Cхемы и особенности подключения джойстиков игровых приставок к PC

В персональных компьютерах в играх для управления в основном используются клавиатура и мышь. Однако, в некоторые игры удобнее играть при помощи джойстика или геймпада, например в автосимуляторы или спортивные - футбол, хоккей и т.д. Для этой цели можно применить джойстики от игровых приставок. Любители компьютерных игр начали подключать привычные и удобные джойстики от игровых видео приставок к своим компьютерам с 1999 г., когда для их обслуживания появился программный пакет DirectPad Pro, бесплатно распространяемый через Интернет. Но нередко случается, что вполне исправный джойстик отказывается работать с компьютером. Предлагается решение этой проблемы, предоставляя к тому же полезную во многих играх возможность увеличить число одновременно подключенных к компьютеру джойстиков.

Джойстики от игровых приставок соединяют с параллельным портом LPT1 или LPT2 компьютера через переходники всего из нескольких малогабаритных диодов. В Интернете несложно найти схемы подключения джойстиков от приставок "Atari", "TurboGrafX-16", "Genesis" ("Sega Mega Drive-ll"), "NES" ("Dendy"), "PlayStation" (в том числе джойстик "DUAL SHOCK"), "SuperNES", "Sega Master System", "Nintendo-64", "Sega Saturn", 'Jaguar", "Virtual Boy". Сами джойстики никакой переделки не требуют и работают, как правило, без внешнего источника питания.

Наиболее распространены в странах СНГ джойстики от "Dendy", "PlayStation" и "Sega Mega Drive". Последние, к сожалению, принципиально несовместимы с некоторыми материнскими платами компьютеров недавней разработки.

Джойстики первых двух типов успешно используют многочисленные любители игр, установившие на своих компьютерах пакет DirectPad Pro.

Но иногда джойстики, нормально взаимодействующие с игровой приставкой, отказываются работать, будучи подключенными к компьютеру. К тому же при подключении к LPT-порту нескольких джойстиков одновременно не удается обойтись без внешнего источника питания.

Основных причин этому — две. Во-первых, недостаточна нагрузочная способность используемых для питания джойстиков линий LPT-порта. Уже под нагрузкой 3...4 мА уровень лог. 1 (с учетом падения напряжения на диодах переходника) падает ниже необходимого для работы микросхемы джойстика минимума — 3 В. Во-вторых, проявляется свойственный КМОП-микросхемам тиристорный эффект — внезапное резкое увеличение потребляемого тока.

Последнее явление связано с открыванием обычно надежно закрытого "паразитного" тиристора, образованного внутри микросхемы участками полупроводникового кристалла различной проводимости. Оно становится возможным, если напряжение на логическом входе микросхемы превышает напряжение питания, и происходит, как правило, в моменты включения питания или "горячей", без выключения питания, перестыковки разъемов.

Именно такие ситуации возникают при подключении джойстика к LPT по "стандартной" схеме. Напряжение на его логических входах повышено, так как в отличие от вывода питания они соединены с линиями порта непосредственно, без разделительных диодов и не потребляют от них заметного тока. Ситуацию усугубляет обычно имеющийся в цепи питания джойстика и разряженный в момент включения блокировочный конденсатор.

Нужно сказать, что не все КМОП-микросхемы подвержены тиристорному эффекту в одинаковой мере. Он характерен, например, для микросхем КР537РУ10, КР1146ФП2, но редко проявляется в таких распространенных сериях, как К561, КР1561 и многих других, изготовленных с использованием специальных приемов — охранных колец, МОП-транзисторов с вертикальным каналом и окольцовывающим затвором, технологии КНС (кремний на сапфире).

В данной статье мы рассмотрим способы подключения этих джойстиков к персональному компьютеру. Сначала несколько общих рекомендаций.

Как правило, схемы подключений очень простые и содержат небольшое число радиоэлементов. Для подключения джойстиков используется LPT-порт компьютера. Можно также использовать мультикарту, которая устанавливается в ISA разьем расширения на материнской плате. Мультикарта применялась в старых моделях PC и представляет собой плату с контроллерами LPT, COM портов, флоппи диска и т.п. Мультикарт существует несколько разновидностей. Для наших целей необходима мультикарта, в которой есть контроллер и соответственно разъём LPT порта. Кстати, применяя мультикарту, исключается риск в случае ошибки сжечь выходные цепи контроллера LPT порта в материнской плате. А если сгорит мультикарта, то материальный ущерб от этого не будет столь ощутимым.

При подключениях желательно кабель джойстика не разрезать - он может пригодиться еще по своему прямому назначению. Лучше попробовать найти ответную часть разъёма для подключения джойстика к интерфейсу PC. Если ответную часть разъёма найти не удалось, то можно разобрать какой-нибудь разъём (вилку или розетку - в зависимости от того, какой вид разъёма у джойстика) с подходящими по размеру штырьками или гнездами и их использовать для подключения. Разумеется, что в данном случае каждый штырек или гнездо придется подключать к контакту разъёма джойстика отдельно. Во избежании короткого замыкания на каждое гнездо (или штырек) надевается кембрик подходящего диаметра и все это обматывается изоляционной лентой и той же лентой прикрепляется к корпусу разъёма джойстика. Внешне выглядит это не очень красиво, зато надежно - не будет замыканий да и гнезда (или штырьки), подключенные к разъёму джойстика, не будут выскакивать.

При подключении к параллельному порту возникают проблемы с питанием джойстика, потому что сам порт не имеет выхода питания +5 В или другого. Конечно, можно взять напряжение питания с игрового порта или непосредственно с блока питания компьютера. Такое решение вполне возможно, но создает дополнительные проблемы. В данном случае можно поступить проще. Напряжение питания может быть получено со штырька данных порта LPT. Для геймпадов с малым потреблением тока достаточно использовать выпрямленное напряжение со штырька 9. Для джойстиков с относительно большим током потребления используется выпрямленное напряжение сразу с нескольких штырьков данных, например с 3 по 9. Штырьки соединяются с анодами (+) выпрямительных диодов, а диоды, в свою очередь катодами (-) соединяются в одну точку, которая подключается к проводу питания джойстика. В качестве общего провода любой штырек LPT порта с 18 по 25.

В качестве примера рассмотрим подключение джойстика от игровой приставки SONY PlayStation.

Рис. 1

Вид разъёма на рисунке показан так, если на него смотреть со стороны штырьков. Имеется возможность подключить одновременно 2 джойстика. В данном случае все идущие ко второму джойстику провода на приведенной схеме дублируются кроме подключенных к DB25-10 и DB25-12. Провод второго джойстика вместо DB25-10 подключается к DB25-13, а вместо провода DB25-12 соответственно DB25-15.

Следует учесть, что при одновременном подключении двух джойстиков параллельный порт уже не сможет обеспечить необходимой мощности в цепи питания, поэтому придется использовать другой источник питания. Как уже говорилось выше, можно использовать напряжени + 5 B непосредственно от блока питания компьютера или воспользоваться любым внешним источником с выходным напряжением 4.5 - 5 В и током 100 - 150 mA. Дополнительный источник питания подключается так: все диоды с контактов DB25-5 - DB25-9 удаляются, а плюс дополнительного источника питания подключается в ту точку, где были соединены катоды диодов. Общий провод дополнительного источника соединяется с DB25-18/19. Схема подключ
ения двух джойстиков приведена ниже.

Рис. 2

Показанный на рисунке ещё один источник питания +9 В предназначен для питания встроенных двигателей геймпада Dual Shock (функция вибрации). Если эта возможность джойстика не используется или подключается простой джойстик (не Dual Shock), то этот источник питания не подключается. При необходимости в использовании данной функции следует подключить источник питания напряжением 9 В в соответствии с приведенной схемой.

Схемы подключений других джойстиков можно посмотреть в таблице.

Схемы подключения джойстиков приставок к PC

Более подробные сведения о подключении других типов джойстиков можно прочитать по адресу https://emulators.wallst.ru/gamepad.html

Если для подключения джойстиков применяется мультикарта, то перед установкой в системный блок компьютера её следует сконфигурировать. Все контроллеры на ней кроме контроллера параллельного порта необходимо отключить при помощи джамперов, расположенных на самой мультикарте. Это нужно для того, чтобы не было конфликтов устройств мультикарты с устройствами материнской платы PC. Для контроллера LPT, как правило есть 2 положения джампера: LPT1 и LPT2. Устанавливаем джампер в положение LPT2. Затем, после установки мультикарты в разъём ISA материнской платы, следует установить порт LPT2. Делается это в Панели управления > Установка оборудования. Обычно с помощью Plug and Play порт LPT2 не определяется, поэтому приходиться устанавливать его вручную. Диапазон адресов ввода-вывода, который определяется этому порту обычно 0278-027A. Первая цифра нам пригодится далее при настройке драйвера джойстика.

Усовершенствованные схемы подключения к LPT-порту джойстиков от игровых приставок показаны на рис. 10 (для "Денди) и рис. 11 (для "Sony PlayStation").

В отличие от распространяемых через Интернет прототипов, в обоих случаях обычные кремниевые диоды VD1—VD5 заменены диодами Шоттки, вновь введены аналогичные диоды VD6—VD11 и увеличено соответственно до пяти и двух число разъемов для джойстиков. Конечно, если пользоваться таким числом джойстиков одновременно не планируется, "лишние" разъемы можно исключить.

Катоды всех имевшихся ранее и вновь введенных диодов соединены параллельно. Таким образом, в питании джойстика участвуют все линии порта, на которых программно установлен или может быть установлен уровень лог. 1.

Конечно, нагрузка распределяется между линиями неравномерно, основную долю тока отдает та, напряжение на которой немного больше, чем на других. Однако возможность одновременного питания пяти джойстиков "Dendy" или двух входах подняться выше напряжения питания более чем на величину прямого падения напряжения на диоде Шоттки.

Это напряжение никогда не превышает того, при котором может открыться "обычный" р-n переход внутри микросхемы, способный спровоцировать тиристорный эффект.

Стыкующаяся с розеткой LPT-порта компьютера вилка Х1 в обоих вариантах переходника — DB-25M. Диоды VD1 — VD11 размещают внутри корпуса вилки, припаяв их непосредственно к ее контактам и хорошо изолировав отрезками поливинилхлоридной трубки подходящего диаметра.

Номера контактов разъемов Х2...Х6 на рис. 10 указаны для вилок DB-9M, стыкующихся с "узкими" кабельными розетками джойстиков. Если необходимо подключить джойстик с "широкой" розеткой, вилку DB-9M заменяют на DB-15M с учетом указанных в таблице различий в назначении контактов. В качестве Х2—Х6 можно применить и вилки от неисправных видеоприставок.

Таблица 1.

Цепь	Контакт разъема
	DB-9	DB-15
OUT	2	8
PE	3	12
SYN	4	9
+5B	6	15
Общ.	8	1

Рис. 12

Последний вариант — почти единственный для джойстиков от "PlayStation", так как подходящие в качестве ХЗ и Х4 розетки (рис. 12, вид со стороны гнезд) удается найти только в неисправной видеоприставке. Если таковой не оказалось, придется воспользоваться отдельными гнездами нужного размера, надетыми на соответствующие штыри кабельных вилок.

Длина проводов, соединяющих переходник с розетками (вилками) джойстиков, не должна превышать 1 м. Лучше использовать ленточный кабель. Если ограничиться подключением одного джойстика, разъем для него можно установить на корпусе вилки Х1. Можно и вообще отказаться от разъема, припаяв провода кабеля джойстика непосредственно к контактам вилки Х1 и выводам диодов VD1—VD11. Естественно, такой джойстик уже нельзя будет подключить к видеоприставке.

Для полноценной работы джойстиков "DUAL SHOCK" с виброотдачей необходимо от внешнего источника подать на разъем Х2 (см. рис.11) напряжение 7,5 В, не требующееся джойстикам других типов. Источник должен быть рассчитан на ток не менее 0,5А (для каждого джойстика). Иногда рекомендуют увеличить напряжение до 9В, что заметно усиливает эффект отдачи. Однако в результате перегревается обмотка вибратора. Без внешнего питания джойстик "DUAL SHOCK" сохраняет работоспособность, но виброотдача не действует.

В качестве диодов VD1 —VD11, кроме указанных на схемах, подойдут КД923А или другие малогабаритные диоды Шоттки. В крайнем случае можно применить и обычные КД522Б, но это увеличит вероятность неустойчивой работы некоторых экземпляров джойстиков. Все диоды должны быть однотипными. Диоды VD6, VD9...VD11 (см. рис. 10) или VD6, VD10, VD11 (см. рис. 11) можно не устанавливать, если это не приводит к сбоям.

Связь между джойстиками, подключенными к LPT-порту компьютера, и игровыми программами обеспечивает пакет DirectPad Pro.

Установка драйвера DirectPad Pro

Файл драйвера DirectPad Pro можно загрузить здесь 86,4 KB
или по адресу https://www.ziplabel.com/

Пакет разработал Earle F. Philhower III в 1999 г. Входящие в его состав драйверы работают под Windows-Эх, используя набор инструкций Directlnput пакета DirectX версий 5.0 и ст
арше.

После распаковки архива производим установку драйвера в следующем порядке.

В Панели управления Windows выбираем "Игровые устройства" и нажимаем кнопку "Добавить". В появившемся окне снова нажимаем кнопку "Добавить", а затем "Установить с диска".

Далее, находим директорию, в которую был распакован архив драйвера DirectPad Pro и выбираем там файл DirectPad Pro.Inf. После этого два раза нажимаем ОК и добавляем устройство DirectPad Pro Standard And Force FeedBack. В результате установки пакета DirectPad Pro в системе появится новое игровое устройство — "джойстик DPP".

Затем в списке игровых устройств можно будет выбрать DirectPad Pro Controller (для обычного джойстика) или DirectPad Pro Force FeedBack Controller (для джойстика Dual Shock). Выбираем соотвествующий драйвер и в окне "Игровые устройства" появляется наш контроллер.

Рис. 13

Теперь нажимаем кнопку "Свойства" и попадаем в окно конфигурации драйвера. Далее смотрим какой ID у данного джойстика (пишется посередине вверху) и выбираем этот номер в списке, рядом с Conroller Type (он может и не быть 1, если до этого у вас в системе были установлены другие джойстики).

После этого выбираем правильный адрес вашего LPT-порта (можно посмотреть в "Система" > "Устройства" > "Порты COM и LPT", обычно он 378 или может быть 278 при использовании мультикарты). Если выбрать закладку "Buttons", то вы попадете в окно переназначения кнопок. Бывает, для той или иной игры требуется другое расположение кнопок. При подключении джойстика по схеме на верхнем рисунке (напряжение питания +5В используется от LPT порта) и его неустойчивой работе в меню "Adwanced" в некоторых случаях надо будет экспериментально подобрать значение Scan Delay. Другие закладки, как правило, не требуют никаких изменений. При подключении ещё одного джойстика аналогично добавляем его в "Панель управления" > "Игровые устройства".

Таким образом мы получаем DirectInput совместимый джойстик, т.е. с ним можно будет играть в любой windows игре, поддерживающей DirectX. Необходимо только выбрать DirectPad Controller в настройках игры.

Источник: Журнал "Радио", материалы сети Интернет