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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK So schließen Sie einen Joystick von einer Spielekonsole an einen Computer an. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / TV Fans von Computerspielen begannen 1999, vertraute und praktische Joysticks von Videospielkonsolen mit ihren Computern zu verbinden, als das Softwarepaket DirectPad Pro, das kostenlos über das Internet vertrieben wurde, ihnen offenbar dienlich war. Es kommt jedoch häufig vor, dass ein völlig funktionsfähiger Joystick die Zusammenarbeit mit dem Computer verweigert. Der Autor bietet seine eigene Lösung für dieses Problem an und bietet auch die in vielen Spielen nützliche Möglichkeit, die Anzahl der gleichzeitig an den Computer angeschlossenen Joysticks zu erhöhen. Joysticks von Spielekonsolen werden über Adapter aus nur wenigen kleinen Dioden an die Parallelschnittstelle LPT1 oder LPT2 des Computers angeschlossen. Im Internet findet man leicht Anschlusspläne für Joysticks der Konsolen „Atari“, „TurboGrafX-16“, „Genesis“ („Sega Mega Drive-ll“), „NES“ („Dendy“), „PlayStation“ ( einschließlich des Joysticks „DUAL SHOCK“), „SuperNES“, „Sega Master System“, „Nintendo-64“, „Sega Saturn“, „Jaguar“, „Virtual Boy“. Die Joysticks selbst erfordern keine Modifikation und Arbeit, in der Regel ohne externe Nahrungsquelle. Die in den GUS-Staaten am häufigsten verwendeten Joysticks stammen von Dendy, PlayStation und Sega Mega Drive. Letztere sind leider grundsätzlich nicht mit einigen kürzlich entwickelten Computer-Motherboards kompatibel. Joysticks der ersten beiden Typen werden von zahlreichen Spieleliebhabern erfolgreich eingesetzt, die das DirectPad Pro-Paket auf ihren Computern installiert haben. Aber manchmal funktionieren Joysticks, die normal mit einer Spielekonsole interagieren, nicht, wenn sie an einen Computer angeschlossen sind. Darüber hinaus ist beim gleichzeitigen Anschluss mehrerer Joysticks an den LPT-Anschluss ein Verzicht auf eine externe Stromquelle nicht mehr möglich. Dafür gibt es zwei Hauptgründe. Erstens ist die Belastbarkeit der LPT-Anschlussleitungen, die zur Stromversorgung der Joysticks verwendet werden, unzureichend. Bereits unter einer Belastung von 3...4 mA ist der Füllstand logarithmisch. 1 (unter Berücksichtigung des Spannungsabfalls an den Adapterdioden) fällt unter das für den Betrieb des Joystick-Mikroschaltkreises erforderliche Minimum - 3 V. Zweitens zeigt sich der für CMOS-Mikroschaltkreise charakteristische Thyristoreffekt - ein plötzlicher starker Anstieg des Stromverbrauchs. Das letztere Phänomen ist mit dem Öffnen eines normalerweise sicher geschlossenen „parasitären“ Thyristors verbunden, der innerhalb der Mikroschaltung durch Abschnitte eines Halbleiterkristalls unterschiedlicher Leitfähigkeit gebildet wird. Dies wird möglich, wenn die Spannung am logischen Eingang der Mikroschaltung die Versorgungsspannung überschreitet und in der Regel beim Einschalten der Stromversorgung oder beim „heißen“ Wiederanschließen von Anschlüssen ohne Ausschalten der Stromversorgung auftritt. Dies sind genau die Situationen, die auftreten, wenn ein Joystick nach dem „Standard“-Schema an ein LPT angeschlossen wird. Die Spannung an seinen logischen Eingängen wird erhöht, da diese im Gegensatz zum Leistungsausgang ohne Trenndioden direkt mit den Portleitungen verbunden sind und von diesen keinen nennenswerten Strom verbrauchen. Verschärft wird die Situation durch den üblicherweise im Stromkreis des Joysticks vorhandenen Sperrkondensator, der sich beim Einschalten entlädt. Es muss gesagt werden, dass nicht alle CMOS-Chips im gleichen Maße anfällig für den Thyristoreffekt sind. Es ist beispielsweise typisch für die Mikroschaltungen KR537RU10, KR1146FP2, kommt aber selten in so gängigen Serien wie K561, KR1561 und vielen anderen vor, die mit speziellen Techniken hergestellt werden – Schutzringe, MOS-Transistoren mit vertikalem Kanal und Ringgate, SNS-Technologie ( Silizium auf Saphir). Verbesserte Diagramme zum Anschließen von Joysticks von Spielekonsolen an den LPT-Port sind in Abb. dargestellt. 1 (für „Dandy“) und Abb. 2 (für „Sony PlayStation“). Im Gegensatz zu den über das Internet verbreiteten Prototypen werden in beiden Fällen die herkömmlichen Siliziumdioden VD1-VD5 durch Schottky-Dioden, ähnliche Dioden VD6-VD11, ersetzt werden wieder eingeführt und entsprechend erhöht. Die Anzahl der Anschlüsse für Joysticks beträgt fünf und zwei. Wenn Sie nicht vorhaben, so viele Joysticks gleichzeitig zu verwenden, können die „zusätzlichen“ Anschlüsse natürlich weggelassen werden.
Die Kathoden aller bisher vorhandenen und neu eingeführten Dioden sind parallel geschaltet. Somit sind alle Port-Leitungen, auf denen der Log-Level liegt oder per Software eingestellt werden kann, an der Stromversorgung des Joysticks beteiligt. 1. Natürlich ist die Last ungleichmäßig auf die Leitungen verteilt; der Hauptanteil des Stroms kommt von der Leitung, deren Spannung etwas höher ist als die der anderen. Die Möglichkeit, fünf „Dendy“-Joysticks oder zwei „PlayStation“-Joysticks, einschließlich „DUAL SHOCK“, gleichzeitig mit Strom zu versorgen, wurde jedoch experimentell bestätigt. Die Dioden VD7, VD8 (siehe Abb. 1) oder VD7-VD9 (Abb. 2) erfüllen außerdem eine zusätzliche Funktion: Sie schützen den Joystick-Chip vor dem Thyristoreffekt und verhindern, dass die Spannung an seinen Eingängen um mehr als die Versorgungsspannung übersteigt der Gleichspannungsabfall an der Schottky-Diode. Diese Spannung überschreitet niemals den Wert, bei dem ein „normaler“ pn-Übergang innerhalb der Mikroschaltung geöffnet werden kann, was einen Thyristoreffekt hervorrufen kann. Der X1-Stecker, der in beiden Adapteroptionen in die LPT-Port-Buchse des Computers passt, ist DB-25M. Die Dioden VD1 - VD11 werden im Steckergehäuse platziert, direkt an die Kontakte angelötet und mit Polyvinylchlorid-Rohrstücken mit geeignetem Durchmesser gut isoliert. Kontaktnummern der Anschlüsse X2...X6 in Abb. 1 sind für DB-9M-Stecker angegeben, die zu „schmalen“ Kabelbuchsen von Joysticks passen. Ist der Anschluss eines Joysticks mit „breiter“ Buchse erforderlich, wird der DB-9M-Stecker durch einen DB-15M-Stecker ersetzt, unter Berücksichtigung der in der Tabelle angegebenen Unterschiede in der Belegung der Kontakte. Als X2-X6 können auch Stecker von defekten Videokonsolen verwendet werden.
Die letzte Option ist fast die einzige für PlayStation-Joysticks, da für X4 und X3 geeignete Buchsen (Abb. XNUMX, Ansicht von der Seite der Buchsen) nur in einer defekten Videokonsole zu finden sind. Wenn keine vorhanden ist, müssen Sie separate Buchsen in der erforderlichen Größe verwenden, die auf die entsprechenden Stifte der Kabelstecker gesteckt werden.
Die Länge der Kabel, die den Adapter mit den Buchsen (Steckern) der Joysticks verbinden, sollte 1 m nicht überschreiten. Verwenden Sie besser ein Flachbandkabel. Wenn Sie sich auf den Anschluss eines Joysticks beschränken, kann der Anschluss dafür am Gehäuse des X1-Steckers montiert werden. Sie können auf den Stecker ganz verzichten, indem Sie die Adern des Joystick-Kabels direkt an die Kontakte des X1-Steckers und die Anschlüsse der Dioden VD1 – VD11 anlöten. Natürlich kann ein solcher Joystick nicht mehr an eine Videokonsole angeschlossen werden. Für den vollen Betrieb von „DUAL SHOCK“-Joysticks mit Vibrationsrückmeldung ist es notwendig, 2 V Spannung von einer externen Quelle an den Anschluss X2 (siehe Abb. 7,5) zu liefern, was bei anderen Joystick-Typen nicht erforderlich ist. Die Quelle muss für einen Strom von mindestens 0,5 A (pro Joystick) ausgelegt sein. Manchmal empfiehlt es sich, die Spannung auf 9 V zu erhöhen, was den Rückstoßeffekt deutlich verstärkt. Dadurch kommt es jedoch zu einer Überhitzung der Vibratorwicklung. Ohne externe Stromversorgung bleibt der „DUAL SHOCK“-Joystick betriebsbereit, die Vibrationsrückmeldung funktioniert jedoch nicht. Als Dioden VD1 - VD11 sind zusätzlich zu den in den Diagrammen angegebenen Dioden KD923A oder andere kleine Schottky-Dioden geeignet. Als letzten Ausweg können Sie den regulären KD522B verwenden, dies erhöht jedoch die Wahrscheinlichkeit eines instabilen Betriebs einiger Joysticks. Alle Dioden müssen vom gleichen Typ sein. Die Dioden VD6, VD9...VD11 (siehe Abb. 1) bzw. VD6, VD10, VD11 (siehe Abb. 2) müssen nicht eingebaut werden, sofern dies nicht zu Ausfällen führt. Die Kommunikation zwischen Joysticks, die an den LPT-Port des Computers angeschlossen sind, und Spielprogrammen wird gewährleistet DirectPad Pro-Paket. Das Paket wurde 1999 von Earle F. Philhower III entwickelt. Die darin enthaltenen Treiber funktionieren unter Windows 9x unter Verwendung des DirectInput-Befehlssatzes der DirectX-Paketversionen 5.0 und älter. Durch die Installation des DirectPad Pro-Pakets erscheint ein neues Spielgerät im System – der „DPP-Joystick“. Installieren Sie DirectPad Pro in der folgenden Reihenfolge. Nachdem Sie einen separaten Ordner erstellt haben (z. B. unter dem Namen DPP) und das Archiv dpadpr50.zip darin entpackt haben, müssen Sie den Anweisungen „Arbeitsplatz“ – „Systemsteuerung“ – „Spielgeräte“ – „Hinzufügen“ – „Hinzufügen“ folgen " - „Von Datenträger installieren“, teilen Sie dem Betriebssystem des Computers den Ordnernamen mit. Wählen Sie in der angezeigten Dateiliste DirectPad Pro.inf aus, doppelklicken Sie auf „OK“ und wählen Sie das Gerät DirectPad Pro Standard und Force FeedBack aus. Suchen Sie als Nächstes den DirectPad Pro Controller (für den „Dendy“-Joystick und die reguläre „PlayStation“) oder den DirectPad Pro Force FeedBack Controller (für den „DUAL SHOCK“-Joystick) in der Liste der Spielgeräte. Wählen Sie durch Klicken auf die Schaltfläche „Eigenschaften“ den Controller aus – NES für „Dendy“ oder eine der fünf vom Computer angebotenen Optionen (normalerweise PSX Digital oder PSX Left Analog) für „PlayStation“. Es müssen nur noch die Identifikationsnummer (ID) des Joysticks (1 – für den ersten installierten, in aufsteigender Reihenfolge der Nummer – für die folgenden) und die Adresse des LPT-Ports angegeben werden, an den er angeschlossen wird. Die Portadresse können Sie nach folgendem Schema ermitteln: „Arbeitsplatz“ – „Systemsteuerung“ – „System“ – „Geräte“ – „COM- und LPT-Ports“. Jetzt müssen Sie nur noch den Joystick kalibrieren, indem Sie seine Tasten drücken und die Bewegungen des schwarzen Rechtecks innerhalb des weißen Quadrats auf der Registerkarte „Konfigurieren“ des Fensters „Eigenschaften“ beobachten (Abb. 4). Bei Fehlern erhöhen Sie im Reiter „Erweitert“ desselben Fensters den Wert des Parameters „PSX Scan Delay“ von 3 auf 10. Dort können Sie auch die Parameter Sinus, Rampe, Konst., Feder auswählen, die das beste Feedback liefern Effekt im „DUAL SHOCK“-Joystick.
Die meisten Programme, die den Betrieb von Videokonsolen auf dem IBM-PC simulieren, bieten Unterstützung für DPP-Joysticks. Sie können beispielsweise kostenlose Konsolenemulatoren von der Website „herunterladen“. . Im Prinzip können Sie mit dem DPP-Joystick die Bedienung jedes Computerprogramms steuern. Dafür gibt es mehrere kostenlose Emulatoren, zum Beispiel: joyemu41 (von Simone Zanella). Nach der Installation können alle zuvor mit der Maus ausgeführten Vorgänge mit dem DPP-Joystick ausgeführt werden. Zusatz Beim Anschließen des Joysticks von der Sega-Videokonsole an den LPT-Port gemäß dem vom Autor des DPP-Pakets empfohlenen Schema reagieren moderne IBM-kompatible Computer im Gegensatz zu ihren veralteten Versionen nicht auf das Drücken von UP/Z und DOWN/Y Tasten des Joysticks. Demzufolge Schema (in einer Datei namens genesis.gif) sind die genannten Tasten mit den STROBE- und AUTOFEED-Leitungen des LPT-Ports verbunden, deren Zustand durch die Bits 0 und 1 des Druckersteuerregisters angezeigt wird. Für den Programmierer ist dies Port 37AN (LPT1) oder 27AN (LPT2). Eine Erklärung zum Grund der Inkompatibilität konnte auf keiner Internetseite gefunden werden. Ich musste das Design von LPT-Port-Adaptern auf PCs verschiedener Generationen sorgfältig studieren. In Abb. 1a zeigt ein typisches Diagramm der Eingangs- und Ausgangsschaltungen eines Bits des Steuerregisters des „alten“ LPT-Adapters, der im IBM PC/XT, in seinen Klonen und in einigen Computern späterer Generationen verwendet wird. Der durch den Widerstand R1 belastete Open-Collector-Ausgang des Wechselrichters DD1 ist direkt mit dem Anschlusskontakt verbunden. Hier ist auch der Wechselrichtereingang DD2 angeschlossen. Bei der standardmäßigen Verwendung eines Registers zur Ausgabe von Druckersteuersignalen wiederholt sich der logische Pegel am Ausgang des Elements DD2 mit dem am Eingang des Elements DD1 anliegenden Pegel und der Pegel am Kontakt des Steckers X1.1 wird dadurch invertiert.
Der Sega-Joystick-Softwaretreiber verwendet einen illegalen Trick. Log Eintrag 0 im entsprechenden Bit des Steuerregisters am Ausgang des Elements DD1 wird ein hoher Spannungspegel eingestellt. In diesem Zustand ist der Ausgangstransistor des Wechselrichters DD1 geschlossen und hat keinen Einfluss auf den Betrieb des Geräts. Die Joystick-Taste SB1, die mit den Kontakten des Steckers X1 verbunden ist, verbindet beim Drücken den Eingang des Wechselrichters DD2 mit dem gemeinsamen Kabel. Das Auslesen des Steuerregisters des Computerprozessors führt dazu, dass das entsprechende Bit beim Loslassen der Taste 0 und beim Drücken 1 ergibt. In modernen Computern sind die Ein- und Ausgangsschaltungen des Steuerregisters nach einem anderen Schema aufgebaut, wie in Abb. 1,6 und die Elemente DD1.1-DD1.3 befinden sich in der Regel innerhalb des LSI. Die Logik des Standardbetriebs (nur Ausgabe) des Knotens bleibt dieselbe, die oben beschriebene Technik funktioniert jedoch nicht mehr. Daher reagiert der Computer nicht auf das Drücken der Joystick-Tasten UP/Z, DOWN/Y. Ein verbessertes Diagramm zum Anschließen eines Joysticks von einer Sega-Videokonsole an einen Computer ist in Abb. dargestellt. 2. Es weist drei Unterschiede zum Original auf. Zunächst wird das Signal der DOWN/Y-Taste auf den zuvor freien Pin 15 (ERROR) des X1-Steckers gelegt. Zweitens wurden die Transistoren VT1 und VT2 eingeführt, deren Basen Signale von den Tasten UP/Z und LEFT/X empfingen und deren Kollektoren miteinander und mit Pin 10 (ACKNLG) des X1-Steckers verbunden waren. Die Emitter der Transistoren sind jeweils mit den Pins 1 (STROBE) und 14 (AUTOFEEED) des Steckers X1 verbunden. Drittens wurde eine VD8-Diode hinzugefügt, die die Wahrscheinlichkeit eines „Thyristor“-Effekts im CMOS-Joystick-Chip verringert.
Die Position der DOWN/Y-Taste wird nun an Position 3 des Druckerstatusregisters an Adresse 379h für LPT1 bzw. 279h für LPT2 angezeigt. In Bit 6 desselben Registers wird je nach den per Software eingestellten Spannungspegeln an den Emittern der Transistoren die Position der UP/Z- oder LEFT/X-Taste angezeigt. Wenn zum Beispiel Pin 1 Low und Pin 14 High ist, ist der Transistor VT2 ständig geschlossen und VT1 ist offen, wenn er High ist, und geschlossen, wenn er Low auf der UP/Z-Leitung ist. Beim Invertieren der Pegel an den Pins 1 und 14 bleibt der Transistor VT1 ständig geschlossen und VT2 ist bei hohem Pegel offen und bei niedrigem Pegel auf der LEFT/X-Leitung geschlossen. Die Stromversorgung des Joysticks erfolgt über die VCC-Schaltung über die Isolationsdioden VD1-VD8 aus acht Leitungen des LPT-Ports, von denen auf sieben (Pins 3-9 des X1-Steckers) ständig ein hoher logischer Pegel anliegt. Die Stromaufnahme des Joysticks hängt von der Anzahl der gleichzeitig gedrückten Tasten ab und beträgt in der Regel nicht mehr als 2...4 mA. Die Joystick-Versorgungsspannung überschreitet nicht 3,5...3,8 V (VD1-VD8 - Schottky-Dioden im Diagramm angegeben) oder 3,1...3,4 V (normale Siliziumdioden). Alle Elemente des Adaptergeräts können im Kunststoffgehäuse des 25-poligen DB-25M-Steckers (X1) untergebracht und mit ihren Anschlüssen direkt an die Kontakte angelötet werden. Der DB-9M-Stecker (X2) wird über ein flaches neunadriges Kabel oder ein Bündel mehradriger isolierter Drähte mit einem Querschnitt von mindestens 0,2 mm2 und einer Länge von nicht mehr als 1,5 m mit den anderen Elementen verbunden. Widerstände – alle kleinen. Die Werte von zwei davon (R1 und R3) sind unkritisch und können zwischen 22 und 82 kOhm liegen. Transistoren – KT315, KT312, KT3117 mit beliebigen Buchstabenindizes oder anderen Silizium-NP-P-Strukturen mit geringer Leistung. Transistoren mit einem ultrahohen (mehr als 250) h21E-Koeffizienten sollten nicht verwendet werden. Die Schottky-Dioden 1N5819 können durch ähnliche Dioden KD923A ersetzt werden. Wenn Sie herkömmliche Siliziumdioden, zum Beispiel KD522B, einbauen, sinkt die Versorgungsspannung des Joysticks, was bei einigen Exemplaren zu Fehlfunktionen führen kann. Um sich an die neue Methode zum Anschließen des Joysticks von der Sega-Konsole anzupassen, wurden Änderungen an den Dateien dpadpro.vxd und dpadpro.dll des DPP-Pakets Version 5.0 vorgenommen. Das aktualisierte Paket (Versionsnummer geändert auf 6.0) ist im Archiv dpadpr60.zip gepackt, wo der C++-Ordner auch den Quelltext der neuen Joystick-Abfrageroutine enthält. Wenn Sie ein neues Paket auf Ihrem Computer installieren, befolgen Sie die Empfehlungen des oben genannten Artikels und wählen Sie den „Genesis“-Controller (Joystick mit den Tasten AUF, AB, LINKS, RECHTS, A, B, C, START) oder „Genesis 6-Taste“ aus. (hinzugefügte Schaltflächen) in der entsprechenden Phase des Prozesses X, YZ, MODUS). Bei der Arbeit mit Joysticks anderer Videokonsolen unterscheidet sich die neue Version nicht vom Original 5.0. Wenn bei der Kalibrierung eine fehlerhafte Reaktion des Computers auf das Drücken der Joystick-Tasten festgestellt wird, liegt die Ursache meist in Installationsfehlern des passenden Geräts. Das DPP-Paket ist für den Einsatz in einer Windows-9x-Umgebung konzipiert. Für Windows 2000/XP-Betriebssysteme ist ein zusätzlicher „NTPAD XP“-Treiber erforderlich. DPP-Softwarepaket Version 6.0. Autor: S. Ryumik, Tschernihiw, Ukraine
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