在家进行硬件升级：入侵Nintendo Joy-Con控制器

通过手术植入3D-Touch电容式触控板来代替原始的模拟操纵杆。

前言

到了2020年，在大流行的无聊中，要想摆脱创造力的压倒性生存并非易事 。但是……当您意识到自己拥有一个内部装有大量电子设备的工具箱时，以不同的方式看到摆在桌上的相同旧物件并不难。我的Nintendo Switch就是这种情况：以前我从来没有拆过Joy-Con控制器的机会。把手伸进去，开始新的旅程，这真是一个绝佳的机会。

“好吧，让我看一下互联网，如果有人像马一样疯狂，有个疯狂的主意，那就是用电容性触控板替换旧的模拟摇杆。” —未找到结果。

MacGyver批准。

阶段0

我习惯于在记事本上草绘想法，这是我的第一幅画，是关于我如何用电容式触控板代替原来的模拟游戏杆来想象Joy-Con。

“优点”要点中最好的是NO-DRIFT声明。如果您在这里，可能您已经知道某些Joy-Con控制器受到Joystick Drift的困扰。想一想：没有操纵杆=没有漂移。

阶段1

首先，如果您不对透明的酸性绿色材料着迷，那么您不是一个真正的书呆子。因此，为了在Joy-Con上穿上新衣服，在Bezos网站上键入了几次击键。卸下外壳并不复杂，这里唯一困难的部分实际上是如果有大手的话，要轻轻地处理一把镊子。

模拟操纵杆不是一个复杂的实体-实际上，它是一个2通道电位器加一个按钮-并且通过5位置，间距为0.5mm的FPC连接器连接到主板。我订购了具有相同规格的扁平扁平带状电缆，以将信号带出电路。

然后，我重新组装了Joy-Con，并直接用Switch对其进行了测试，以检查一切是否正常。

好了，我必须用数字电位计代替模拟电位计。

阶段2

为了以更清洁，更和平的方式进行工作，我在KiCad中绘制了几个组件的原理图，导入了它们的封装，并为其设计了一些分线板。

我选择测试具有不同价格和性能范围的各种数字电位计，以及用于扁平电缆的连接器（一个用于模拟操纵杆输入，一个用于电容触控板输出）。我命令他们在网上花几美元。

一周之内，我从最喜欢的PCB经销商处收到了包装。随着锡膏的散布和热风枪的工作，分线板已准备就绪。

现在该执行一些测试了。

第三阶段

不可避免地要说一个Arduino ，一块面包板和一堆跳线会帮助协调整体。

整个测试设置涉及：

[0] 1个微控制器
[1] 2 x 12位电压输出数模转换器（通过I2C连接）
[2]用于模拟游戏杆的1 x 5位置0.5mm间距FPC连接器
[3] 1 x 5位置0.5mm间距FPC柔性扁平带状电缆
[4] 1 x 12位置0.5 mm间距FPC连接器，电容式触控板
[5] 1 x 12位置0.5mm间距FPC柔性扁平带状电缆
[6] 1个数字3D-Touch电容式触控板（通过I2C连接）

在我开发和测试的所有数字电位器中，我选择了最适合，成本更低且不可避免地完成工作的数字电位器。第一步是检查所有组件的接线，营养和响应是否正确。我将标准的i2c_scanner示例闪入了开发板，结果取得了成功。

只需几行代码，就可以初始化I2C总线上的DAC和电容式触控板，然后我专注于实施一种有效的策略，以探索数字电位计如何模拟原始X轴和Y轴模拟操纵杆。

由于DAC的分辨率为12位，因此它们接受的值范围为0到4095，因此我以10的步长将其传递给循环。

在Switch控制台上，我从主要设置中启动了Control Stick Calibration工具，以查看是否会发生某些情况。

电容式触控板是一种有趣的电子产品，以非常小巧的通用型外形承载。令人惊讶的是，它还提供了2048 x 1535 x 63（X x Y x Z）的惊人分辨率-是的，它具有63级的压力敏感度（我将在稍后利用此功能以数字方式模拟按键模拟操纵杆）。

隐含地说，第二步是实现体面的映射，以匹配电位计的分辨率。幸运的是，Arduino提供了map方法的帮助，因此几乎可以立即获得不错的结果。

关于pushStick（）; 方法调用指令，因为Joy-Con侧的相应引脚处理简单的闭路逻辑，所以我可以通过代码模拟按钮按下。

凉。在我看来，第一个原型的最终结果很有希望。

第四阶段

好的。我们在这里有一架飞机，现在让它飞行。

我想到的下一步是创建第一个原型的嵌入式且可移植的解决方案。

我决定从UNO切换到采用更小封装的PRO MINI，并构建一个可以将其与所有连接器和数字电位计一起容纳的电路板。为了保持较高的优化水平，我发现可以用同一系列的双通道DAC代替两个单通道DAC，从而节省了PCB上的空间。

我启动了我忠实的KiCad，绘制了原理图，然后将所有组件按照强制性（混乱）的顺序放置在它们的位置。

5期

快递员像往常一样守时，将绿金与其他组件一起携带。

同样的仪式。

焊锡聚会。

用数字万用表进行测试。

6期

PRO MINI需要补充：我直接从主板上偷走了所有所需的毫安，从一个未被覆盖的焊盘上吸走了它们。

主要想法是使用专业的双面胶带将电路板直接粘贴到Joy-Con的背面，在塑料外壳上打一个Kong，然后将所有电缆穿过其中。

7期

电容式触控板从其原始包装中裸露出来，因此我必须自己设计和开发3D外壳。 Tinkercad在这种情况下非常方便：通过添加和减去几个基本形状，可以很好地完成工作而不会出现复杂性。

在与Cura快速切片之后，经过了几分钟的等待时间，然后3D打印机催生了新生婴儿。

超。它非常适合第一次拍摄。我必须说，所使用的长丝很好地保留了机械性能。干得好FILOALFA 。

8期

由于用于补充PRO MINI的电源直接取决于Joy-Con的电池，因此我决定增加一个小开关，以便在不使用时关闭植入物，从而避免了多余的消耗。

安全第一：我用一块好的Kapton胶带覆盖了所有裸露的电子设备，以免手出汗时使任何东西短路。

最后结果

现在我们开始。最终就是这样。它仍然是便携式的，因此可以连接使用它或以无线模式使用。

让我们来看看它的作用。

享受世界上第一个带有3D电容式触控板的Nintendo Switch Joy-Con控制器。

下一步

更认真地做事：在我的计划中，有一个想法是使整个电路小型化，以便创建一个较小的PCB，该PCB可以直接适合Joy-Con控制器内部，以代替Analog Joystick小盒子（大约19 x 16 x 4 mm）。尺寸。

如您所见，该工作已经在进行中。

我知道这可能会引起一小部分狂热者，改装者和游戏玩家的兴趣，但是它的硬件和成本却很高。这个项目意味着大量的工作，在您的支持下，我很乐意做。

如果有市场需求，我很乐意为您提供第一笔小批量开发的资金，您可以在未来的将来从Tindie购买。

这显然是号召性用语。如果您想使这个Joy-Con Touch Mod-Kit成为现实，请捐赠。

先前发布在 https://medium.com/@matteo.pisani.91/how-i-hacked-nintendo-joy-con-controller-8ac22d75b0b8

翻译自: https://hackernoon.com/hardware-upgrades-at-home-hacking-nintendo-joy-con-controller-yuba3w6n