Le retour de l’interface USB HID !

Introduction

Quand les potes disent vouloir jouer à DCS World en multijoueurs, l’électronicien qui sommeil en moi se dit « Il me faut plus de boutons ! ». En effet, les périphériques de jeux habituels sont relativement peu pourvus en boutons, et démarrer un avion de chasse est un peu plus complexe que démarrer une Twingo. L’idée a donc germée de concevoir une électronique vue comme un joystick et proposant des entrées tout ou rien et/ou analogiques. Il est ainsi possible de réaliser son tableau de bord, avec de vrais boutons, des étiquettes… Bref, on s’y croirait.

Conception de la carte

Spécifications

Comme on ne change pas une équipe qui gagne, je suis reparti de ma première version de l’interface USB HID. Voici quelques éléments en vrac:

• Alimentation par le bus USB
• MCU : PIC18F4550 cadencé à 48MHz par un quartz 24MHz
• Carte compacte
• pas de composants additionnels à prévoir pour les entrées tout ou rien
• 16 entrées ToR
• 8 entrées analogiques 10 bits

Il me fallait écouler un vieux stock de PIC18F4550 en format DIP40, donc le CMS sera pour une prochaine réalisation. Les entrées se font sur des borniers à vis au pas de 2.54mm. Les résistances de pull-up internes au PIC permettent d’exploiter directement les ports B et D en tout ou rien. Le port A est utilisé en entrées analogiques.

Schéma et PCB

Le schéma de la carte ne constitue en rien une révolution. On retrouve presque à l’identique celui de ma première interface.

L’implantation est par contre beaucoup plus compacte.

Réalisation

Pour une fois, j’ai décidé de sous traiter la fabrication des circuits (au-delà d’un exemplaire, la gravure à la fraiseuse n’est pas franchement efficace). J’ai donc envoyé tout ça chez les chinois (NextPCB pour ne pas les citer). Le résultat est impeccable, pour un prix de revient d’1.60€/pièce, port compris :

Seul petit bémol : la durée de livraison pour l’expédition économique : compter plusieurs semaines. Place à la soudure !

Programmation

Là encore, rien de révolutionnaire : le code est écrit en C avec MikroC for PIC. Les PIC sont ensuite flashés en série grâce à un PicKit et MPLAB IPE.

Le descripteur HID déclare donc 16 entrées switch et 8 axes analogiques:

hid_rpt_desc =
  {
    0x05, 0x01,                    // USAGE_PAGE (Generic Desktop)
    0x15, 0x00,                    // LOGICAL_MINIMUM (0)
    0x09, 0x04,                    // USAGE (Joystick)
    0xa1, 0x01,                    // COLLECTION (Application)
    0x05, 0x02,                    //   USAGE_PAGE (Simulation Controls)
    0x09, 0xbb,                    //   USAGE (Throttle)
    0x09, 0xc5,                    //   USAGE (Brake)
    0x15, 0x00,                    //   LOGICAL_MINIMUM (0)
    0x26, 0xff, 0x00,              //   LOGICAL_MAXIMUM (255)
    0x75, 0x08,                    //   REPORT_SIZE (8)
    0x95, 0x02,                    //   REPORT_COUNT (2)
    0x81, 0x02,                    //   INPUT (Data,Var,Abs)
    0x05, 0x01,                    //   USAGE_PAGE (Generic Desktop)
    0x09, 0x01,                    //   USAGE (Pointer)
    0xa1, 0x00,                    //   COLLECTION (Physical)
    0x09, 0x30,                    //     USAGE (X)
    0x09, 0x31,                    //     USAGE (Y)
    0x09, 0x32,                    //     USAGE (Z)
    0x09, 0x33,                    //     USAGE (Rx)
    0x09, 0x34,                    //     USAGE (Ry)
    0x09, 0x35,                    //     USAGE (Rz)
    0x95, 0x06,                    //     REPORT_COUNT (6)
    0x81, 0x02,                    //     INPUT (Data,Var,Abs)
    0xc0,                          //   END_COLLECTION
    0x05, 0x09,                    //   USAGE_PAGE (Button)
    0x19, 0x01,                    //   USAGE_MINIMUM (Button 1)
    0x29, 0x10,                    //   USAGE_MAXIMUM (Button 16)
    0x15, 0x00,                    //   LOGICAL_MINIMUM (0)
    0x25, 0x01,                    //   LOGICAL_MAXIMUM (1)
    0x75, 0x01,                    //   REPORT_SIZE (1)
    0x95, 0x10,                    //   REPORT_COUNT (16)
    0x55, 0x00,                    //   UNIT_EXPONENT (0)
    0x65, 0x00,                    //   UNIT (None)
    0x81, 0x02,                    //   INPUT (Data,Var,Abs)
    0xc0                           // END_COLLECTION
  };

Le rapport USB associé est le suivant:

Utilisation

Le câblage des entrées analogiques peut exploiter l’alimentation de la carte (5V sur USB) pour utiliser des potentiomètres:

Le câblage des boutons se fait entre la broche d’entrée et la masse. La résistance de pull-up interne s’occupe de polariser l’entrée quand le bouton est ouvert.

Une fois le tout branché et l’USB relié au PC, Windows devrait voir un nouveau périphérique de jeu:

Conclusion

Il ne reste qu’à faire la mécanique !