アナログジョイスティックに関して
管理人の所有基板の中で、アナログジョイスティックを必要とするものが２つあります。
ギャラクシーフォース２とギャラクティックストームです。
どちらもデジタルジョイスティックでプレイできるように改造ハーネスを付けていますが、
やっぱりアナログはアナログでプレイしたいじゃないですか。
てゆーか、俺がクリアできないのはきっとジョイスティックのせいなんだ。。。
てな訳で、アナログジョイスティックの入手に走りました。
最初に目を付けたのは、サターンのアナログミッションスティック。
今なら中古で500円を切っています（大阪日本橋価格）
サターンスティックでギャラクシーフォース２をプレイするのも趣深いじゃないですか。
サターン版でええやん！！！なんて突っ込みは思っても言わないでください。
しかし！ 分解してみて愕然！
このスティック、なんと赤外線ダイオードとフォトダイオードを組み合わせた非接点式
だったのです。
非接点式は、可変抵抗などを使う接点式に比べて部品が磨耗しないので耐久性が高いという
利点があります。セガはアーケードでつちかったノウハウで、耐久力を重視したのでしょう。
また一つセガが好きになりました。（ドリカスのトリガーボタンは置いといて。。。）
これはこれで非常に面白いデバイスなので、いずれ別ページにまとめたいと思いますが、
とりあえず改造には不向きです。
次に入手したのは、アスミック・エースのフライトフォースというPS2用のスティック。
中古で500円。しかしACアダプタなし。
これはフォースフィードバック機能に対応しているのですが、基板で使うには不要です。
（A-Jaxやるならともかく）
なのでACアダプタなんかいらんわ！と高をくくっていたのですが、、、勉強不足でした。
一般のフォースフィードバックスティックってのは、センターに戻る力もモーターを使って
実現しているのです。つまりACアダプタを繋がない状態では直立すらしないことが判明。
どうする？
ACアダプタの規格を2chで聞いたりメーカーに聞いたりしたのですが有力な情報は得られず。
（メーカーにいたっては返信すらこない完全シカト状態。ひどいもんです）
ですんで、分解して回路読んで、適当なDC電源をぶっこんで見たりしたのですが、ここで
また驚愕の事実が。（ホント勉強不足ですみません）
たとえDC入れたところで、フォースを制御する信号がなければ直立すらしない！
つまり、USBを繋げということです。。。
残された道は、フォースモーターでの制御をあきらめて物理的にセンタリングバネを仕込む
方法ですが、異常に難易度が高いです。。。アキラメ。
さて仕切りなおしです。
どうやら、ジョイスティックを格安の中古品で済ませようとしていた、その考え方がそもそ
も間違っていたようです。っつーか、ギャラクシーフォース様に失礼じゃないですか（ﾅﾆｦｲﾏｻﾗ...）
現行市販品まで範囲を広げて、改造できそうなものを探します。
ギャラクティックストームは2軸ですが、ギャラクシーフォース２はスロットルレバーもある
3軸です。また、ボリューム（可変抵抗）式でなければなりません。
某BLOGの情報を参考にしつつ、決定したのが、
●スラストマスター・トップガン・アフターバーナー２
\9,000もしますが、スロットルレバーなんていい感じじゃないですか。
しかもこれはスロットル部分を取り外してスティックと分離して置ける。いいですねー。
早速分解してみましょう。
分解してみて驚いたのは、このジョイスティック、ものすごく分解、改造に向いていると
いうこと。 なんかこう、どうぞ改造してください、みたいな心意気を感じます。
どの辺がそうなのかっちゅうのは追々書いていきます。
注）管理人の電気の知識が中途半端なため、今回の改造を行うと最悪アーケード基板を
破損したり、家が燃えたりあなたが萌えたりするかもしれません。
自己責任でお願いします。
今回の改造の方向性を決めましょう。
●アーケード基板で問題なく遊べること
●USB接続してWindowsゲームで使える機能も残しておくこと
●今後PS2などのゲーム機でも利用できるようにするため、汎用性を持たせること
。。。なんとも贅沢な目標です。
１．USB基板の切り離し
まずジョイスティックのボタンや可変抵抗をUSB基板から切り離し、コネクタ接続にします。
以下の図のようなイメージです。
図１：パソコンで遊ぶ時
アーケード基板で遊ぶ際は、USB基板は不要なので、以下のようにつなぎ変えます。
図２：基板で遊ぶ時
利用するコネクタは、フルピッチ50pinのSCSIコネクタにしましょう。
（これは単に好みの問題で、何を使ってもかまいません：でも定格電流量には注意！）
ピン配列は適当に以下のように決めました。
ホントに適当なので、なんでもいいです。
ピンアサイン
そしておもむろに本体を開けます。
裏蓋がパカっと完全に開いてくれるのが改造向きだなぁと。
裏蓋開けた写真
ジョイスティック根元に付いている可変抵抗から3本ずつケーブルが出ており、それが
ジョイスティックの内部基板（USB基板）につながっていると思います。
そこを切断し、コネクタにハンダ付けしていきます。
ケーブルの色とコネクタの対応は以下の通り。
黄 スティックY軸GND
緑 スティックY軸信号
茶 スティックY軸Vcc
白 スティックX軸GND
柿 スティックX軸信号
緑 スティックX軸Vcc
※このケーブル色は私が分解した時のものです。モノによっては違う可能性があります。
可変抵抗からのケーブルを50pinメスコネクタに、USB基板からのケーブルを50pinオス
コネクタに接続する訳です。
コネクタ同士を接続すると元通りになるというアンバイ。
（上の図１参照）
さて、このコネクタを本体の外に引き出す必要があるのですが、、、どうしましょう。
しかし心配御無用。本体にケーブルを引き出すための切り欠きがあるのです。
なんと親切な。正に改造してくれと言わんばかりの構造。。。
ケーブル引き出しポイント
この部分のプラスチックをニッパで切り取ると、そこからケーブルを引き出せます。
これで第一段階終了！
ピンボケですみません
※実は全て完成後の写真なので、配線数が多いです。
コネクタ同士をつなぐと元通りUSB接続ジョイスティックとして使えるはずですので、
確認してください。
完成写真
※実は全て完成後の写真なので、配線数が多いです。
問題なければ次はアーケード基板です。
このままの状態でも一応基板に接続することができるのでテストしてみましょう。
基板からジョイスティックのX軸、Y軸それぞれ3本ずつのケーブルを、別の50pinオス
コネクタにつないで、ジョイスティックとコネクタ接続してみましょう。
（上の図２参照）
そして電源ON！
見事に左下にすっ飛んでいく自機。。。
このままでは遊べません。センターもずれてるし、スティックを最大に右に倒しても
自機はわずかに右に行く程度。更に上下は反転している。
なぜこうなるのか、原因を見てみましょう。
２．ジョイスティック周り
以下はジョイスティックの傾き量を検知する可変抵抗の模式図です。
可変抵抗は回転角の端から端までで抵抗値が変化するようになっています。
しかし、このジョイスティックではジョイスティックの傾き角度が小さいため、
可変抵抗の端から端までを使うことができません。
ジョイスティックの可変抵抗
このように、全回転角の70%程度しか使えないようです。
この回転角を電圧で表すと、0V〜3.6V となります。（テスタで計れば分かります）
ジョイスティックがまっすぐ立ったセンター位置では、1.8V ぐらいです。
しかしアーケード基板はというと、全ての回転角を使い切ることを前提に設計されています。
つまり、必要とされるのは 0V〜5V で、2.5V の時中心だと判断するのです。
基板が要求する可変抵抗
先ほどの模式図と比べれば、1.8V 程度では左に傾いてしまうということがお分かり
でしょう。
さて、どうしましょう。
１．可変抵抗の取り付け角度を変える？
取り付け角度を変えても、全体の振れ幅が変わらないため却下。
取り付け角度変更
２．可変抵抗を他のものに取り替える？
全体の回転角度が小さいものに取り替えれば問題は解決します。
しかし丁度いいものが都合よく存在するとは考えられません。
回転角度の小さい可変抵抗
また、１．２．の方法はどちらも、USB接続ジョイスティックに戻せなくなるという
致命的な欠点があります。これは当初の改造ポリシーに反する。
却下だ却下っ！ わかったらさっさと行けっ！！！
３．ジョイスティックの周囲を削って倒れる角度を大きくする？
うまくいけば解決します。しかし、某BLOGで某氏もおっしゃっていたように、
ジョイスティックの強度が著しく下がります。
４．電気工作的解法
これしかありません。
以下の図のように、可変抵抗に 7V 程度の電圧をかけてやればジョイスティックの振れ幅
の両端が 0V〜5V となるはずです。
ちなみにもともとの振れ幅が0Vから始まっているのも改造向きで助かりました。
これを狙う
でもこの 7V という電圧をどうやって作りましょう。
幸いアーケード基板用の電源には、通常5Vと共に12Vが準備されています。
これを分圧しましょう。
（ちなみにギャラクシーフォース２基板自身は12V電源を必要としません）
ジョイスティックの可変抵抗には104と書いてありました。これは 10*10の4乗つまり100K
オームの抵抗ということです。
これに直列にもう一つ抵抗をかまし、その両端に12Vを入力します。
目標とするのは以下のような理想的な状態。
最終目標の状態
微調整できるように、かます抵抗は半固定抵抗にしましょう。
100Kオーム、Bカーブのものがいいと思います。
最終的な回路図はこうなります。
ジョイスティック部分回路図
これでばっちりなはずです。
注）この回路図は以下の記事で変更になりますので、とりあえず最後まで読んでからに
してください。
注２）ギャラクシーフォース２の場合この回路図で行けたのですが、ギャラクティック
ストームの場合、スティックの上下が反転しているため一筋縄ではいかないです。
その場合、以下のスロットルの項で解説する技を駆使する必要があるため、説明
を一旦保留します。
３．スロットル周り
当初スロットルからは別に配線を引っ張り出す必要があると思ってました。
しかし、開けてびっくり、スロットル側には何の回路も入ってないじゃないですか。
可変抵抗からの配線がそのまま9pinコネクタに繋がっているだけです。
つまりスロットル側は無改造（！）でいけそうです。
ホントに改造向きで助かります。
ちなみに9pinのピン配列は以下の通り。
スロットルからのコネクタを正面から見た図
ジョイスティック本体側の9pinコネクタ部分から50pinSCSIコネクタに配線しましょう。
しかしここで困ったことが起こりました。
スロットルの可変抵抗値はこんなことになっているのです。
スロットルの可変抵抗
ラダーに至ってはもっとひどく、わざわざ両端に10Kの固定抵抗がかましてあります。
（これはツイストハンドルと抵抗値を合わせるためだと思います）
スティック部分のように12Vを分圧して入力し、上端を5Vに合わせたとしても、下端が
0Vまで落ちてくれません。これは致命的です。
ギャラクシーフォース２は終始最高速で突っ走るゲームなので、スロットルは上端さえ
しっかり入ってくれればゲームができるので問題ないのですが、アフターバーナー２の
ように最低速で進めるゲームの場合致命的になります。
さてどうしましょう。こうしましょう。今度は-5V電源を利用するのです。
-5Vというのも基板用の電源としては標準的に用意されていると思います。
可変抵抗の12Vとは逆側に-5Vを入力し、以下の状態を作り出すのです！！！
スロットルの可変抵抗
なお、この接続を行うには+5v、+12V、-5Vの全ての電源がGNDを共有してなければなり
ません。全ての電源のGNDは、基板に入力するGNDと接続してください。
最終的な回路図はこうなります。
最終的な回路図
しかし前述したようにスロットルモジュールは開ける必要はありません。
改造するのはジョイスティックモジュールだけです。
スロットルモジュールを接続する9pinコネクタの配線を見ると、都合のよいことに
1本を除いて全てダイオードかジャンパー線につながっています。
ここを切断して配線を引き出し、コネクタ接続にしましょう。
1本だけは基板の緑の被服を剥いてパターンをカットしなければなりませんが、途中に
なぜかたくさんのスルーホールがあるのでそこでカットすれば楽勝でしょう。
詳細は省略します。
なお、接続して半固定抵抗で調整する時は、基板におかしな電圧がかかることのない
よう十分注意してください。
5Vを超える電圧や、0Vを下回る電圧がかかると基板が壊れる可能性が高いです。
ギャラクティックストーム補足
ギャラクティックストームの上下入力はギャラクシーフォース２に比べて反転しています。
これを単純にVccとGNDを入れ替えて反転させようとしても、+12Vを使って電圧を調整する
ことはできません。詳細は省略しますがやってみれば分かります。
反転させた場合は+12Vではなく-5Vを使う必要があるのです。ご注意を！
４．ボタン周り
ボタンなんてON/OFFだからかんちんぷ〜などと思っていると痛い目を見ます。
通常基板に求められるボタンというのはプラス電圧が与えられていて、それがGNDに
落ちることによってONと判定されるのです。GNDは全てのボタンで共用されています。
しかしこのジョイスティックのボタンは逆。
5Vが共用されていて、GNDレベルを与えられた各ボタンが5Vに接続されることにより
ONとなるのです。
そんなの反転させれば関係ないじゃんと思うなかれ。ダイオードが入っているので
電流方向を反転できないのです。 詳しくは下の回路図を見て考えてください。
ボタン関係の回路図
T ：トリガ
T右：トリガの右にあるボタン
中B：真ん中にあるシマシマのボタン
右B：シマシマボタンの右にあるボタン
これを回避する方法は回路から物理的にダイオードを取り払う以外にありません。
でも本当にとっぱらってしまうとUSBジョイスティックに戻せなくなるので、
ダイオードの上流から配線することにしましょう。
こんなイメージです。
第一段階
一時的にダイオードをとっぱらってしまいましょう。
目標の回路図
ただし！ これは言うは安しで、実際やるのは大変な困難を伴います。
今回の改造の最難関と言っていいでしょう。
まさかボタンでこんなに苦労するとは。。。
先ほどのイメージ図を実行する為には、ジョイスティック内部に新たに4本の信号線
を追加しなければならないのです。
この信号線というのが、ジョイスティック内部のパイプの中を通っているのです。
写真で見るとこんな感じ。
ジョイスティック内部のパイプ
この細いパイプ（しかも出口部分は90度曲がっている）に4本もの信号線を通さない
といけないのです。これが最大の難関。
（パイプの中を通さないという案もありますが、美しくないので却下）
まずできるだけ細くて、それでいて大きな電流を流せる線を用意します。
極細耐熱ワイヤーというのがいいでしょう。適度な硬さも必要です。
それを写真のように2つ折りにします。
ケーブル２つ折り
こうすることによってワイヤーが既に通っているワイヤーの上をすべりやすくなり
格段に通し易くなりますし、引き出す時もひっかけ易くなります。
しかも1回通すだけで2本のワイヤーを通したことになってお得感満載！
さあ、気合で通してください。
ケーブルを通す
よしっ！ 通った！
これが通ってしまえばこっちのものです。
通ったワイヤーに別のワイヤーを必要数分からませて、、、
ケーブルを増殖させる（見難くてすみません）
今度は引き抜く！ こうすると4本であろうが8本であろうが何本でも通せます。
ちなみに写真では何を思ったのか8本通してますが、実際には4本でいいです。
成功
ワイヤーさえ通ってしまえば、あとは難しいところはありません。
先ほどのイメージ図の通り、ダイオードを全て取り外し、直結するところは直結、
ワイヤーつなぐところはつなぐ。
私はHatスイッチ4つを全て直結にして既存ワイヤーを使い、トリガーなどボタンを
新たに通したワイヤーで配線することにしました。
完成するとこうなります。
ホントピンボケですみません。
ここまできたら、スティック部分は組み立てましょう。
次に、スティックの根元部分に先ほど取り外したダイオードを接続します。
USB接続機能を残すために、先ほどまでスティックの頭部分に入っていた回路を
スティックの根元部分で再構築するわけです。
最終イメージ図は以下の通り。
ダイオード移植
写真で見るとこんな感じか。
ダイオード移植（裏）
ダイオード移植（表）
ちなみにUSB機能を残さないでいいのなら、ダイオードは不要です。
また、4つあるボタンのうち１つしか使わないでいい（スペハリ、ナイストなど）
というのなら、ワイヤーを通す必要もなく無改造でいけます。
アフターバーナー2などでも、バルカンボタンはスロットルの物を使う、などの工夫
で、この一番難しい部分を回避できます。
詳細は省略しますので考えてみてください。
以上で完成でーーーすっ！！！
長い説明でしたが、このスティックが非常に改造向きな作りをしているために助け
られた部分が多いです。
そして使い勝手はすばらしいので、皆さんもぜひチャレンジしてみてください。
完成写真（例によってピンボケです）
５．プレステ対応の可能性
プレステのコントローラのアナログスティック部分は、セガのようにイカした設計思想
を持っていないため可変抵抗式です。おかげで改造しやすいのですけどね。。。
この部分に繋がっている配線を取り出して、コネクタで今回作成したジョイスティック
につなげば、普通に使うことができるはずです。
Hatスイッチに十字キーを割り当ててとか考えると楽しくなってきますね。
でも問題が一つあって、プレステのコントローラには3.6V電源しか来てないのです。
このため上の説明で使っている12Vと-5Vに相当する電源を外部からACアダプタなどで
入れてやらないとだめなのです。GNDを共用するのをお忘れなく。
（必要な電圧の値も計算しなおした方がいいです）
ボタンもお好みで配線してください。
ただし、SONY純正のデュアルショック２はボタンが感圧式のアナログボタンになっている
ので、非常に改造しにくいです。
狙い目はサードパーティ製デュアルショック２互換コントローラ。
数有る互換コントローラの中でも、ボタンがアナログ入力に対応していない安モノが
改造にはもってこいです。
しかし可変抵抗の値なんかは当然メーカーによってまちまちなので、すんなりつながる
かどうかは運任せ。
ぜひぜひ試行錯誤してみてください。
６．ドリカス対応の可能性
ドリームキャストのパッドは、セガのイカした設計思想の元、非接点方式です。
フォトダイオードから更に進化して、なんと磁石とホール素子を使ったものです。
これを改造するには、ホール素子とオペアンプのセットをどうにかして可変抵抗入力に
切り替えないといけません。
実は私も勝手な回路図を引いてやってみたのですが、誤って本体のヒューズ抵抗を飛ばし
てしまいました。これはシロウトには手に負えない。。。
それよりも、ホール素子自身を取り出して、フェライト磁石とセットでジョイスティック
の稼動部分に取り付ける方が簡単なような気がしてきました。
可変抵抗値うんぬんではなく、移動距離何ミリ？とかの世界になってきます。
これはこれで面白そう。 いずれやってみたいです。
７．サターン対応の可能性
サターンのアナログミッションスティックは先述のように光学式非接点方式なので
簡単に可変抵抗をつなぐことはできません。
さらにホール素子のように簡単に取り外してよそに付けたりもできません。
なのでアナログ回路を読んでなんとか可変抵抗入力に変換しないといけません。
しかし。。。それ以前にアナログミッションスティックをわざわざTopgunAfterburner2
に置き換える意味はあるのか？
個人的には「ある！」のですが、難易度が高いため放置。
聞くところによるとマルコンはホール素子らしいのでドリカスと同じ手法でいけるかも。
以上です。
説明がヘタなので全然ワケ分からんと思います。
本気でやりたいのにワケ分からん場合はメールください。
randy3@mail.goo.ne.jp
戻る ホームページへ