального включения вам может потребоваться подключить USB-кабель к плате TP4056. При отключении питания USB плата будет использовать перезаряжаемую батарею для обеспечения выходной мощности. Для удобства можно также включить переключатель в схему.

За более подробной информацией по подключению внешнего источника питания к микроконтроллеру рекомендую обратиться сюда. Повторюсь, что этот раздел выступает в роли черновика, т.к. на данный момент прошивка GP2040 — CE не позволяет работать по bluetooth.

Спасибо за внимание, буду рад вашим комментариям и лайкам. Не забывайте подписаться. Особая благодарность тем, кто готов поддержать выход новых статей чеканной монетой.