Il y a quelques années, j'ai réalisé un projet utilisant les ports de Gamecube de la Wii pour y raccorder des manettes NES, SNES et N64. Malheureusement, les ports de Gamecube ont été retirés des nouvelles Wii et la Wii U n'en offre pas non plus.

Ce nouveau projet utilise donc le port d'extension de la télécommande Wii (wiimote), exactement comme la manette classique de Nintendo. En fait, le microcontrôleur de ce projet fait tout simplement semblant d'en être une.

• Permet de jouer aux jeux virtual console avec une manette d'origine.
• Fonctionne sur la Wii U et sur les Wii dépourvues de ports Gamecube.
• Apparait à la Wii comme étant une manette classique.
• Supporte les manettes N64
• Supporte les manettes SNES
• Supporte les manettes Gamecube (Testé avec les manettes standard Nintendo et la Wavebird)
• Supporte les manettes NES

Certaines version déjà assemblés sont disponible dans le magasin en ligne:

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Installation dans une manette NES:

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Bouton Classique Wii	Manette SNES	Manette SNES (mode NES)	Manette SNES mode analogique	Manette NES
D-Pad	D-Pad	D-Pad	D-Pad	D-Pad
plustd>	Start	Start	Start	Start
moins	Select	Select	Select	Select
A	A	B	A	A
B	B	Y	B	B
X	X		X
Y	Y		Y
L	L		L
R	R		R

Lorsqu'une manette de SNES est utilisée pour des jeux SNES ou qu'une manette NES est utilisée pour des jeux NES, le mapping est très simple. Par contre, l'utilisation d'une manette SNES pour jouer à un jeu NES n'est pas idéale si A et B contrôlent A et B du côté Wii.

Pour activer le mode NES:
Appuyez sur START+SELECT+L+R+DOWN simultanément. Dans ce mode, les boutons SNES sont mieux disposés pour les jeux VC NES.

Pour activer le mode analogique:
Appuyez sur START+SELECT+L+R+LEFT simultanément. Dans ce mode, le D-Pad contrôle le joystick analogique gauche de la manette classique. Ce mode n'est pas vraiment utile, mais battre un ami à ainsi peut s'avérer plutôt drôle.

Pour retourner au mode standard:
Appuyez sur START+SELECT+L+R+UP simultanément.

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N64	Mode 0	Mode 1	Mode 2	Mode 3	Mode 4	Mode 5
A	A	A	A	A	A	A
B	B	B	B	B	B	B
Start	plus	plus	plus	plus	plus	plus
L	L	ZR & ZL	D-Down	D-Down	ZR & ZL	L
R	R	R	R	ZR & ZL	R	R
Z	ZR & ZL	L	L	L & R	L	L
D-up	D-up	D-up	D-up	D-up	D-up	D-up
D-down	D-down	D-down	D-down	D-down	D-down	D-down
D-left	D-left	D-left	D-left	D-left	D-left	D-left
D-right	D-right	D-right	D-right	D-right	D-right	D-right
C-Up	C-Up	C-Up	C-Up	C-Up	N/A	C-Up
C-down	C-down	C-down	C-down	C-down+X	N/A	C-down
C-left	C-left	C-left	C-left	C-left+Y	Y	C-left
C-right	C-right	C-right	C-right	C-down	X	C-right

Mapping	Activation	Jeux
Mapping 0	L+R+Z+D-up	Mario 64, Kirby 64, Mario Tennis 64
Mapping 1	L+R+Z+D-down	Mario Kart 64, Mario Kart Wii, Mario Party 2
Mapping 2	L+R+Z+D-left	Zelda Ocarina of time, Paper Mario
Mapping 3	L+R+Z+D-right	Super Smash Bros
Mapping 4	L+R+Z+C-up	Sin and punishment
Mapping 5	L+R+Z+C-down	Ogre Battle 64, 1080° Snowboarding, Pokemon Snap, Starfox 64
(à faire)	?	F-Zero X
(à faire)	?	Yoshi's Story

Aidez moi à mettre en place les mappings nécessaires pour d'autres jeux en me faisant parvenir des photos du manuel.

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Conversion des valeurs du joystick:
La manette classique rapporte la position des axes sous 6 bit alors que la manette N64 retourne cette position sous 8 bit. La sensation d'une conversion linéaire n'était pas bonne. Après plusieurs essais, j'ai trouvé qu'en utilisant les courbes ci-dessous nous sommes bien plus près de la sensation d'origine.

Il faut noter que sous 6 bits, une valeur entre -32 et +31 peut être représentée mais qu'en pratique la manette classique retourne des valeurs environ entre -24 et 24.


Note: La courbe est appliquée de manière symétrique au mouvement du centre vers un côté. Les valeurs de sortie sont donc 0 à 31. Notez aussi que la valeur retournée par les manettes N64 standard fabriquées par Nintendo n'atteint pas le maximum de 127.

Sélection de la courbe avec firmware v1.5:
Dans la version 1.5, deux courbes sont offertes et configurables en appuyant les combinaisons indiqués ci-dessous. l'adaptateur mémorise la dernière configuration afin de vous éviter d'avoir à refaire la combinaison à chaque branchement.

L+R+Z+A: Courbe par défaut(v1.5)
L+R+Z+B: Courbe alternative (v1.4)

Sélection dans les version précédentes:
Version 1.4.1: La courbe par défaut est v1.4, la courbe alternative est v1.1.
Version 1.4 and 1.3: Aucun choix de courbe possible..

Plage de valeurs des manettes N64:
La courbe de la version 1.1 ne fonctionnait pas très bien avec certaines manettes. Le symptôme était l'impossibilité d'atteindre l'effet maximal dans le jeu (ex: course, virage serré). En tenant compte que les valeurs attendues du côté Wiimote se situent entre -24 et 24 et des valeurs retournées par les manettes N64 dans la pratique, on peut facilement comprendre pourquoi. Quoi qu'il en soit, le problème a été corrigé dans les version 1.4.1 et 1.5.

Voici un tableau démontrant le genre de différences observées:

Manette	Axe des X	Axe des Y	État du stick
Standard N64 rouge	-82 à 79	-85 à 83	Comme neuf
Standard N64 aqua	-80 à 80	-80 à 85	Comme neuf
Standard N64 grise	-75 à 75	-80 à 77	Usé
Standard N64 mauve translucide	-72 à 80	-80 à 80	Assez usé
Standard N64 jaune	-68 à 64	-69 à 80	Extrêmement usé (jugé inutilisable)
Hori pad mini	-100 à 100	-100 à 100	Comme neuf
Marque inconnue	-88 à 87	-90 à 85	Comme neuf

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Gamecube	Mode 0	Mode 1	Mode 2	Mode 3
Start	plus	plus	plus	plus
A	A	B	A	ZR
B	B	Y	B	A
X	X	A	X	B
Y	Y	X	Y	X
L	L	L	ZL	ZL
R	R	R	ZR	Y
Z	ZL & ZR	minus	R	B
D-up	D-up	D-up	D-up	D-up
D-down	D-down	D-down	D-down	D-down
D-left	D-left	D-left	D-left	D-left
D-right	D-right	D-right	D-right	D-right
Main stick	Left stick	Left stick	Left stick	Left stick
C stick	Right stick	Right stick	Right stick	Right stick

IMPORTANT:

La fonctionalité analogique des boutons gamecube L et R n'est pas implémentée. I me faudrait un jeu utilisant cette fonctionalité pour tester. Est-ce que vous auriez des suggestions?

Mapping	Firmware	Activation	Jeux
Mapping 0	Depuis 1.3	A+B+X+Y+Dpad-Haut	Mario Kart Wii
Mapping 1	Depuis 1.3	A+B+X+Y+Dpad-Bas	Jeux Virtual Console SNES
Mapping 2	À l'essais dans 1.4	A+B+X+Y+Dpad-Gauche	Suggestion pour Sonic & All-Stars Racing et probablement bien d'autres jeux.
Mapping 3	À l'essais dans 1.4	A+B+X+Y+Dpad-Droite	Suggestion pour Sonic & All-Stars Racing.

Aidez moi à faire mieux en me faisant parvenir les mappings qu'il vous faut.

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Voici deux schémas. Un est pour un MCU en boîtier DIP (gros avec broches), l'autre en boîtier TQFP (petit, montage en surface).


Alimentation:
L'alimentation 3.3v provenant de la Wiimote est actuellement utilisée. Les manettes standard NES et SNES, bien que conçues pour 5 volt, fonctionnent bien. Certaines manettes fabriquées par des tiers ou encore des manettes spéciales comme la NES Advantage ne fonctionneront pas. Les manettes N64 sont conçues pour fonctionner à 3.3 volt alors aucun problème ici. Les manettes Gamecube utilisent normalement deux sources d'alimentation. Dans le cas des manettes conçues par Nintendo, il semble que l'alimentation 5 volt ne soit requise que pour la fonction vibration. Pour ce projet, simplement ne pas brancher le fil 5 volt de la manette Gamecube.

De la durée des piles:
D'après les mesures exposées dans la section suivante, avec une manettes SNES, la durée des piles sera semblable à celle obtenue avec la manette classique. Avec une manette N64, les piles dureront moins longtemps, mais la durée totale devrait être plus longue que si la wii motion plus est utilisée...

Voici une liste des pièces avec suggestion de composantes pour le montage par trous.

Ref.	Description	Suggestions
R1	1.5K resistor	Digikey S1.5KQCT-ND ou autre.
C1,C2	18pf ceramic capacitors	Digikey BC1004CT-ND
C3,C4	.1uF ceramic capacitors	Digikey BC2665CT-ND
P1	2x3 .100" pitch standard header	Digikey 609-3218-ND
Y1	Crystal 12 Mhz	Digikey CTX904-ND
U1	Atmega168a	Digikey ATMEGA168A-PU-ND selon votre préférence de boîtier

Note: Si un montage SNES seulement est réalisé, Y1, C1 et C2 ne sont pas requis si les Fuses sont programmés pour utiliser l'oscillateur interne de 8 Mhz.

Voici un montage réalisé avec les pièces ci-dessus.

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La consommation électrique est en lien direct avec la durée des piles. Plus la consommation est élevée, plus il faudra changer les piles rapidement. Comme le démontre le tableau suivant, cet adaptateur consomme 1.6mA à lui seul, mais à cela s'ajoute la consommation de la manette utilisée. J'ai également mesuré la consommation de divers accessoires pour télécommande Wii afin d'avoir un point de référence.

Note: Toutes les mesures ont été prises à 3.3v entre la télécommande wii et l'accessoire en question à l'aide d'une rallonge wiimote et d'un multimètre.

Accessoire	Consommation
Extenmote v1.1, Atmega168, sans manette	1.6mA
Classic controller RVL-005	1.7mA typique, environ 3mA tout boutons enfoncés
Classic controller RVL-005(-02)	1.36mA typique, environ 3mA tout boutons enfoncés
Extenmote v1.1, Atmega168, avec manette SNES américaine standard (SNS-005)	2mA
Nunchuk RVL-004	2.3mA typique
Extenmote v1.1, Atmega168, avec manette Gamecube DOL-003 blanche (Japon)	4.4mA
Immitation de manette classique	5.5mA typique
Extenmote v1.1, Atmega168, avec manette N64 Horipad mini	5.6mA
Récepteur de Nunchuk sans fil (marque inconnue)	11.9mA typique
Extenmote v1.1, Atmega168, avec manette N64 standard NUS-005	15.4mA
Wii motion plus	22.5mA (Chute à environ 1.5mA lorsqu'un accessoire est branché)

Conclusions:

• Extenmote avec une manette de N64 consomme moins que la Wii motion plus. La durée de piles sera moins bonne qu'avec une manette Classique mais devrait dépasser la durée obtenue avec l'accessoire Wii motion plus.
• Nintendo a fait du très bon travail avec la manette classique et la Nunchuk.
• L'accessoire Wii motion plus consomme 22.5mA, mais dès qu'un accessoire (Manette classique, Nunchuk ou Extenmote) y est branché, sa consommation chute à 1.5mA. L'impact de sa présence est réduit, mais pour étirer au maximum la durée de vie des piles, il est tout de même préférable de le retirer lorsqu'il n'est pas requis.
• Fait intéressant: La manette N64 Horipad mini consomme bien moins que la manette N64 standard.
• L'adaptateur utilise le mode 'Extended Standby' du Atmega168. Cela réduit la consommation de l'adaptateur de 4mA à 1.6mA.

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L'utilisation de l'adaptateur cause un léger délais supplémentaire. C'est inévitable. La bonne nouvelle est qu'il est très court. (Moins de 3 millièmes de seconde)

Symbole	Paramètre	Valeur	Unités	Commentaires
A	Temps interrogation N64/Gamecube	0.4	ms
B	Délais causé par l'adaptateur	2.84	ms	Pire cas observé.
C	Délais interrogation wiimote à mise à jour N64/GC	2.35	ms	Point de départ variable.
D	Temps de communication wiimote	1.5	ms
E	Interval d'interrogation wiimote	5	ms

Note: Je définis le délais causé par l'adaptateur comme étant le temps entre le moment ou les donnés de la manette ont été complètement reçues et le moment où cesdites données ont été retransmises au complet à la wiimote.

Note 2: L'ensemble du système (manette>adaptateur>wiimote>bluetooth>wii>Jeu>Télé) comporte plusieurs autres éléments suceptibles de causer des délais. Cet adaptateur s'efforce de contribuer au délais total le moins possible.

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Fichier(s)	Date	Description
extenmote-1.5.tar.gz (77.2 KB) extenmote-1.5.hex (29.1 KB)	30 Janvier 2013	Nouvelle version contenant des correctifs importants! Nouvelle courbe de transfert dans v1.5. (Bien meilleur pour Zelda) Correctif: Il n'est plus nécessaire de rebrancher l'adaptateur lorsqu'on bascule entre le menu Wii et un jeu. Correctif: Le problème de défilement continue qui survenait uniquement (à ma connaissance) dans le menu principal de la Wii U a été corrigé.
extenmote-1.4.1.tar.gz (61.6 KB) extenmote-1.4.1.hex (28.2 KB)	23 Janvier 2013	Nouveau: Deux nouveaux mappings expérimentaux pour Gamecube. Mise à jour de la courbe de réponse du joystick N64. Fonctionne avec les manettes plus usées. (L'ancienne courbe peut être rappelée à l'aide d'une combinaison de boutons. La configuration de l'adaptateur (Mappings, courbes) est maintenant storée en mémoire non volatile. Il n'est plus nécessaire de reconfigurer l'adaptateur à chaque branchement. Problèmes connus: Certaines manettes NES ne fonctionnent pas à cause du voltage d'alimentation de seulement 3.3v (ex: La NES Advantage) La fonctionalité analogique des 'sliders' L et R n'est pas implémentée. (Cela ne semble pas causer problème). Lorsqu'on passe du menu principal Wii à un jeu, il faut rebrancher l'adaptateur.
extenmote-1.3.tar.gz (35.3 KB) extenmote-1.3.hex (26.8 KB)	6 Janvier 2013	Du progrès sur le support Gamecube: Nouveau mapping rendant les jeux VC SNES plus jouables. Implémentation du C stick. Note: La fonctionalité analogique des 'sliders' L et R n'est toujours pas implémentée. J'aurais besoin d'un jeu se servant de cette fonction pour tester. Auriez-vous des suggestions? Problèmes connus: Certaines manettes NES ne fonctionnent pas à cause du voltage d'alimentation de seulement 3.3v (ex: La NES Advantage) Le support des manettes Gamecube n'est pas terminé. Les manettes de N64 usées ne fonctionne pas bien avec la courbe de transfert. Lorsqu'on passe du menu principal Wii à un jeu, il faut rebrancher l'adaptateur.
extenmote-1.2.tar.gz (34.6 KB) extenmote-1.2.hex (26.3 KB)	1 Janvier 2013	Correction spécifique au circuit multiuse PCB2 permettant de réduire la consommation électrique.
extenmote-1.1.tar.gz (34.5 KB) extenmote-1.1.hex (26.3 KB)	25 Décembre 2012	Première publication. Supporté: Manette N64, 6 mappings disponibles. Manette SNES, 3 mappings disponibles. Testé: Manette américaine SNS-005 Support des manettes NES: Testé avec la manette Standard (NES-004), la NES MAX (NES-027) Projet testé avec plusieurs jeux Virtual Console NES, SNES et N64. Mario Kart Wii fonctionne aussi. Problèmes connus: Certaines manettes NES ne fonctionnent pas à cause du voltage d'alimentation de seulement 3.3v (ex: La NES Advantage) Le support des manettes Gamecube n'est pas terminé.

Utilisation des fichiers .hex
Les fichiers .hex sont pour programmer l'Atmega168a. Les "fuses bytes" pour ce projet sont: extended_byte=0x01, high_byte=0xdf, low_byte=0xdf.

Pour de l'information sur la programmation d'un AVR, visitez ma page sur la programmation d'AVR

Code source (fichiers .tar.gz):
À moins d'indications contraires, le code source est rendu publique sous la licence GPL v3. Consulter le fichier gpl.txt inclus dans le .tar.gz pour plus d'informations. Le projet se compile avec avr-gcc sous Linux.

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J'aime bien voir comment les autres s'y prennent pour assembler mes projets. Vous pouvez me faire parvenir des photos de vos montages et je les afficherai ici. Veuillez également m'indiquer si vous souhaitez que j'affiche votre nom/alias et pays. Par défaut je ne mentionnerai que votre prénom.

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J'ai reçu ces deux photos d'un utilisateur ayant assemblé le tout à même sa manette de N64. Notez la soudure habile du MCU montage en surface:


2013-02: Alexandre me fait parvenir ces deux photos du circuit installé dans une manette de N64.


2013-02-13: Samuel m'a envoyé ces photos du circuit installé dans une manette NES.

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Les pages suivantes m'ont été d'une grande utilité pour la réalisation de ce projet.

Tout d'abord, la communication avec la Wiimote a été rendue possible grâce au code du projet suivant:
DIY Drum Set Controller for the Wii made with AVR

Les pages suivantes m'ont également beaucoup aidé:
Nintendo Gamecube Controller Protocol
Yet Another Gamecube Documentation
Sci.Electronics FAQ: Super Nintendo Entertainment System: pinouts & protocol
http://www.hardwarebook.info/Wiimote_Expansion_Port
http://wiibrew.org/wiki/Wiimote/Extension_Controllers
http://wiibrew.org/wiki/Wiimote/Extension_Controllers/Classic_Controller

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Je ne saurais être tenu responsable pour les dommages que la mise en œuvre des instructions présentées sur cette page pourraient causer à votre équipement ou à vous-même. Aussi, je ne donne aucune garantie quant à l'exactitude des informations et à leur fonctionnement. Notez toutefois que les procédures ci-haut ont fonctionnées sans aucun problème pour moi.

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