rotationPulseCount() - DUALSHOCK の通信仕様確認 DUALSHOCK の通信仕様はプレイステーションＰＡＤメモリインターフェースの解析[1]に非常

ロータリエンコーダの、見かけ上のパルス数をカウントします。

CCW

ならカウントをインクリメントし、CWならカウントをデクリメントします。

カウント値は回転角に相当し、最大値を超えない範囲で循環するようにします。

CCW: 0 1 2 ... 198 199 0 1 2 ...

setup()

初期化を行います。

ロータリエンコーダの

A

相

B

相の信号ピンを設定します。

アナログスティックの傾き量テーブルを初期化します。

デバッグのためにログ出力の準備をします。

loop()

ロータリエンコーダの、見かけ上のパルス数を、ポーリングによりカウントします。

ロータリエンコーダの信号処理は、通常は割り込みを使用しますが、割り込みは他で使用する予定があるため、ここではポーリングにより処理を行います。

デバッグのためにログを出力します。

結果

ロータリエンコーダを反時計回りに回転すると、以下のような結果となりました。

（中略）

（中略）

（中略）

回転角

0

度

(count = 0)

では、アナログスティックは右

(RH = 255, RV = 128)

、回転角

90

度(count = 50)では、アナログスティックは上(RH = 127, RV = 0)、

回転角

180

度(count = 100)では、アナログスティックは左(RH = 0, RV = 128)、

回転角

270

度

(count = 150)

では、アナログスティックは下

(RH = 128, RV = 255)

、となっているのがわかります。このように、信号処理と値の変換が確認できました。

部品

ビットトレードワン

日本電産コパル電子ロータリエンコーダ[RES20D-50-201-1] ￥1250

スイッチサイエンス

Arduino

をはじめようキット￥4320

千石電商

【QIコネクタ】信号伝達コネクタ用ピンメス【F】(10本) ￥74×1

【QIコネクタ】信号伝達コネクタ（黒）1×4 2550-1×4 ￥21×1

ピンヘッダ 1列×40P (ストレート・標準ピッチ) 2544-1×40 15.1(6.3/6.3) ￥105

参考文献

[1] 設定用光学式エンコーダ REC/RES

カタログ

PDF - Copal Electronics

http://www.nidec-copal-electronics.com/files/f942ed53125803ced27338faf050ac566fe48106.pdf [2] Arduino

日本語リファレンス

-

ポート操作

http://www.musashinodenpa.com/arduino/ref/index.php?f=0&pos=850

ローリングスイッチユニットの製作

ローリングスイッチユニットの基本的な構造は、新方式ローリングスイッチ製作

[1]

を参考にさせていただきました。非常に画期的な構造で、操作感覚も良好なものでしたが、残念ながら正常に動作しなかったため、改良を加えました。

部品として指定されていた、秋月電子通商で入手可能なロータリーエンコーダ

RE160F-40E3-20A-24P

は、機械接点が

ON/OFF

する摺動（しゅうどう）式で、チャタリングやバウンスが避けられません。データシートを見ると、バウンスは

2ms、

チャタリングは

3ms

とあり、不感時間を設けて対策することになります。

実験の結果、ロータリーエンコーダを素早く回転した場合、信号を取りこぼしてしまい、回転を検出できなくなることがわかりました。

このため、ロータリーエンコーダは、チャタリングやバウンスの無い光学式のものを使用することにしました。

ボタン上部の加工

三和電子のボタン

OBSF-30-B

の上部を取り外し、加工します。内部の構造をニッパーで切り取り、ドリルで中心に

9mm

の穴を開けます。

ロータリーエンコーダの取り付け

加工した部品に、日本電産コパル電子のロータリエンコーダ

RES20D-50-201-1

を取り付けます。このように、ピッタリと収まります。

ボタン基部の加工

スイッチ部品を一旦取り外し、突起をニッパーで切り取り、元に戻します。

両脇にあるツメの一方を、ニッパーで切り取ります。ここから、ロータリーエンコーダのケーブルを引き出します。

バネの加工と取り付け

バネを加工し、ボタン基部に取り付けます。加工するバネは、八幡ねじ押しバネ

0.6×9×26 (線径×外径×長さ)が手ごろでした。これを 1/2

に切断し、ペンチでらせん状

に曲げ、スイッチ部品に取り付けます。バネを切断する際は、鋼線を切断できるニッパーでなければ刃を傷めてしまうので、注意して下さい。

各部品の取り付け

ボタン基部にボタン上部を取り付けます。一旦取り付けてしまうと、取り外すのが困難なので、注意して下さい。ロータリーエンコーダのケーブルは、切り取ったツメの穴から引き出し、QIコネクタで端末処理を行います。ケーブルが短いので、延長用のハーネスを製作します。ケーブルは

AWG26

の太さが手ごろでした。また、ファストン端子を圧着した、ボタンの端子用ハーネスも製作します。こちらは少し太めの

AWG22

が手ごろでした。

ロータリーエンコーダの軸に、鍋ツマミを取り付けます。鍋ツマミは、デリッシュ鍋ツマミ

LL

が丁度良い大きさでした。中心に始めから開いているネジ穴に、ドリルで

6mm

の穴を開け、取り付けます。かなりきついので、注意して下さい。

全ての部品を取り付けて完成です。

部品

ビットトレードワン

日本電産コパル電子ロータリエンコーダ[RES20D-50-201-1] ￥1250

千石電商

三和電子

φ30

ゲーム

SW

（はめ込み）青

OBSF-30-B

（青）￥

173

日本圧着端子製造(JST) ファストン端子#110（メス） LTO-41T-110N (10個) ￥110

【QIコネクタ】信号伝達コネクタ用ピンメス【F】(10本) ￥74×2

【

QI

コネクタ】信号伝達コネクタ（黒）

1×4 2550-1×4

￥

21×3

【QIコネクタ】信号伝達コネクタ（黒）1×2 2550-1×2 ￥21

ピンヘッダ 1列×40P (ストレート・標準ピッチ) 2544-1×40 15.1(6.3/6.3) ￥105 協和ハーモネット

RKV 0.3×4

列

L-1 4

芯リボンケーブル

1m

￥

250

協和ハーモネット RKV 10/0.12×10列 L-1 10芯リボンケーブル 1m ￥280

ジョイフル本田

八幡ねじ押しバネ 0.6×9×26 (線径×外径×長さ) [入数

2] ￥162

デリッシュ鍋ツマミ LL ￥204

参考文献

[1]

新方式ローリングスイッチ製作

http://extendead.web.fc2.com/iroiro/R_SW/R_SW.html

ローリングスイッチシールドの製作

Arduino

のローリングスイッチシールドを製作します。ブレッドボードで実験した回

路を、Arduino用ユニバーサルプロトシールド基板上に実装します。

レバーとボタンとローリングスイッチユニットを接続するコネクタを配線します。

回路図 1

部品配置図 1

基板表面基板裏面

PS2 1 2 3 4 5 6 7 9 1 2 4 3 5 LEVER

1 2 3 4 RENC GND O START GND

TC7SZ TC7SZ 125F

125F

完成写真 1

　基板表面基板裏面

ロータリエンコーダのピン配置が逆転してしまっているので注意して下さい。このまま製作すると、サテライトが逆向きに回転してしまいます。ハーネスのコネクタを入れ替えるなどして対応して下さい。

回路図 2

代替部品による回路です。TC7SZ125Fの代わりに

TC74HC125AP

を使用しています。

オープンドレインの出力を

3V

でプルアップするのであれば、5Vで動作させても問題ないようです。こちらの方が簡単に製作できると思います。

部品配置図 2

　基板表面基板裏面

完成写真 2

　基板表面基板裏面

ロータリエンコーダのピン配置が逆転してしまっていたのを修正しました。

その他

コネクタは

QI

コネクタと標準的な

2.54mm

ピッチのピンヘッダで実現していますが、

使用した

L

型のピンヘッダが、通常のものとは異なる形のものでした。千石電商で入手可能ですが、ジョイスティック本体内に収まるのであれば、ストレートのピンヘッダでも良いと思います。ジャンパ線は、耐熱通信機器用ビニル電線を利用しましたが、

もっと安価な部品でも良いと思います。部品配置図に

BANANAWANI MICOM. CULB

さんの

Arduino

プロトシールドの

PasS

用データ[1]を使用させていただきました。

PS2 1 2 3 4 5 6 7 9 1 2 4 3 5 LEVER

START GND

GND O 4 3 2 1 RENC TC74HC125AP

部品 1

秋月電子通商

1

回路

3

ステートバッファ TC7SZ125F(TE85LF)（10個入）￥100

SOT23

変換基板金フラッシュ（10枚入）￥150

細ピンヘッダ 1×40 （黒）￥40

部品 2

千石電商

東芝

CMOS

ロジック

IC TC74HC125AP ￥84

共通部品

千石電商

2545-1×40

ピンヘッダ

1

列

×40P (L

型・標準ピッチ

)

￥

84 秋月電子通商

Arduino

用ユニバーサルプロトシールド基板￥200

ピンヘッダ 1×40 (40P) ￥40

耐熱通信機器用ビニル電線 2m×10色外径

0.65mm ￥620

スズメッキ線

(0.6mm 10m)

￥

210

鉛フリーハンダ 0.8mm ￥280

参考文献

[1] BANANAWANI MICOM. CULB: Arduino

プロトシールドの

PasS

用データ

http://bananawani-mc.blogspot.jp/2010/10/arduinopass.html

ローリングスイッチの製作

製作したローリングスイッチユニットと、

Arduino

＋ローリングスイッチシールドを、

ジョイスティック本体に組み込みます。ジョイスティック本体は、三和電子のボタン

OBSF-30-B

が取り付けられるものであれば、好きなものを利用して良いのですが、

中古を除くと、選択肢は少ないと思います。HORIリアルアーケード

Pro

が確実なのですが、ここでは、HORIファイティングスティック

V3

を利用しました。

部品の取り外し

折角なので、文献[1]を参考に、レバーを三和電子のレバー

JLF-TP-8Y

に交換することにします。裏面のネジを外し、裏蓋を取り外します。レバーとボタンとコントロール基板があるのが分かります。これらを全て取り外します。

レバーとコントロール基板は、ネジで固定されているだけなので、ネジを外すと取り外せます。レバーの握り玉は、シャフトがネジになっていて、固定されています。

シャフトの溝にマイナスドライバーを差し込んで回すと、握り玉が外せます。

ボタンは基板に半田付けされているので、半田吸い取り器を使って基板を外し、一個

ずつ取り外します。上部にある、スタートボタンや連射スイッチ等は、とりあえずそのままにしておきます。

レバーの加工

三和電子のレバー

JLF-TP-8Y

のレバーガイドを取り外し、加工します。レバーガイドの上下左右の位置にある窪みを貫通するように、ドリルで

3mm

の穴を開けます。ただしこれだと少しきついので、できれば

3.2mm

のほうが良いと思います。窪みの反対側にある突起は、予めニッパーで切断しておきます。

穴の位置は、レバーを上から見たとき、上下左右の位置に予め空いている穴と一致するのが、正しい位置です。

レバーハーネスの加工

ハーネスのピン番号に対応するケーブルの色は、以下のようになっていました。ハーネスによっては、色が異なるかもしれません。

１　２　３　４　５橙　緑　黒　赤　黄

レバーを下から見たとき、コネクタが左側に位置するようレバーを取り付けるものと

ドキュメント内 DUALSHOCK の通信仕様確認 DUALSHOCK の通信仕様はプレイステーションＰＡＤメモリインターフェースの解析[1]に非常に詳しく記載されていますこの文献によると通信仕様は殆ど Serial Peripheral Interface (SPI)[2]であることがわかりま (ページ 32-53)