まこと　の　ブログ

La borne est en travaux !
En plus du PC « mame » je souhaite lui installer deux autres systèmes de jeux, dont l'un est la console GameCube.
Motivation ? Jouer à Ikaruga et SoulCalibur sur la borne avec les sticks arcade.
Sauf que ! Comment faire pour connecter ces derniers à la console ?

Avant de réinventer la roue, j'ai traîné sur le web à la recherche d'une proposition de circuit électronique.
J'ai eu un peu de mal à trouver ce que je cherchai, visiblement ça n'intéresse pas trop les foules… L'occasion de constater au passage que la manette GameCube n'était pas aussi électroniquement simple que ses aînées, et qu'il faudrait un circuit programmable pour faire le travail.

J'ai fini par trouver cette page, qui décrit comment construire un contrôleur maison, avec un Arduino, et surtout l’existence de la bibliothèque logicielle adéquate : https://github.com/NicoHood/Nintendo (que je joins en annexe à ce billet)

• Le code C++ est vraiment très simple à adapter grâce aux exemples donnés, et j'ai alors pu assigner les numéros de broches d'un Arduino Pro Mini 5V aux boutons d'une manette GameCube et établir le schéma de câblage suivant :
  

Une fois un câble de manette de remplacement acheté, restait alors le plus long à faire, câbler les broches sur le joystick.

• Ici le brochage est réalisé à l'aide de connecteurs « maisons », qui permettront d'interchanger le joystick entre plusieurs systèmes de jeu (USB ou GameCube pour le moment).

• Le brochage du câble de la manette est le suivant :
  

Couleur  −   Usage 

Jaune    −   5V
Blanc    −   GND
Vert     −   GND
Noir     −   GND
Bleu     −   3,3V
Rouge    −   DATA

• Voici le Scketch à inscrire sur l'Arduino, en ayant pris soins de charger la librairie de NicoHood :

https://github.com/makotoworkshop/Joystick_Arcade_GameCube

#include <Nintendo.h>

// Variables
#define Bouton_A  A1
#define Bouton_B  9
#define Bouton_X  A2
#define Bouton_Y  3
#define Bouton_START  A3
#define Bouton_L  7
#define Bouton_R  8
#define Bouton_Z  2
#define Direction_UP  6
#define Direction_DOWN  5
#define Direction_LEFT  A0
#define Direction_RIGHT  4

// Broche de communication vers la console GameCube
CGamecubeConsole gc_console(10);

// Structure de données de la manette
Gamecube_Data_t gc_data = defaultGamecubeData;


void setup() {
//  Serial.begin(115200);
  // Configuration des boutons en entrée avec résistance pull-up
  pinMode(Bouton_A, INPUT_PULLUP);
  pinMode(Bouton_B, INPUT_PULLUP);
  pinMode(Bouton_X, INPUT_PULLUP);
  pinMode(Bouton_Y, INPUT_PULLUP);
  pinMode(Bouton_START, INPUT_PULLUP);
  pinMode(Bouton_L, INPUT_PULLUP);
  pinMode(Bouton_R, INPUT_PULLUP);
  pinMode(Bouton_Z, INPUT_PULLUP);
  pinMode(Direction_UP, INPUT_PULLUP);
  pinMode(Direction_DOWN, INPUT_PULLUP);
  pinMode(Direction_LEFT, INPUT_PULLUP);
  pinMode(Direction_RIGHT, INPUT_PULLUP);
  delay(100);
}

void loop() {
  // Lecture des boutons
  gc_data.report.a      = !digitalRead(Bouton_A);
  gc_data.report.b      = !digitalRead(Bouton_B);
  gc_data.report.x      = !digitalRead(Bouton_X);
  gc_data.report.y      = !digitalRead(Bouton_Y);
  gc_data.report.start  = !digitalRead(Bouton_START);
  gc_data.report.z      = !digitalRead(Bouton_Z);
  gc_data.report.l      = !digitalRead(Bouton_L);
  gc_data.report.r      = !digitalRead(Bouton_R);

  gc_data.report.dup    = !digitalRead(Direction_UP);
  gc_data.report.ddown  = !digitalRead(Direction_DOWN);
  gc_data.report.dleft  = !digitalRead(Direction_LEFT);
  gc_data.report.dright = !digitalRead(Direction_RIGHT);

  // Stick analogique centré
  gc_data.report.xAxis = 128;
  gc_data.report.yAxis = 128;

  // Stick C centré
  gc_data.report.cxAxis = 128;
  gc_data.report.cyAxis = 128;

  // Gâchettes analogiques à 0
  gc_data.report.left = 0;
  gc_data.report.right = 0;

  // Envoi du rapport à la console de jeux
  gc_console.write(gc_data);

//  Serial.print("bouton Y = ");
//  Serial.println(gc_data.report.y);
  
}

Le µ-ordinateur Odroid-C2 vient avec un bon dissipateur thermique, mais sans ventilateur.
Il a tendance à fleurter avec les 50°C, surtout par temps caniculaire et d'autant plus s'il est disposé dans un boîtier, ce qui m'a amené à vouloir lui adjoindre un ventilo.

Les vendeurs de boîtiers (le design de l'Odoid-C2 est compatible avec les boîtiers Raspberry-pi 2 et 3) avec ventilateur ont tendance à y mettre un ventilo de 30 mm assez faiblard, quand ce n'est pas simplement un ventilo 12V qui sera donc alimenté en 5V par l'appareil, réduisant sa vitesse de rotation.
L'avantage indéniable c'est qu'il ne fait alors pas trop de bruit.

• En choisissant comme je l'ai fait un ventilateur 5V, je ne m'attendais pour autant pas à autant d'efficacité pour autant de bruit très gênant.
  

Nous allons donc voir comment réguler ça.

Au démarrage de l'appareil, avec 26°C de température ambiante, nous avons 36°C pour le CPU ''ARMv'8'. Nous garderons cette température en référence à atteindre.

Au bout de quelques minutes sans rien demander à la machine nous sommes déjà à 42°C. La faire travailler montera encore indéniablement la température.

L'électronique :

Un simple transistor sera utilisé pour interfacer le ventilateur à une pin GPIO de l'appareil.
Elle sera en charge de piloter le transistor avec une PWM logicielle. (oui, impossible de faire fonctionner la PWM matérielle, nous y reviendrons plus loin).

Notez qu'en principe il aurait fallu ajouter une diode de roue-libre aux bornes du ventilateur.

• Nous avons donc un simple ventilateur à deux broches, et un transistor costaud bien que sur-dimensionné IRLZ44N (un IRL540N fonctionne aussi). J'ai fait avec ce que j'avais sous la main.
  

C'est ici un transistor CMOS, mais ça fonctionnera aussi bien avec un classique NPN, cependant il faut vérifier sur la datasheet la valeur max du courant iD (Drain Current) ou iC (Collector Current) qu'il est capable d'encaisser.
Un classique BC547 qui encaisse 100 mA serait insuffisant car le ventilateur consomme 120 mA.
Je m'étais alors orienté vers un BS170 qui prend allégrement 500 mA, sauf que !
Il est utile de rappeler que la logique GPIO fonctionne en 0-3,3V, et qu'il faut alors que le transistor soit capable de saturer complètement à 3,3V.
Nous pouvons consulter la valeur de VGS(th) (Gate threshold voltage), et pour le BS170 c'est entre 0,8V et 3,0V, et c'est donc bien au delà de cette dernière valeur qu'il va conduire pleinement.
Expérimentation à l'appui, ce n'est en effet pas suffisant, certes ça déclenche, mais le ventilo ne tourne pas à fond.
Alors qu'avec l'IRLZ44 qui à son VGS(th) à 2V, aucun problème, ça ventile à pleine vitesse.