Fabriquer sa propre borne d’arcade: partie IV un peu d’électronique

Publié à 9:20 par - Dans Archives - Pas de réactions.

Après vous avoir expliqué comment bien faire tourner un émulateur et une frontend sur votre borne nous allons maintenant passer à une partie un poil plus technique et faire de l’électronique. Ne vous inquiétez pas rien de bien compliqué il suffit d’être ordonné et de savoir ce que l’on fait. Ce tutoriel peut aussi vous être utile si vous cherchez à fabriquer un stick arcade pour PC.

Pour commencer l’électronique n’est pas très compliquée et consistera presque essentiellement à souder de simples fils de cuivre. pas besoin d’être électronicien donc. Cependant encore faut-il savoir comment s’y prendre pour souder deux fils solidement, cette vidéo vous l’explique très bien

Si vraiment vous n’avez jamais soudé (vous avez donc probablement séché vos cours de techno en 6ème) essayez de vous entrainer sur quelques fils avant, ça serait dommage de mal souder des fils très importants. Soudez dans une pièce bien aérée pour éviter odeurs et vapeurs et évidemment soudez sur un circuit électronique hors tension.

Ceci étant dit, passons maintenant à notre tutoriel. Cette partie électronique sera principalement dédiée à l’interface utilisateur c’est à dire le câblage des boutons et joysticks. En effet il va falloir relier les boutons et les sticks à l’ordinateur pour cela plusieurs solutions… Vous pouvez utiliser un encodeur dédié PS2 ou USB selon la configuration de l’ordinateur (de ce type : http://www.smallcab.net/encodeur-clavier-usb-p-476.html?language=fr#.U4DHX_l_sxY  ). Les boutons et sticks seront reconnus comme de simples touches de clavier. Mais alors pourquoi ne pas directement utiliser un clavier? Ou une manette de XBOX 360 pour ceux qui en aurait une vieille en stock.

Nous avons choisis l’utilisation de claviers, car moins cher (claviers de récupérations) qu’un encodeur. Comme il s’agit d’une borne deux joueurs, nous avons utilisé deux claviers afin de limiter le phénomène de ghosting ( erreur d’interprétation du clavier lors de l’appui simultané de plusieurs touches) bien connu des joueurs .

Un clavier est constitué d’une matrice composée de deux films plastiques dans lesquels sont intégrés des circuits conducteurs, à peu près organisés en ligne pour un des films et colonne pour l’autre, et d’un contrôleur qui se chargera de traduire les signaux reçus pour le pc. L’appui sur une touche va entraîner le contact entre deux des conducteurs des films plastiques, le contrôleur va détecter ce contact et envoyer le signal correspondant. Attention l’une des feuilles plastique est reliée à une partie du contrôleur (par exemple la partie gauche) et l’autre à une autre partie (la partie droite) il ne faut surtout pas relier un fil au seins de la même partie sinon vous risquez de griller votre contrôleur. Repérez donc bien où se fait le contact sur le contrôleur.

Voici un exemple de matrice que vous pouvez trouver dans votre clavier

Voici un exemple de matrice que vous pouvez trouver dans votre clavier. On voit très bien les pistes (parties non transparente)

 

Il est conseillé de faire une carte de la matrice avant de commencer à souder plutôt que de souder le strict minimum de fils, car certaines combinaisons ne donnent pas de touches. Sinon, souder tous les contacts peut être une solution et éviter de devoir dresser la carte.

La matrice diffère pour chaque clavier, donc à moins de trouver de la doc, il faut en dresser la carte manuellement. Le plus simple est alors d’utiliser un fil conducteur dont on déplacera une extrémité sur les contacts d’une des nappes plastique en gardant l’autre fixe.
Un utilitaire tel que http://www.microsoft.com/appliedsciences/content/projects/KeyboardGhostingDemo.aspx peut se révéler pratique pour savoir quelle touche est utilisée. Sinon ouvrir un simple bloc note suffira.
Voici en exemple la carte de la matrice de quelques touches de nos claviers (les touches  que l’on a choisis d’utiliser, plus celles trouvées après pose des fils), des Dell KB 212 B.

Les touches correspondent à une intersection entre deux contacts.

Les touches correspondent à une intersection entre deux contacts. Les lignes correspondent aux connecteurs reliés à une feuille de la matrice, les colonnes à l’autre feuille.

Le contrôleur à l’extrémité de ces contacts se chargera d’interpréter ensuite sur quelle touche l’utilisateur a appuyé, les matrices nous serons donc totalement inutiles, pas le contrôleur sur lequel nous allons branché tous nos câbles: « comme si » nous étions la matrice clavier.

Le contrôleur auquel tous les fils ont été reliés.

Le contrôleur auquel tous les fils ont été reliés.

Pour utiliser des boutons et non pas des touches du clavier, il suffit donc de créer le contact avec les boutons. On va souder des fils directement au contrôleur puis relier ces fils aux boutons. Il faut donc prévoir un nombre suffisant de touches, (dans notre cas, 6 boutons par joueur, 4 directions par sticks, un bouton pour les crédits, deux boutons de sélection de joueurs, un bouton pour quitter le jeu, un pour entrer et un pour changer d’émulateur). Cela fera donc 26 touches à répartir sur deux claviers.

Dans notre cas, les contacts du contrôleur étaient en graphite, nous étions dans l’impossibilité de souder directement. Nous avons donc utilisé du ruban adhésif, puis maintenu le tout en pression grâce à la plaque qui maintenait la matrice en place. Par la suite, il suffit de connecter le clavier à un ordinateur et de mettre en contact les fils deux a deux afin de tester le bon fonctionnement et de faire les correspondances fils/touche. Rien de bien compliqué donc, il suffit de savoir joindre deux fils et d’être un tant soit peu minutieux, les connecteurs étant très petits il faut bien faire attention qu’un fil n’en chevauche pas deux.

Une fois les boutons définitivement fixés au control panel (à faire après la décoration de la borne et l’étape de menuiserie qui sera l’objet de notre prochain article), il ne restera plus qu’à les souder à ces fils pour avoir une interface fonctionnelle.  Il faudra souder deux fils à chaque bouton, pas besoin de s’embêter avec le sens il n’y a pas de polarités. Puis il faudra relier ces fils aux connecteurs correspondants.

Voici à quoi ressembleront vos boutons une fois reliés à des fils. Torsadés bien les deux fils ensemble pour éviter que ceux ci s'emmêlent.

Voici à quoi ressembleront vos boutons une fois reliés à des fils. Torsadés bien les deux fils ensemble pour éviter que ceux ci s’emmêlent.

Pour les sticks, même méthode. Mais Attention la plupart des sticks sont connectés par 5 fils (connectique JST 5 pins) : une masse commune et 4 fils correspondants aux 4 directions. Il faut alors relier la masse commune à un connecteur, jusque là facile. Puis (et c’est là que ça se complique) placer les 4 autres fils de telle sorte que ceux ci soient tous dans la même ligne (ou la même colonne) de la carte de votre matrice. C’est comme si vous branchiez 4 boutons mais dont l’un des deux fils est commun pour faire plus simple.

Un appui sur un des côtés du stick est équivalent à un appui sur un bouton classique. Cependant les 4 "boutons" (pour les 4 directions) ont une masse commune, ici en bleu clair.

Un appui sur un des côtés du stick est équivalent à un appui sur un bouton classique.  Cependant les 4 « boutons » (pour les 4 directions) ont une masse commune, ici en bleu clair.

Les touches « haut », « bas », « gauche », « droite »  ne peuvent pas être obtenus par ce biais il faudra donc forcément réassigner les touches. Mais comment donc déterminer quel est le fil de masse commune si l’on n’a pas la documentation en main? Rien de plus simple, prenez deux fils de votre stick et connectez les chacun à un connecteur comme si vous reliez un bouton (sans souder) et ouvrez le bloc note puis tourner votre stick dans tous les sens, si rien ne se passe c’est qu’aucun des deux fils n’est le fil de masse (sinon il y aurait eu une lettre écrite dans le bloc notes). Si un lettre a bien été écrite c’est qu’un des deux fils que vous tenez en main est la masse, refaites le test avec un des fils que vous tenez en main et un autre fil si rien ne s’affiche le fil que vous tenez en main n’est pas la masse c’était l’autre, et vice-versa.

Les sticks fixés sur le control panel, on voit très bien les 5 fils.

Les sticks fixés sur le control panel, on voit très bien les 5 fils.

 

Bien sûr, si vous avez choisi l’utilisation d’un encodeur usb, le principe reste le même. Pour une manette c’est un poil plus compliqué mais de nombreux sites expliquent parfaitement comment fonctionne chaque manette.

Pour ceux qui voudraient de plus amples informations sur les boutons et sticks, je vous conseille cet excellent article: http://www.gamoover.net/dossier/japanese-controls-corner

Une fois les boutons et sticks câblés l’électronique est finie? Que nenni… il y a encore de très nombreux petits détails à peaufiner. Ils ne sont pas obligatoires mais autant en parler.

Avant toute chose n’oubliez pas: à chaque endroit où il y a une soudure enroulez celle ci de scotch (scotch d’électricien de préférence).

Passons donc au reste, notre ordinateur sera placé à l’intérieur de la borne, ouvrir la borne pour l’allumer à chaque fois n’est clairement pas l’idéal, et mettre un interrupteur qui éteint tout le courant d’un coup risque de faire bien du mal à sa durée de vie. Il faut donc… déporter le bouton poussoir d’allumage de l’ordinateur.Il vous faut donc un petit bouton poussoir, vous pouvez bien évidemment utiliser un bouton comme les boutons pour la borne (pas la peine de prendre du Sanwa prenez les premiers prix) ou bien acheter un bouton poussoir instantané par exemple ici http://www.gotronic.fr/cat-boutons-poussoirs-miniatures-economiques-525.htm

Ensuite il va falloir ouvrir votre PC puis repérer où le bouton d’allumage est branché sur la carte mère, il y aura deux fils, parfois (ce fut notre cas) une nappe sur laquelle il faudra tirer les fils, il n’y a plus qu’à rallonger ces fils (en soudant d’autres fils dessus) à une longueur suffisante pour rejoindre votre bouton poussoir.

Les deux fils sortant du boitier du PC et reliés vers un bouton poussoir.

Les deux fils sortant du boitier du PC et reliés vers un bouton poussoir.

Nous touchons au but, maintenant parlons de l’allumage général de la borne. Notre solution a été de tout placer sur une multiprise sur laquelle nous branchons tout ce qui doit l’être reliée à un interrupteur et une fiche électrique 3 broches. Attention vous manipulez là du 220V (l’électricité dans votre maison donc) il faut être bien conscient que même si tout sera dans votre borne c’est extrêmement dangereux, nous avons protégé les fils par un boitier en bois pour éviter tout contact. Mais si vous venez juste par la lecture de cette article d’apprendre comment souder et n’avez aucune notion d’électricité il ne faut pas se lancer dans une telle aventure. Il est évident que toutes les opérations sont à exécuter avec le connecteur d’alimentation non relié au secteur pour éviter tout risque d’électrocution.

Expliquons quand même la manipulation: coupez le fil sort de la multiprise, vous dénudez sur une dizaine de centimètre et vous identifiez la phase, le neutre et la terre. La phase sera alors reliée à un interrupteur à 2 positions qu’on mettra sur une des façades de la borne.Puis il suffit de connecter l’interrupteur, le neutre et la terre à un connecteur d’alimentation que vous relierez directement au 220V. Ainsi, en utilisant l’interrupteur on gère l’alimentation de la phase et donc au final de toute la borne. N’oubliez pas de protéger les fils (et vous même ou une personne susceptible d’ouvrer la borne) avec de la gaine thermo, et un petit boitier en bois empêchant tout contact entre les fils et vous même pour éviter les accidents.

la fiche électrique trois broches utilisée.

une fiche électrique trois broches

Mais ne vous inquiétez pas une solution autre existe et elle est très simple (quoique plus coûteuse): la multiprise maître/esclave. Le principe: votre PC est branchée sur la prise maître et les différents périphériques sur les prises esclaves.  Lorsque le PC est éteint, elle coupe l’alimentation des 5 prises esclaves. Vous pouvez trouver des prises de ce type dans les grandes surfaces de bricolage, mais aussi sur le net par exemple ici http://www.conrad.fr/ce/fr/product/090838/Bloc-multiprise-maitreesclave-parafoudre-6-prises

Pour finir passons aux derniers points restant: l’éclairage de la borne et le son. Votre borne possède un marquee (le haut de la borne qui avance au-dessus de l’écran) sur lequel il y a un dessin quelconque. Ce marquee est éclairé par l’arrière par un néon. Il vous suffira donc de fixer un néon sur votre bas de marquee et de le brancher sur votre multiprise. Rien de plus simple donc.

L'éclairage du marquee par un néon

L’éclairage du marquee par un néon

Le son quand à lui sera obtenu grâce à de simples enceintes standard (pas la peine d’un home cinema pour des sons 8 et 16 bits) branchées directement sur votre PC. Vous pouvez extraire les hauts-parleurs de l’intérieur de vos enceintes pour pouvoir les visser directement sur le bas du marquee à côté de votre néon et (comme nous l’avons fait) pour augmenter la longueur des câbles, notamment le jack: couper à la pince coupante le fil qui relie l’enceinte au jack et mettre un fil de cuivre pour rallonger(en fait trois, un pour la masse, un pour le haut parleur gauche un pour le haut parleur droit, il y a souvent un code couleur).

La partie électronique est donc terminée, dans la plupart des cas pas besoin de connaissances poussées comme vous avez pu le constater. Evitez de prendre des risques inconsidérés avec le 220V et faites bien attention à ne pas vous bruler avec le fer à souder cela dit. Comme toujours quand il s’agit d’une telle réalisation si vous n’êtes pas sûr de vous ou n’avez pas de compétences suffisantes ne le faites pas demandez à un professionnel ou bien à un ami bricoleur.

Bientôt nous passerons à la menuiserie qui sera la 5ème et dernière partie de ce tutoriel. En espérant que celui ci vous ai plu.

Les trois premiers articles sont disponibles ici:

http://portables4gamers.com/tutoriel-fabriquer-sa-propre-borne-darcade-partie-i-introduction-et-materiel/

http://portables4gamers.com/fabriquer-sa-propre-borne-darcade-emulateur-et-optimisation/

 

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