Thanks to visit codestin.com
Credit goes to github.com

Skip to content

wapophis/AVR-SimHub

BranchesTags

Repository files navigation

Configuración de MCP23017 para Botones de Joystick en AVR-SimHub

Este documento explica cómo configurar módulos MCP23017 para expandir la capacidad de botones de tu joystick en el proyecto AVR-SimHub.

📋 Tabla de Contenidos

🎯 Descripción General

El proyecto AVR-SimHub ahora soporta hasta 8 módulos MCP23017 conectados vía I2C, permitiendo expandir la capacidad de botones de tu joystick hasta 128 botones (16 por módulo). Cada módulo puede tener una dirección I2C única y los botones se mapean automáticamente al joystick.

Características Principales

  • ✅ Hasta 8 módulos MCP23017 en paralelo
  • ✅ 128 botones totales (16 por módulo)
  • ✅ Direcciones I2C flexibles (0x20-0x27)
  • ✅ Validación automática de configuración
  • ✅ Debounce integrado (50ms por botón)
  • ✅ Compatibilidad total con Gamepad/Joystick
  • ✅ Configuración selectiva de módulos activos

🔧 Requisitos de Hardware

Componentes Necesarios

  • Módulos MCP23017 (hasta 8)
  • Botones (hasta 16 por módulo)
  • Resistencias pull-up (opcional, el MCP23017 las incluye internamente)
  • Cables de conexión

Conexiones I2C

Arduino Micro    MCP23017
     SDA    →    SDA
     SCL    →    SCL
     VCC    →    VCC
     GND    →    GND

🔌 Cableado Específico para Arduino Micro Pro

Pines I2C del Arduino Micro Pro

El Arduino Micro Pro tiene los pines I2C en ubicaciones específicas:

Arduino Micro Pro Pinout:
┌─────────────────────────────────┐
│  RAW    VIN    GND   RST   A3   │
│  A0     A1     A2    A3    A4   │ ← A4 = SDA
│  A5     A6     A7    A8    A9   │ ← A5 = SCL
│  A10    A11    A12   A13   A14  │
│  A15    A16    A17   A18   A19  │
└─────────────────────────────────┘

Conexiones Detalladas

Arduino Micro Pro MCP23017 Descripción
A4 SDA Datos I2C (Serial Data)
A5 SCL Reloj I2C (Serial Clock)
VIN o 5V VCC Alimentación 5V
GND GND Tierra común

Diagrama de Conexión Múltiple

Para conectar múltiples módulos MCP23017:

Arduino Micro Pro
     │
     ├─ A4 (SDA) ──┬─ MCP23017 #1 SDA
     │              ├─ MCP23017 #2 SDA
     │              ├─ MCP23017 #3 SDA
     │              └─ ... (hasta 8 módulos)
     │
     ├─ A5 (SCL) ──┬─ MCP23017 #1 SCL
     │              ├─ MCP23017 #2 SCL
     │              ├─ MCP23017 #3 SCL
     │              └─ ... (hasta 8 módulos)
     │
     ├─ VIN (5V) ──┬─ MCP23017 #1 VCC
     │              ├─ MCP23017 #2 VCC
     │              ├─ MCP23017 #3 VCC
     │              └─ ... (hasta 8 módulos)
     │
     └─ GND ───────┬─ MCP23017 #1 GND
                   ├─ MCP23017 #2 GND
                   ├─ MCP23017 #3 GND
                   └─ ... (hasta 8 módulos)

Resistencias Pull-up (Opcional)

Para mejorar la estabilidad de la comunicación I2C, puedes añadir resistencias pull-up:

Arduino Micro Pro
     │
     ├─ A4 (SDA) ──┬─ Resistor 4.7kΩ ── VIN
     │              └─ MCP23017 SDA
     │
     ├─ A5 (SCL) ──┬─ Resistor 4.7kΩ ── VIN
     │              └─ MCP23017 SCL
     │
     ├─ VIN (5V) ── MCP23017 VCC
     └─ GND ─────── MCP23017 GND

Nota: Los módulos MCP23017 ya incluyen resistencias pull-up internas, por lo que las externas son opcionales.

⚠️ Consideraciones Especiales para Arduino Micro Pro

Alimentación
  • VIN: Usar VIN para alimentación desde USB o fuente externa
  • 5V: Solo usar si tienes una fuente de alimentación estable de 5V
  • Consumo: Cada MCP23017 consume ~1mA en reposo, verificar capacidad de alimentación
Pines I2C Internos
  • A4 (SDA): Pin 18 del microcontrolador ATMEGA32U4
  • A5 (SCL): Pin 19 del microcontrolador ATMEGA32U4
  • Frecuencia I2C: Por defecto 100kHz, compatible con MCP23017
Compatibilidad de Voltaje
  • MCP23017: Funciona con 3.3V y 5V
  • Arduino Micro Pro: Salida 5V en VIN/VCC
  • Niveles lógicos: Compatibles sin conversión
Limitaciones del Arduino Micro Pro
  • RAM disponible: ~2.5KB (considerar uso de memoria)
  • Pines digitales: Limitados, I2C libera pines para otros usos
  • Velocidad de procesamiento: Suficiente para escaneo de botones

Pines MCP23017

Cada módulo MCP23017 tiene 16 pines GPIO:

  • GPA0-GPA7: Pines 0-7 (Puerto A)
  • GPB0-GPB7: Pines 8-15 (Puerto B)

🔌 Configuración de Direcciones I2C

Pines de Dirección

Cada MCP23017 tiene 3 pines de configuración de dirección:

  • A0: Bit menos significativo
  • A1: Bit medio
  • A2: Bit más significativo

Tabla de Direcciones

A2 A1 A0 Dirección Módulo
0 0 0 0x20 #1
0 0 1 0x21 #2
0 1 0 0x22 #3
0 1 1 0x23 #4
1 0 0 0x24 #5
1 0 1 0x25 #6
1 1 0 0x26 #7
1 1 1 0x27 #8

Ejemplo de Configuración

Para usar 3 módulos con direcciones no consecutivas:

Módulo 1: A2=0, A1=0, A0=0 → 0x20
Módulo 2: A2=0, A1=1, A0=1 → 0x23  
Módulo 3: A2=1, A1=1, A0=1 → 0x27

🔗 Cableado de Botones

Configuración Recomendada (Pull-up Interno)

VCC (3.3V/5V)
    │
    ├─ Resistor Pull-up (opcional)
    │
    ├─ MCP23017 Pin (GPA0-GPB7)
    │
    └─ Botón
        │
        └─ GND

Configuración Alternativa (Pull-down)

VCC (3.3V/5V)
    │
    └─ Botón
        │
        └─ MCP23017 Pin (GPA0-GPB7)
            │
            └─ GND

Mapeo de Pines Globales

Los pines se mapean globalmente en el sistema:

Módulo 0 (0x20): Pines 0-15   → GPA0-GPA7, GPB0-GPB7
Módulo 1 (0x21): Pines 16-31  → GPA0-GPA7, GPB0-GPB7
Módulo 2 (0x22): Pines 32-47  → GPA0-GPA7, GPB0-GPB7
...
Módulo 7 (0x27): Pines 112-127 → GPA0-GPA7, GPB0-GPB7

⚙️ Configuración del Software

1. Editar DisplayClientV2.cpp

Localiza la sección de configuración MCP23017 (aproximadamente línea 110):

#define MCP23017_CHIPS_COUNT 0     // Número de módulos activos (1-8)
#define MCP23017_TOTAL_BUTTONS_COUNT 0  // Total de botones (1-128)

// Direcciones I2C para cada módulo
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_1 0x20 // Módulo #1
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_2 0x21 // Módulo #2
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_3 0x22 // Módulo #3
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_4 0x23 // Módulo #4
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_5 0x24 // Módulo #5
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_6 0x25 // Módulo #6
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_7 0x26 // Módulo #7
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_8 0x27 // Módulo #8

2. Configurar Módulos Activos

Ejemplo para 3 módulos:

#define MCP23017_CHIPS_COUNT 3
#define MCP23017_TOTAL_BUTTONS_COUNT 24  // 3 módulos × 8 botones cada uno

// Solo configurar las direcciones de los módulos activos
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_1 0x20  // Primer módulo
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_2 0x23  // Segundo módulo (no consecutivo)
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_3 0x27  // Tercer módulo

3. Habilitar Gamepad

Asegúrate de que el gamepad esté habilitado:

#define ENABLE_MICRO_GAMEPAD 1

📝 Ejemplos de Configuración

Ejemplo 1: Un Solo Módulo con 8 Botones

#define MCP23017_CHIPS_COUNT 1
#define MCP23017_TOTAL_BUTTONS_COUNT 8
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_1 0x20

Cableado:

  • Botones conectados a GPA0-GPA7 (pines 0-7)
  • Dirección: A2=0, A1=0, A0=0

Ejemplo 2: Dos Módulos con 16 Botones Total

#define MCP23017_CHIPS_COUNT 2
#define MCP23017_TOTAL_BUTTONS_COUNT 16
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_1 0x20  // Módulo 1
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_2 0x25  // Módulo 2

Cableado:

  • Módulo 1: Botones en GPA0-GPA7 (pines 0-7)
  • Módulo 2: Botones en GPA0-GPA7 (pines 8-15)
  • Direcciones: 0x20 y 0x25

Ejemplo 3: Configuración Completa (3 Módulos)

#define MCP23017_CHIPS_COUNT 3
#define MCP23017_TOTAL_BUTTONS_COUNT 24
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_1 0x20  // Módulo 1
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_2 0x23  // Módulo 2  
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_3 0x27  // Módulo 3

🔌 Ejemplo de Cableado para Arduino Micro Pro

Configuración: 2 Módulos MCP23017 con 16 Botones

Hardware necesario:

  • 1x Arduino Micro Pro
  • 2x Módulos MCP23017
  • 16x Botones
  • Cables de conexión

Cableado paso a paso:

Arduino Micro Pro
     │
     ├─ A4 (SDA) ──┬─ MCP23017 #1 SDA (dirección 0x20)
     │              └─ MCP23017 #2 SDA (dirección 0x23)
     │
     ├─ A5 (SCL) ──┬─ MCP23017 #1 SCL
     │              └─ MCP23017 #2 SCL
     │
     ├─ VIN (5V) ──┬─ MCP23017 #1 VCC
     │              └─ MCP23017 #2 VCC
     │
     └─ GND ───────┬─ MCP23017 #1 GND
                   └─ MCP23017 #2 GND

Configuración de direcciones:

  • MCP23017 #1: A2=0, A1=0, A0=0 → 0x20
  • MCP23017 #2: A2=0, A1=1, A0=1 → 0x23

Conexión de botones:

  • Módulo 1: Botones conectados a GPA0-GPA7 (pines 0-7)
  • Módulo 2: Botones conectados a GPA0-GPA7 (pines 8-15)

Configuración software:

#define MCP23017_CHIPS_COUNT 2
#define MCP23017_TOTAL_BUTTONS_COUNT 16
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_1 0x20
#define MCP23017_I2C_ADDRESS_2 0x23

🔍 Mapeo de Botones al Joystick

IDs de Botones

Los botones se mapean automáticamente al joystick con IDs consecutivos:

Botones MCP23017: ID 1 → ID N (donde N = MCP23017_TOTAL_BUTTONS_COUNT)
Botones Locales: ID N+1 → ID N+M (donde M = ENABLED_BUTTONS_COUNT)
Matrices: ID N+M+1 → ID N+M+P (donde P = botones de matriz)

Ejemplo de Mapeo

Con la configuración:

  • 24 botones MCP23017
  • 4 botones locales
  • 1 matriz 3×3
MCP23017: Botones 1-24
Locales: Botones 25-28  
Matriz: Botones 29-37

🚀 Compilación y Uso

1. Compilar el Proyecto

pio run

2. Verificar Configuración

El sistema mostrará en el Serial Monitor:

MCP23017 configuration: 3 chips, 24 total buttons
  Chip #1: 0x20
  Chip #2: 0x23
  Chip #3: 0x27

3. Probar Botones

Los botones MCP23017 aparecerán automáticamente en tu sistema como botones de joystick adicionales.

✅ Verificación Rápida para Arduino Micro Pro

Checklist de Conexiones

Antes de compilar, verifica:

  • A4 (SDA) conectado a todos los módulos MCP23017
  • A5 (SCL) conectado a todos los módulos MCP23017
  • VIN conectado a VCC de todos los módulos
  • GND conectado a GND de todos los módulos
  • Pines A0-A2 configurados correctamente en cada módulo
  • Botones conectados a los pines deseados (GPA0-GPB7)

Test de Comunicación I2C

Añade este código temporal en setup() para verificar conexiones:

void testI2CSetup() {
    Serial.println("=== I2C Connection Test ===");
    Wire.begin();
    delay(100);
    
    for (int i = 0; i < MCP23017_CHIPS_COUNT; i++) {
        byte address = MCP23017_ADDRESSES[i];
        Wire.beginTransmission(address);
        byte error = Wire.endTransmission();
        
        if (error == 0) {
            Serial.print("✓ MCP23017 #");
            Serial.print(i + 1);
            Serial.print(" found at 0x");
            Serial.println(address, HEX);
        } else {
            Serial.print("✗ MCP23017 #");
            Serial.print(i + 1);
            Serial.print(" NOT found at 0x");
            Serial.println(address, HEX);
        }
    }
    Serial.println("==========================");
}

Llamar en setup():

testI2CSetup(); // Añadir después de Wire.begin()

🔧 Solución de Problemas

Error: Dirección I2C Inválida

Error: MCP23017 #1 address 0x30 is invalid. Must be between 0x20-0x27

Solución: Verificar que las direcciones estén entre 0x20-0x27.

Error: Direcciones Duplicadas

Error: Duplicate MCP23017 address 0x20 found

Solución: Asegurar que cada módulo tenga una dirección única.

Botones No Responden

Posibles causas:

  1. Dirección I2C incorrecta
  2. Cableado incorrecto
  3. Módulo no inicializado

Solución:

  1. Verificar configuración de pines A0-A2
  2. Comprobar conexiones SDA/SCL
  3. Revisar Serial Monitor para errores

Módulo No Detectado

Diagnóstico:

// Añadir en setup() para debug
Wire.beginTransmission(0x20);
byte error = Wire.endTransmission();
if (error == 0) {
    Serial.println("MCP23017 detected at 0x20");
} else {
    Serial.println("MCP23017 not found at 0x20");
}

🔧 Problemas Específicos del Arduino Micro Pro

Error: "MCP23017 not found"

Causas comunes:

  1. Pines I2C incorrectos: Verificar que uses D2 (SDA) y D3 (SCL)
  2. Alimentación insuficiente: Usar VIN en lugar de 5V
  3. Cables sueltos: Verificar conexiones SDA/SCL/VCC/GND

Solución paso a paso:

// Código de diagnóstico completo
void testI2CConnections() {
    Serial.println("Testing I2C connections...");
    
    for (byte address = 0x20; address <= 0x27; address++) {
        Wire.beginTransmission(address);
        byte error = Wire.endTransmission();
        
        if (error == 0) {
            Serial.print("Device found at 0x");
            Serial.println(address, HEX);
        } else {
            Serial.print("No device at 0x");
            Serial.println(address, HEX);
        }
    }
}

Problemas de Alimentación

Síntomas:

  • Módulos se reinician aleatoriamente
  • Comunicación I2C intermitente
  • Botones no responden consistentemente

Solución:

  • Usar VIN en lugar de 5V para alimentación
  • Verificar que la fuente USB proporcione suficiente corriente
  • Considerar alimentación externa para múltiples módulos

Conflicto de Pines

Pines a evitar en Arduino Micro Pro:

  • D2 y D3: Reservados para I2C
  • A0-A3: Usar con precaución (pueden ser analógicos)
  • D0-D1: Reservados para comunicación serial

Recomendación: Usar pines digitales D2-D13 para otros componentes.

📚 Referencias

🤝 Contribuciones

Si encuentras problemas o tienes sugerencias de mejora, por favor:

  1. Verifica que tu configuración siga este documento
  2. Revisa el Serial Monitor para mensajes de error
  3. Documenta tu configuración específica
  4. Comparte tu experiencia para ayudar a otros

Nota: Este sistema es compatible con SimHub y otros software de simulación que soporten joysticks HID estándar.

About

Arduino simhub customization using platfomIO

Topics

arduino-micro simhub joys

Resources

Readme
Activity

Stars

1 star

Watchers

1 watching

Forks

0 forks
Report repository

Releases 1

1.0.1 Latest
Sep 5, 2025

Packages

No packages published

Languages