Construimos un gamepad inalámbrico para móvil y pC
Hace un año y un mes hicimos un mando para jugar al ordenador. Sin embargo tenía muchos fallos. Los botones no tenían almohadillas y la carcasa era de metacrilato, por lo que jugar con el no era muy cómodo. También faltaban los botones R2 y L2, los cuales son dos botones imprescindibles para poder jugar bien. Por ello hemos decidido hacer una segunda versión en la que hemos solucionado todos estos problemas y además hemos añadido nuevas mejoras.
Resumen del proyecto gamepad inalámbrico
La PCB del nuevo mando tiene varias diferencias respecto a la primera versión. Esta vez el microcontrolador es una ESP32. Además hemos puesto solo el microcontrolador, no la placa de desarrollo completa.
De esta forma, como la ESP32 ya tiene una antena bluetooth, no es necesario añadir una aparte. Además como el mando es inalámbrico, la PCB cuenta con un circuito de potencia basado en los chips TP4056 y DW10A, que controlan la carga y descarga de la batería.
En cuanto a mejorar la comodidad, aunque la estructura de metacrilato nos gustaba mucho estéticamente, para el nuevo mando hemos diseñado una carcasa 3D. Ahora es mucho más cómodo jugar con el. Y por cierto el diseño también cuenta con la almohadillas para los botones.
Y a lo mejor te estás preguntando qué pasa con los botones gatillos. Pues hemos diseñado una PCB muy sencilla de las cuales necesitamos 2 unidades. Lo bueno es que en JLCPCB mínimo te envían 5 PCBs por cada diseño así que no hay problema. En una de estas PCBs se sueldan los botones de R1 y R2, en la otra L1 y L2, y se enganchan a la PCB principal a través de unos conectores.
Lista de materiales
- 2 x Joysticks COM-09032
- 15 x Botones PTS525SM15SMTR2LFS
- 1 x ESP32-WROOM-32E
- 2 x Condensadores de 1uF
- 1 x Condensadores de 0.1uF
- 2 x Condensadores de 10uF
- 1 x Condensador de 100uF
- 1 x Resistencia de 100Ohms
- 2 x Resistencias de 1kOhms
- 2 x Resistencias de 10kOhms
- 1 x Interruptor PCM12SMTR
- 1 x LED de color rojo
- 1 x LED de color azul, verde o blanco
- 2 x Pulsadores estándar (seguramente tengas en casa)
- 1 x Regulador de voltaje AP2112K-3.3
- 1 x FS8205A
- 1 x DW01A
- 1 x TP4056
- 1 x Resistencia de 1.2kOhms
- 1 x Batería de litio
- 1 x Mico USB
Los botones estándar, que son los que utilizamos como botón de Reset y Boot en la PCB, son los pulsadores típicos que están incluidos en cualquier kit, así que seguramente ya tengas en casa. El regulador de voltaje AP2112K-3.3 lo hemos sacado de una Wemos D1 Mini que no funcionaba. De todas formas tu lo puedes comprar si no quieres estropear una Wemos D1 Mini para sacar el regulador.
En cuanto a la batería de litio, nosotros ya teníamos una. Si necesitas comprarla, a lo mejor la puedes encontrar en alguna tienda online de tu país o en tiendas chinas como Aliexpress.
El resto de componentes que no tienen enlace los hemos sacado del módulo TP4056. Ten en cuenta que tiene que ser el módulo que tiene la función de controlador de carga y descarga. Hay algunos módulos TP4056 que solo cuentan con la parte de carga. Aquí tienes el enlace de un módulo TP4056 completo, con ambas funciones.
Instrucciones para construir el gamepad inalámbrico
Lo primero que necesitas para poder repetir el gamepad son los diferentes archivos que hemos creado. Los puedes descargar en este enlace: repositorio del gamepad inalámbrico para móvil y PC.
Mandar a fabricar las PCBs
Entre todos los archivos encontrarás dos carpetas comprimidas llamadas «Gamepad_Gerber» y «Triggers_Gerber».
Sirven para que puedas pedir las PCBs. Simplemente tienes que subirlas a JLCPCB tal y como mostramos en el vídeo. Primero una y luego la otra. Respecto a las opciones, nosotros hemos cambiado el color, hemos elegido la opción de LeadFree HASL y también hemos eliminado el número de orden que suele llevar la PCB. Todo esto es opcional. Puedes dejar las opciones que están puestas por defecto al subir la carpeta Gerber.
Soldar los componentes
Una vez te llegan los componentes y las PCBs puedes empezar a soldar. Los condesadores, resistencias y botones da igual si los pones de un lado u otro. Sin embargo, si importa que elijas el valor correcto para cada componente de la PCB.
Para que puedas elegir bien en el repositorio hay una carpeta llamada «Gamepad V2» que guarda los archivos de KiCad. Puedes abrir el esquema eléctrico y ver el valor para cada componente. Por ejemplo, si quieres soldar el componente «C3», que es un condensador, tienes que buscar en el esquema el componente que tenga la etiqueta C3. Al lado aparecerá su valor. En este caso «C3» tiene un valor de 1uF, así que ya sabes que tienes que soldar un condensador de ese valor.
También hay una carpeta llamada «Gamepad R1 R2 L1 L2». Son los archivos de KiCad de las PCBs de los gatillos. De todas formas en estas PCBs solo se montan dos botones así que no es necesario que compruebes nada.
Respecto a los chips, por ejemplo el TP4056, si tiene mucha importancia de que lado lo pongas. Fíjate que en la PCB hay un pequeño punto blanco al lado de la huella del chip. Los chips también tienen un punto en su carcasa. Si no lo ves puedes utilizar una lupa. Estos puntos deben coincidir cuando pongas el chip en la PCB.
Ya para terminar, los joysticks solo hay una manera de ponerlos así que no es posible equivocarse. Por otro lado, cuando sueldes las PCBs de los gatillos a la PCB del mando, intenta que queden a 90º.
Subir un programa al gamepad inalámbrico
Para poder subir el código, el cual también está en el repositorio, tienes que conectar el módulo FTDI. Son 4 conexiones. El pin Rx del módulo FTDI se conecta al agujero llamado Tx en la PCB, y el Tx al Rx. Para ver cual agujero es cual puedes abrir el editor de PCB de KiCad. GND se conecta a GND y VCC a VCC.
Una vez tienes el módulo conectado tienes que mantener el botón «SW3» pulsado. Le das a subir el programa. Cuando en la ventana de mensajes que hay abajo en el Arduino IDE aparezca la palabra «Connecting» y puntos suspensivos, debes pulsar el botón «SW2» y soltarlo.
Cuando veas que el programa empieza a subirse ya puedes soltar el botón «SW3».
Respecto al software, aun puede mejorarse mucho. Seguramente lo vayamos actualizando. En la línea 70 del código hay una variable llamada «gamepadMode» cuyo valor es «ANDROID». Si quieres jugar al móvil debes dejarlo tal cual está. Sin embargo, si quieres jugar al PC debes sustituir «ANDROID» por «PC».
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Diseño e impresión 3D de la carcasa
Nosotros para imprimir la carcasa del mando hemos utilizado una altura de capa de 0.24 mm, excepto para los botones que hemos usado 0.12 mm. Además necesitas poner soportes, pero solo en zonas con mucha inclinación. Por ello nosotros hemos puesto un Support Overhang Angle de 70º.
Por último, ten en cuenta que los soportes de los gatillos tienes que pegarlos en la estructura después de haber colocado los botones de los gatillos. Aquí abajo te dejamos una foto para que sepas a qué pieza nos referimos. Es la roja.
