Construye tu propio Joystick Arcade Bluetooth Low Energy con ESP32

Diseño 3D [No impreso]:

¿Qué vamos a utilizar?

• Joystick Arcade Sanwa.

• Botones Arcade 30mm.

• Pulsadores momentáneos.

• 4 Tornillos con tuerca para el Joystick(No vienen en la compra).

• Destornillador Philips o el que necesites para los 4 tornillos.

• Cables.

• Terminales pala hembra.

• Soldador 30w.

• Estaño.

• Microcontrolador ESP32 WROOM 32D DEVkitC V4 o ESP32 S o cualquier ESP32 con BLE y Bluetooth, el ESP32 C3 Super Mini no sirve. Según el autor de la librería, cualquier ESP32 funciona. Pero ese modelo lo probe y no funciona.

• Cable micro-usb a USB para alimentación y datos o USB C si tu ESP32 lo posee.

• Broca o Mecha paleta 30mm. Para Botones Arcade y Joystick.

• Broca de 10mm o 12 mm, esto depende de el botón que consigas en la ferretería.

• Madera o acrílico para contener el Joystick.

• Firmware, que requiere las librerías ESP32-BLE-Gamepad [V0.5.4] y NimBLE Arduino [v.1.4.2] en esa combinación funciona.

• Plantillas de posición del Joystick, puedes elegir la que desees.

• Compás, escuadra 90°, lápiz.

Una vez elegida la plantilla que te haya gustado, el paso siguiente es empezar a dibujar con precisión nuestro acrílico o madera, en mi caso tenía un pedazo de madera mdf de ¡Si tus botones se ajustan con rosca, podes usarla, si es con traba como los míos, olvídate! Utiliza una madera de verdad, ¡igual sirve! pero se me hundió al colocar los botones, pero al ser de solo 4mm de espesor, no tuve problemas para reacomodarla). Recomiendo que al realizar los orificios coloquemos otra madera debajo, para que el final de la perforación quede prolijo, además hacerlo de la parte visual hacia la parte que contendrá las conexiones.

También podés imprimir la plantilla en tamaño real y simplemente agujerear donde corresponde, pero si no tenes ganas de imprimir y perder unos minutos más o darle más cariño al diseño, empieza por la ubicación del Joystick, teniendo en cuenta que por debajo no te quede mal o que luego no te encaje porque lo colocaste muy al borde. Además, da lugar de apoyo a tus muñecas, vas a estar jugando un buen rato, no querrás causarte daño físico a largo plazo, dejando las muñecas en el aire (ergonomía tomada de la utilización del mouse), si no me crees, lee la nota del hiperlink. Una vez elegida la posición del Joystick solo marca un punto (La punta de la mecha de paleta vino ideal para realizar una marca real, a mano), luego, lo dicho ahora es en base a mi elección, la tuya puede diferir, vemos en la plantilla que, el joystick está exactamente a la misma altura y paralelo al segundo botón, la distancia hacía la derecha la observamos y obtenemos 95mm+31.75mm. Aquí marcamos el punto principal de lo que serán nuestros botones, la altura la obtienes del diámetro de tu botón los míos son de 30mm (29.8mm esos 0.2mm se lo das para que pase el agujero), hay más chicos de 24mm, así que, tengo un radio de 15mm que dibujaremos con el compás. Hecho esto, ya tendremos nuestro primer botón dibujado, acto seguido podemos tomar varias direcciones, en mi caso fui por el botón superior a este, el segundo de la fila superior, desde nuestro centro, el siguiente punto a marcar se encuentra hacía arriba, unos 18,25mm+9mm+9mm como podemos observar en nuestra plantilla, nuevamente, realizaremos con el compás, una circunferencia de radio 15mm, para exactitud podemos ayudarnos de una escuadra escolar de 90 grados o una escuadra de carpintería. 

Ahora, marcamos una línea entre estos puntos, y marcamos solo con el lápiz, de arriba hacia abajo, un punto a los 9mm, otro a los 18mm. Desde el punto de 9mm trazamos una recta perpendicular(90°) ayudados con la escuadra, hacía la derecha, no te preocupes por el largo. Trazamos otra línea, esta vez hacía la izquierda y hacía la derecha, ya que el primer y cuarto botón de la línea superior se encuentran a la misma altura, desde el punto marcado a los 18mm desde el centro del segundo botón superior.

Repetiremos el mismo procedimiento desde el centro del segundo botón de la fila inferior.

Trazamos los puntos centrales de los botones en las líneas trazadas, desde la línea a 9mm hacía la derecha, mediremos 35,5mm, para marcar el centro del tercer botón, de la fila superior, repitiendo lo mismo, para el tercero de la fila inferior.

Luego bajamos al punto que marcamos a los 18mm y hacía la izquierda medimos 31,75mm para marcar el centro del primer botón superior y hacía la derecha, 71mm para marcar el centro del cuarto botón de la fila superior, realizamos lo mismo, en la fila inferior. Luego marcamos el resto de las circunferencias de radio 15mm con el compás en el resto de los botones.

Una vez trasladada la plantilla, procedemos a presentar los botones sobre nuestra plantilla, y si te convence, empezas a realizar las perforaciones, si no tenes perforador y estás usando mdf de 4mm como el que tenía, podes hacerlo a mano, con mucha paciencia.

Luego de presentarlo, o mejor antes, si mejor antes!!! Procede a pegarle un plotter lindo, en mi caso tenía un papel contact del proyecto de Radio WiFi, y lo use, y lo puse mal, se más prolijo, se puede!!!

Hasta aquí, hemos realizado la parte mecánica del Joystick, en la parte inferior, intenta colocar una caja de madera, con una base que sea pesada o hazla pesada, para que tengas cierta firmeza a la hora de realizar trucos en juegos de lucha en Neo Geo o Sega. No la realices de la misma superficie que la parte visual, aunque eso es cuestión de gustos, ahora, en lugar de desperdiciar una Raspberry Pi solo para esta tarea, utilizaremos un microcontrolador ESP32.

La electrónica

Por otro lado, he elegido, crear cables con sus terminales pala y DuPont, por la simplicidad para el cambio de una parte defectuosa, igualmente puedes optar por soldar los cables al ESP32 y a cada botón, incluido los del Joystick, aunque ya trae su cable y terminal.

Cortando un cable DuPont, dejando la parte hembra sana para poder conectar a la placa ESP32, y el extremo cortado soldado y sujetado a la terminal de pala hembra

Conexiones:

BLE Joystick con Selector de Mapeo

El siguiente código agrega un Microswitch de 4 bits, pero solo usamos 3 bits, por restricciones de los pines disponibles, pero se puede modificar con uso de multiplexores.  La idea es poder tener grabados diferentes mapeos, en este caso 8 mapeos, lo cual dependiendo el uso que le demos, cada bit o combinación de ellos activará un mapeo diferente, para ejemplo se usó el Sistema Operativo Batocera y se buscó no modificar en nada las configuraciones, es por esto que N64 y GameCube no son útiles en su totalidad, estos requieren elegir un core en lugar de un emulador (por defecto Mupen64), entrar a RetroArch pulsando HOTKEY+X (Select + B7) y modificar los botones faltantes. Pero como no es la causa de este tutorial, se lo deja así. Pero comentar que, si se deja el emulador por defecto, las modificaciones se deben hacer en el archivo batocera.conf.

Entonces, el siguiente código cuando los 3 bits estén en 0, es decir, todos apagados, contendrá la configuración detectada en Android y en Batocera esto será el modo indicado para hacer el mapeo requerido del Joystick.  

Conexión:

Código con Selector de Mapeo:

Batocera Mapping:

NES Mapping:

PSP Mapping:

NeoGeo Mapping:

Sega MegaDrive-Genesis Mapping:

Nintendo 64 Mapping:

Nintendo Gamecube Mapping:

Robótica Mapping:

Android Mapping:

UNIVERSAL Mapping:

PC Mapping: