ペガソス計画(6) - SHARP「CYBER STICK」の接続

　こちらは、米国海軍、タイコンデロガ級ミサイル巡洋艦、いわゆるイージス艦の「戦闘指揮所」（CIC; Combat Information Center）です。

　火器操作要員が向かっているのは、Raytheon社（旧General Dynamics社）の「近接防御火器システム」（CIWS; Close In Weapon System）、「Phalanx」の制御台（コンソール）です。

　もう少し分かりやすい画像が、こちらです。

　利発そうなお姉様の前にあるのが、Phalanxの制御台。しっかりと、ジョイスティックが写っています。

　微妙に形状は異なるものの、ほぼCYBER STICKと同じ。これを、入力に使わない手はありません。

　そう、本物のPhalanxさながら、ジョイスティックを使って、砲台のパン（左右方向）、砲身のチルト（上下方向）を、操作しようという訳です。

　と、いうことで、まずはハードの作製。

　以前に少し紹介しましたが、ArbotiX-Mの入出力インタフェイスを集めた回路上に、実装しました。

＃「インターフェース」と書かないところが、工学系。0xF9C7

　CYBER STICKのケーブルは、D-Sub 9ピンの「メス」。よって、基板側は、D-Sub 9ピンの「オス」になります。

　D-Sub 9ピンコネクタの足は、特殊なピッチのため、秋月電子の「DSUBコネクタDIP化基板（オス・メス兼用）」を使って、2.54mmピッチに変換しています。

　ちなみに、オスの場合は、基板上にシルク印刷で書かれているピン番号が「間違っていました」と、コソッと書かれています。

＃ハンダ付けしてから気付かないよう、注意しましょう。

　ArbotiX-M側の信号線は、出力が1本、入力が6本の、計7本となります。

　細かくは、データ要求（REQ）が1本、アクノリッジ（ACK）が1本、4bitデータ上位/下位表示（LH）が1本、4bitデータ入力（D3～D0）が4本です。

　つづいて、制御ソフトの作成。

　実は、当初はかなり難航するのかと思っていたのですが、意外にあっさり読み出しに成功してしまいました。0xF9CF

　画像は、CYBER STICKの信号線を、ロジックアナライザでスヌープしたものです。

　「REQ」に対する「ACK」と「LH」の動きを理解すれば、データを正しく読み出すことができます。

　「REQ」を“立ち下げる”と、CYBER STICKは「データ転送要求」と理解し、1サイクル50μsの周期で、6サイクル分、データを吐き出します。
（正確には、REQを立ち下げている時間により、データの転送速度を4段階に指定（50 / 96 / 144 / 192μs）することができますが、ここでは「最速モード」（50μs）で読み出すことを前提とします）

　1サイクルは、2回の「ACK」からなり、「ACK」の“立ち下がり”の時の「LH」を比較することにより、8bitデータの上位4bit/下位4bitを判定することができます。

（「CyberStick.c」）

　CYBER STICKの読み込みルーチン（抜粋）です。

　実行結果です。

　ジョイスティックとスロットルの操作量は、分解能8bit、256段階（-128～127）で読み出すことができます。

　2byte目（D1）がジョイスティックのY方向、3byte目（D2）がジョイスティックのX方向、4byte目（D3）がスロットルに、それぞれ対応します。
（5byte目（D4）は、「オプション」となっていますが、実質的には接続されていないため、表示していません）

　また、ボタンの状態は、1byte目（D0）および6byte目（D5）で読み出すことができます。

　AボタンおよびBボタンは、本体とジョイスティックにあり、どちらかのAボタンを押すと、1byte目（D0）の8bit目（b7）が、どちらかのBボタンを押すと、1byte目（D0）の7bit目（b6）が、立ちます。
（本体とジョイスティックを分けて読み込むには、本体側のAボタン（A'）は、6byte目（D5）の6bit目（b5）、ジョイスティック側のAボタンは、6byte目（D5）の8bit目（b7）、本体側のBボタン（B'）は、6byte目（D5）の5bit目（b4）、ジョイスティック側のBボタンは、6byte目（D5）の7bit目（b6）で、それぞれ見分けることができます）

　なお、画像では、ジョイスティックとスロットルの操作量が、いずれも「0」となっていますが、これは、きちんと中立位置をキャリブレーションしてあるからです。

　中立位置のキャリブレーションは、本体後面のボリュームで行います。

　ただ、ドキュメントにも、「センター位置は、7Fhまたは80hとするが、±2の誤差をみておく」と書かれているとおり、ジョイスティックを戻したタイミングにより、必ずしも「0」にならない場合が多く、また、数値は状況によりフラつきます。
（電源を入れ直したタイミングでも、余裕で「±4」ぐらいズレます）

　さらに、ジョイスティックやスロットルの操作量は、-128～127の間でリニアに変化するのかと思っていたのですが、実際に動かしてみたところ、上下（および左右）の傾きに対し、4分の3ぐらいの位置で、いきなり限界値（-128または127）になってしまいます。

　よって、このCYBER STICKを、砲台や砲身の操作に用いる際には、中立位置の自動キャリブレーションや、フラつきに対するフィルタリングなどの付加処理が、必要となりそうです。

（つづく）

〔参考情報〕
　・アナログジョイスティック（サイバースティック）関連 （X68000 LIBRARY）
　・サイバースティックでアフターバーナーを遊びたい（3）まとめ（CHILDHOOD'S END）