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Este shield foi desenvolvido para o Arduino UNO, baseado em uma publicação do Laboratório de Garagem e tendo como base a biblioteca UnoJoy.

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Este shield foi desenvolvido para utilização em joysticks de simulação, utilizando o CI 74HC165 (registrador de deslocamento com saída serial) destinado a aumentar o número de portas do Arduino UNO. O shield conta com 4 saídas analógicas, destinadas ao volante, acelerador, freio e embreagem, além de saídas digitais para os botões direcionais, home, freio de mão, buzina, paddle shift (cambio borboleta) e câmbio manual. O dispositivo foi criado tendo como base a biblioteca UnoJoy, estando limitado aos inputs suportados por esta biblioteca.

O shield tem 53mm x 69mm de dimensões, com 4 layers, cobrindo todo o Arduino UNO. Em virtude disto, o dispositivo dispõe de um LED de 5mm ligado ao pino 13, onde serve de extensão do LED interno do Arduino, facilitando a visualização de sinais de aviso emitidos. O LED é um componente opcional.

• 8x resistor 10k;
• 5x conector KK Macho 3 vias;
• 2x conector KK Macho 2 vias;
• 1x conector KK Macho 6 vias;
• 1x conector KK Macho 9 vias;
• 1x Led;
• 1x CI 74HC165;
• 3x Potenciômetros 1k;
• 1X Barra de pinos*

*A barra de pinos é necessária para realizar a conexão entre o shield e o Arduino

• STRG – Entrada analógica do volante;
• CLUT – Entrada analógica da embreagem;
• BRAKE – Entrada analógica do freio;
• ACCEL – Entrada analógica do acelerador;
• HBRAKE – Entrada digital do freio de mão;
• HORN – Entrada digital da buzina;
• STRG_BUTTONS – Entradas digitais direcionais;
• GEAR_PINS – Entradas digitais câmbio manual;
• PADDLE_SHIFT – Entradas digitais cambio borboleta.

O projeto conta com um sketch demonstrativo onde é documentada a utilização biblioteca UnoJoy para transformar o Arduino em um dispositivo USB. O código ainda conta com uma função para realizar a leitura de dados seriais recebidos do CI 74HC165.

O CI 74HC165, responsável pela leitura de dados do câmbio manual, é um registrador de deslocamento com 8 entradas digitais e 1 saída serial, onde a leitura dos dados é realizada de forma paralela. As entradas do 74HC165 precisam ser setadas para nível logico baixo, através de 8 resistores de pull-down de 10K, passando para nível lógico alto quando um botão é pressionado (para mais informações consulte os diagramas.

O CI 74HC165 está conectado ao Arduino Uno por 4 pinos, sendo eles:

Após declarar os pinos de entrada do CI no Arduino, é iniciado um pulso no pino Load, que irá carregar os dados retirados da entrada paralela em um buffer. Em um próximo passo, o CI é configurado para realizar a leitura utilizando a função shiftIn, configurado com o bitOrder em MSBFIRST (Bit mais significativo). Para finalizar, o pino ClockIn é setado para nível alto, informando que a leitura foi finalizada, retornando a leitura dos dados.

void pulsePin(int pulse_clock){
  // Gera um pulso de clock no pino Load [CI 74HC165]
  digitalWrite(LoadIn, LOW);
  delayMicroseconds(pulse_clock);
  digitalWrite(LoadIn,HIGH);
  delayMicroseconds(pulse_clock);
}

byte getGear() {
  // Recuperando os dados do CI 74HC165 e realizando o shiftIn
  digitalWrite(ClockIn, HIGH);
  digitalWrite(ClockEnb, LOW);

  byte data = shiftIn(DataIn, ClockIn, MSBFIRST);

  digitalWrite(ClockIn, HIGH);
  // Retornando leitura dos 8 pinos do 74HC165 (1 byte)
  return(data);
}

• Shift Registers – 74HC595 & 74HC165 with Arduino
• ShiftIn()
• UnoJoy utilize seu Arduino Uno como um Joystick
• Biblioteca UnoJoy

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