{"id":3083,"date":"2021-01-20T22:31:38","date_gmt":"2021-01-20T22:31:38","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/?p=3083"},"modified":"2021-01-20T22:36:19","modified_gmt":"2021-01-20T22:36:19","slug":"consola-con-mando-arduino","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/consola-con-mando-arduino\/","title":{"rendered":"PROYECTO VIDEOCONSOLA CON MANDO"},"content":{"rendered":"\n
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  • \"\"<\/figure><\/li>
  • \"\"<\/figure><\/li><\/ul>
    Vista general \/ Vista tarsera<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    MIEMBROS DEL EQUIPO<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    • \u00c1lvaro Garc\u00eda Sierra<\/strong><\/li>
    • Javier Balenzategui Garc\u00eda<\/strong><\/li>
    • Javier Vico Gallego<\/strong><\/li>
    • Jorge Molina Tirado<\/strong><\/li><\/ul>\n\n\n\n

      INTRODUCCI\u00d3N<\/strong><\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

      En este proyecto se ha decidido realizar un sistema embebido. Puesto que la mayoria de miembros del equipo pertenec\u00edan al doble grado en Dise\u00f1o y Desarrollo de Videojuegos + Ingenier\u00eda de Computadores, se decidio por enfocarlo a la creaci\u00f3n de una consola con mando implementada con arduino. <\/p>\n\n\n\n

      El proyecto esta compuesto principalmente por 4 partes: la consola, que contiene una raspberry overclockeada, un proyector, unos altavoces y un mando con bater\u00edas y bluetooth.<\/p>\n\n\n\n

      \n
      \"\"
      Bocetos iniciales del proyecto<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

      MATERIAL<\/strong> EMPLEADO<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      Material<\/strong><\/td>Cantidad<\/strong><\/td><\/tr>
      Arduino Pro MICRO<\/td>1<\/td><\/tr>
      Botones<\/td>8<\/td><\/tr>
      Joysticks<\/td>2<\/td><\/tr>
      M\u00f3dulo Bluetooth HC-06<\/td>1<\/td><\/tr>
      Baterias 18650<\/td>2<\/td><\/tr>
      Fuente de alimentacion USB tipo C<\/td>1<\/td><\/tr>
      Cable Micro HSDMI<\/td>1<\/td><\/tr>
      Leds<\/td>3<\/td><\/tr>
      Controlador<\/td>1<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

      COMPONENTES<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      Mando de la consola<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

      Para esta parte se ha necesitado un mando de tama\u00f1o no excesivamente grande, para poder adaptarlo al manejo ergon\u00f3mico que se pretend\u00eda para el usuario. <\/p>\n\n\n\n

      Esto implic\u00f3 la necesidad de un controlador arduino lo suficientemente peque\u00f1o como para que pudiera funcionar dentro del mando sin a\u00f1adir m\u00e1s volumen del necesario. Este mando dispone de bater\u00edas externas para evitar que se tenga que conectar constantemente a la alimentaci\u00f3n, por lo que se utiliz\u00f3 un m\u00f3dulo bluetooth. Tambi\u00e9n se requiri\u00f3 de varios botones\/pulsadores, dos joysticks y  cables internos.<\/p>\n\n\n\n

      Para la construcci\u00f3n del mando se emple\u00f3 un Arduino PRO MICRO<\/strong>,<\/em> con un total de 8 botones<\/strong> y 2 joysticks<\/strong>. El proceso de construccion e implementaci\u00f3n del mando const\u00f3 de 2 partes: mando original <\/em>del proyecto y un intento fallido de mando avanzado <\/em>(+ bluetooth, + caragdor de pilas).<\/p>\n\n\n\n

      • Mando original<\/strong><\/li><\/ul>\n\n\n\n

        Utilizando la librer\u00eda \u201cJoystic.h\u201d<\/em><\/strong> el arduino ser\u00e1 visto como un GamePad. Mediante INPUT_PULLUP<\/strong> se recibe la se\u00f1al de los botones sin necesidad de alimentaci\u00f3n adicional:<\/p>\n\n\n\n

        #include <Joystick.h>\n#define ENABLE_PULLUPS\nJoystick_ joystick;<\/code><\/pre>\n\n\n\n
        Definimos las entradas de los botones e inicializamos el joystick<\/strong>:<\/p>\n\n\n\n
        void setup() {\npinMode(2,INPUT_PULLUP);\npinMode(3,INPUT_PULLUP);\njoystick.begin();<\/code><\/pre>\n\n\n\n
        Para usar el joystick, se leen pines anal\u00f3gicos del eje X y el Y del Joystick <\/strong>y mediante  Joystick.h<\/strong> las entradas se codifican para el  uso del gamepad (si los Joystick no funcionan correctamente se deben mapear las entradas). Ejemplo de joystick:<\/p>\n\n\n\n
        void loop() {\njoystickDerX = analogRead(A0);\njoystick setRxAxis(joystickDerX);\njoystickDerY = analogRead(A1);\njoystick setRyAxis(joystickDerY);\n}<\/code><\/pre>\n\n\n\n
        Para los botones, tambi\u00e9n en el bucle loop, leemos las entradas digitales <\/strong>en bucle (empezando por 2 debido a la posici\u00f3n de los pines del arduino micro) y cuando se recibe un input la se\u00f1al es codificada <\/strong>para el uso de un gamepad, presionando el bot\u00f3n. De no ser as\u00ed el bot\u00f3n no estar\u00e1 activado.<\/p>\n\n\n\n
        for(int i = 2; i<=botones; i++) {\n  if(digitalRead(i) == LOW) {\n     joystick.pressButton(i-2);\n  }\n  else {\n     joystick.releaseButton(i-2);\n  }\n  delay(10);\n} <\/code><\/pre>\n\n\n\n
        \"\"
        Esquema <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
        Finalmente, para la construcci\u00f3n<\/strong> se decidi\u00f3n colocar los botones y los joysticks en una carcasa hecha a mano de forma que se emula el aspecto de un mando de videojuegos.<\/p>\n\n\n\n
        • \"\"<\/figure><\/li>
        • \"\"<\/figure><\/li><\/ul>
          Carcasa del mando por delante \/ carcasa del mando por detr\u00e1s<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
          • Mando avanzado (+ bluetooth, +cargador de pilas)<\/strong><\/li><\/ul>\n\n\n\n
            Para las futuras mejoras del mando se recomienda el uso de un m\u00f3dulo RN42<\/strong> o cambiar el firmware de otro m\u00f3dulo bluetooth mediante un FTDI BREAKOUT PORT.  Tambi\u00e9n se debe conectar una bater\u00eda auxiliar, se recomienda el uso de 2 pilas 18650<\/strong> en serie (2×3.7V = 7.2V) junto con un m\u00f3dulo cargador de pilas para alimentar el arduino y todos sus componentes incluyendo un m\u00f3dulo bluetooth HC-06<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n
            \"\"
            Esquema aproximado en protoplaca. DERECHA: m\u00f3dulo bluetooth HC-06. IZQUIERDA: modulo cargador de pilas 18650<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
            Para el montaje de esta segunda versi\u00f3n fallida del proyecto se cosntruy\u00f3 una carcasa de mando mediante una impresora 3D<\/strong> que emula a la perfecci\u00f3n un mando de consola de videojuegos actual.<\/p>\n\n\n\n
            \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n
            \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n
            Consola\/Raspberry Pi 4<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n
            Para la consola se us\u00f3 una Raspberry Pi 4 con 4GB de RAM, un adaptador WI-FI y un m\u00f3dulo Bluetooth. Se decidi\u00f3 por este modelo debido a su gran eficiencia y comodidad. <\/p>\n\n\n\n
            Para mejorar el rendimiento general del sistema, y en los videojuegos que se icorporar\u00e1n posteriormente en la consola, se realiz\u00f3 un Overclock a la Raspberry, al procesador ARM y a la GPU espec\u00edficamente.<\/p>\n\n\n\n
            Se tuvo la idea de usar el emulador \u201cRETROPIE\u201d para poder jugar a los videojuegos con las ROMs de diversas consolas cl\u00e1sicas (en este caso la ATARI 7800 y SEGA MASTERSYSTEM). Para conseguirlo, se ha sobrepuesto el emulador sobre del sistema operativo de Raspbian utilizando una versi\u00f3n multiplataforma del emulador \u201cRETROARCH\u201d. <\/p>\n\n\n\n
            Se decidi\u00f3 descargar una versi\u00f3n especial de chromium que permite reproducir contenido multimedia como los servicios proprocionados HBO, NETFLIX o PRIME VIDEO, de tal forma que se pueda utilizar la consola como una fuente general de contenido y entretenimiento sin centrarse unicamente en los videojuegos.<\/p>\n\n\n\n
            Antes de explicar montaje de la consola primero se explicar\u00e1 los pasos realizado para la configuraci\u00f3n de la raspberry. <\/p>\n\n\n\n
            • CONFIGURACI\u00d3N DE REFRIGERACI\u00d3N:<\/strong> <\/li><\/ul>\n\n\n\n
              Se ha agregado un ventilador a la  vez que diferentes disipadores para poder refrigerar la Raspberry y evitar que se pueda sobrecalentar. El ventilador va conectado a los pines de 5V para poder obtener la m\u00e1xima velocidad posible.<\/p>\n\n\n\n
              •  OVERCLOCK<\/strong> DEL PROCESADOR Y LA GPU: <\/strong><\/li><\/ul>\n\n\n\n
                La versi\u00f3n base de Raspberry PI adquirida trae una frecuencia de reloj de procesador de 1.5GHz, y en la GPU de 500MHz. Para poder overclockear ambas frecuencias hemos utilizado el siguiente c\u00f3digo en el terminal:<\/p>\n\n\n\n
                sudo nano \/boot\/config.txt<\/code><\/pre>\n\n\n\n
                De esta forma se accede a la configuraci\u00f3n de la raspberry. Acto seguido se a\u00f1aden las siguientes l\u00edneas de c\u00f3digo:<\/p>\n\n\n\n
                over_voltage=4\narm_freq=1750\ngpu_freq=750<\/code><\/pre>\n\n\n\n
                De esta forma se aumenta el voltaje y establecemos el procesador en 1.75GHz y la GPU en 750MHz.<\/p>\n\n\n\n
                • INSTALACI\u00d3N DE CHROMIUM MEDIA EDITION:<\/strong> <\/li><\/ul>\n\n\n\n
                  Para que la consola ofrezca m\u00e1s servicios de entretenimiento adem\u00e1s del gaming, hemos optado por descargar esta versi\u00f3n de Chromium que nos permite reproducir cualquier tipo de contenido multimedia: YouTube, Netflix, HBO, ect.<\/p>\n\n\n\n
                  sudo su\ncd \/usr\/lib\/chromium-browser\nwget http:\/\/blog.vpetkov.net\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/libwidevinecdm.so\nunzip libwidevinecdm.so_.zip && chmod 755 libwidevinecdm.so\nwget http:\/\/blog.vpetkov.net\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/chromeos-browser.desktop.zip\nunzip chromeos-browser.desktop.zip && mv chromeos-browser.desktop \/usr\/share\/applications<\/code><\/pre>\n\n\n\n
                  • INSTALACI\u00d3N DE RETROPIE:<\/strong>\u00a0<\/li><\/ul>\n\n\n\n
                    Para instalar RETROPIE se ha usado el enlace oficial del hilo de RETROPIE en GitHub. Esto permitir\u00e1 ejecutarlo de forma manual una vez se inicie la consola. En este caso se deliber\u00f3 instalar diversas ROMs de varias consolas como ATARI 7800 y SEGA MASTER SYSTEM.<\/p>\n\n\n\n
                    sudo apt update\nsudo apt upgrade\ncd Downloads\ngit clone --depth=1https:\/\/github.com\/RetroPie\/RetroPie-Setup\ncd RetroPie-Setup\nchmod +x retropie_setup.sh\nsudo .\/retropie_setup.sh<\/code><\/pre>\n\n\n\n
                    Para poder utilizar RETROPIE mediante un USB donde se guardan las diferentes ROMs, se descarg\u00f3 e instal\u00f3 el packcage opcional de USBROMSERVICE. El USB tambi\u00e9n fue formateado a FAT32 para poder utilizarlo. Adicionalmente, se tuvo que activar la SHELL SSH y desactivar el driver gr\u00e1fico experimental GL para el correcto funcionamiento del emulador.<\/p>\n\n\n\n
                    A continuacion se explica el proceso de montaje de la consola<\/strong><\/p>\n\n\n\n
                    C\u00f3mo envoltorio principal se ha usado una caja de madera prefabricada y se ha perforado para mantener una correcta ventilaci\u00f3n, para  la salida de audio, para acceder a los puertos USB y para extarer los cables entre los que se encuentran el HDMI y alimentaci\u00f3n. Los altavoces fueron desmontados. Se han reutilizado las dos pantallas, el controlador de audio (junto a los botones de encendido y el potenci\u00f3metro de volumen) y el transformador de corriente (y se ha atornillado todo a la caja).<\/p>\n\n\n\n
                    \"\"
                    ROJO: controlador de audio y volumen. AMARILLO: transformador de corriente altavoces. NARANJA: altavoces. VERDE: controlador de leds. AZUL: rapsberry<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
                    Por \u00faltimo, y por est\u00e9tica, se ha reutilizado una tira con 3 LEDs para iluminar la caja en su interior, adem\u00e1s de un peque\u00f1o teclado Bluetooth para navegar por el emulador y el sistema operativo que act\u00faa como tapa de la caja (sellado con tornillos, silicona y velcro).<\/p>\n\n\n\n
                    \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n
                    Proyector<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n
                    En cuanto al display de la consola, se reutiliz\u00f3 un proyector disponible previamente, de la marca Ogima. A pesar de que ya dispon\u00eda un sistema de audio integrado, se utilizado otro para mejorar la calidad.<\/p>\n\n\n\n
                    \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n
                    Altavoces<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n
                    Para el audio se decidi\u00f3  aprovechar unos altavoces antiguos, los cuales fueron desmontados, y se reutiliz\u00f3 el controlador como transformador de corriente. Los altavoces se conectan a la Raspberry mediante un cable Minijack y adem\u00e1s se puede regular el volumen.<\/p>\n\n\n\n
                    C\u00d3DIGO<\/strong> COMPLETO<\/strong><\/p>\n\n\n\n
                    #include <Joystick.h>\n#define ENABLE_PULLUPS\n\nJoystick_ joystick;\nint joystickDerX = 0;\nint joystickDerY = 0;\nint joystickIzqX = 0;\nint joystickIzqY = 0;\n\/\/const bool testAutoSendMode = false;\n\nint botones = 10; \nvoid setup() \n{\n  pinMode(2, INPUT_PULLUP);\n  pinMode(3, INPUT_PULLUP);\n  pinMode(4, INPUT_PULLUP);\n  pinMode(5, INPUT_PULLUP);\n  pinMode(6, INPUT_PULLUP);\n  pinMode(7, INPUT_PULLUP);\n  pinMode(8, INPUT_PULLUP);\n  pinMode(9, INPUT_PULLUP);\n  pinMode(10, INPUT_PULLUP);\n  pinMode(16, INPUT_PULLUP);\n  pinMode(15, INPUT_PULLUP);\n  pinMode(14, INPUT_PULLUP);\n\n  joystick.begin();\n}\n\nvoid loop() \n{\n  joystickDerX = analogRead(A0); \/\/el valor del eje derecho del joystick lo recogeremos por el pin analogico 2\n  \/\/joystickDerX = map(joystickDerX,0,1023,255,0); \/\/mapeamos la variable\n  joystick.setRxAxis(joystickDerX);\n\n  joystickDerY = analogRead(A1); \/\/el valor del eje derecho del joystick lo recogeremos por el pin analogico 2\n  \/\/joystickDerY = map(joystickDerY,1023,0,255,0); \/\/mapeamos la variable\n  joystick.setRyAxis(joystickDerY);\n\n  joystickIzqX = analogRead(A2); \/\/el valor del eje derecho del joystick lo recogeremos por el pin analogico 2\n  \/\/ joystickIzqX = map(joystickIzqX,0,1023,255,0); \/\/mapeamos la variable\n  joystick.setXAxis(joystickIzqX);\n\n  joystickIzqY = analogRead(A3); \/\/el valor del eje derecho del joystick lo recogeremos por el pin analogico 2\n  \/\/joystickIzqY = map(joystickIzqY,0,1023,255,0); \/\/mapeamos la variable\n  joystick.setYAxis(joystickIzqY);\n\n  \/\/Leemos una entrada digital \n  for(int i = 2; i<=botones; i++)\n  {\n    if(digitalRead(i) == LOW) joystick.pressButton(i-2);\n    else joystick.releaseButton(i-2);\n    delay(10);\n  }\n  \n  for(int i = 14; i<=16; i++)\n  {\n    if(digitalRead(i)==LOW) joystick.pressButton(i-4);\n    else joystick.releaseButton(i-4);\n    delay(10);\n  } \n}<\/code><\/pre>\n\n\n\n
                    VIDEO DEMOSTRACI\u00d3N<\/strong><\/p>\n\n\n\n