DIY Arduino 手柄方向盘 - 游戏竞速模拟器自制指南

组件与物料清单

所需工具

• 激光切割机
• Arduino Materia 101
• 3D 打印机

软件工具

• Arduino IDE

项目简介

Arduino 手柄 + 飞行创作

本项目将 Arduino 改装为 USB 游戏手柄，制作一个模拟摇杆的方向盘，可在 Steam 平台上使用。作为赛车游戏爱好者，键盘和普通手柄体验不佳，而商用方向盘价格昂贵，于是萌生自制念头。

将 Arduino 变身为控制器

核心思路是刷写 Arduino 通信芯片固件，使其被识别为 USB 游戏手柄。过程安全可逆，但操作风险自负。

1. 下载 UnoJoy 库，运行 InstallUnoJoyDrivers.bat 安装驱动
2. 安装 ATmel FLIP 工具，用于刷写固件

刷写固件步骤

1. 将 Arduino 置于 DFU 模式：短接 USB 接口旁六针排中最前两针
2. 运行 TurnIntoAJoystick.bat 刷写手柄固件
3. 重新插拔 Arduino，系统将识别为 Joystick
4. 恢复方法：同步操作运行 TurnIntoAnArduino.bat

简易控制器电路

10K 电位器接在 A0 引脚，作为方向输入。代码需引用 UnoJoy 库，将 UnoJoy.h 复制到草图目录。

Steam 平台游戏配置

Steam 识别为 Xbox 360 手柄。需使用 x360ce 工具将 USB 手柄映射为虚拟 Xbox 360 手柄：

1. 下载对应游戏位数版本（32/64位）
2. 将 x360ce.exe 放入游戏可执行文件目录
3. 运行配置工具，自动检测 USB Joystick

完整视频教程见我的 YouTube 频道。

核心代码

/* Arduino USB Joystick HID demo */
/* Author: Darran Hunt, Public Domain */
/* Updated by RICLAMER 2014/03/25 - 支持模拟/数字端口 */
/* 兼容 Arduino UNO (6轴13键) 和 Arduino Mega */

#undef DEBUG
#define NUM_BUTTONS 40
#define NUM_AXES 8

typedef struct joyReport_t {
  int16_t axis[NUM_AXES];
  uint8_t button[(NUM_BUTTONS + 7) / 8];
} joyReport_t;

joyReport_t joyReport;
uint8_t btn[12];
int fulloff = 0;

void setup() {
  for (int portId = 2; portId < 13; portId++) {
    pinMode(portId, INPUT_PULLUP);
  }
  Serial.begin(115200);
  delay(200);
  for (uint8_t ind = 0; ind < 8; ind++) joyReport.axis[ind] = ind * 1000;
  for (uint8_t ind = 0; ind < sizeof(joyReport.button); ind++) joyReport.button[ind] = 0;
}

void sendJoyReport(struct joyReport_t *report) {
  #ifndef DEBUG
  Serial.write((uint8_t *)report, sizeof(joyReport_t));
  #else
  // 调试输出
  #endif
}

void setButton(joyReport_t *joy, uint8_t button) {
  uint8_t index = button / 8;
  uint8_t bit = button - 8 * index;
  joy->button[index] |= 1 << bit;
}

void clearButton(joyReport_t *joy, uint8_t button) {
  uint8_t index = button / 8;
  uint8_t bit = button - 8 * index;
  joy->button[index] &= ~(1 << bit);
}

void loop() {
  // 读取按键状态 (D2-D13)
  for (int bt = 1; bt < 13; bt++) btn[bt] = digitalRead(bt + 1);
  
  // 按键映射到手柄按钮 17-28
  for (int on = 1; on < 13; on++) {
    if (btn[on] == LOW) setButton(&joyReport, on + 16);
    if (btn[on] == HIGH) clearButton(&joyReport, on + 16);
  }
  
  // 模拟轴映射 (仅使用 A0 作为 X 轴/方向盘)
  for (uint8_t axis = 0; axis < 2; axis++) {
    joyReport.axis[axis] = map(analogRead(axis), 350, 700, -32768, 32767);
  }
  
  // 未使用轴置零
  joyReport.axis[3] = 0;
  joyReport.axis[4] = 0;  // A1 需接地
  joyReport.axis[5] = 0;
  joyReport.axis[6] = 0;
  joyReport.axis[7] = 0;
  joyReport.axis[8] = 0;
  
  sendJoyReport(&joyReport);
  delay(35);
  fulloff = 0;
}

3D 模型文件

• volante_iDt4RqmPLZ.dwg
• volante_idt4rqmplz_hakHRvVNYD.dxf

原理图

电路连接图请参考项目附件。