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發表於 2013-8-3 00:58
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自製Wii Remote控制器的紅外線發射器（使用USB接頭）
作者: chuan 日期: 2013-8-3 00:58 閱讀: 765 人
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本帖最後由 chuan 於 2013-8-3 01:08 編輯
自製Wii Remote控制器的紅外線發射器（使用USB接頭）
文／趙英傑
Wii遊戲機的特色莫過於集結「動作（加速）」與紅外線感應於一身的藍芽控制器——Wii Remote。Wii Remote前端有個紅外線CMOS感測器，搭配連結Wii主機的"Sensor Bar"（直譯為「感應器」，但其實它是紅外線發射器），即可感測控制器的座標位置。
這小小一支控制器集合了多個國家、不同公司的研發成果。下圖是美國Fortune（財星）雜誌所刊載的Wii Remote內部照片，以及各個零組件的研發／製造廠商與估計成本（參閱：An Inside Look At The Wii’s Magic Wand）。其中的藍芽控制晶片（Broadcom 2042）由Broadcomm研發、台積電代工生產，此藍芽晶片的核心是八位元的Intel 8051單晶片。不知道為什麼，這篇文章遺漏了由台灣原相科技研發的CMOS感測器。關於此控制器的詳細技術分析，請參閱WiiLi.org網站的Wiimote文章。
控制器裡的記憶體晶片竟然是在義大利米蘭（Milan）研發製造的。現在台灣的記憶體晶片大廠的股價普遍低迷，怎麼不交給台灣研發生產？不僅價格低廉且品質優秀 :-)
個人電腦上的藍芽無線通訊模組可以和Wii Remote控制器連結。在配對時，電腦上要選擇藍芽的「滑鼠、鍵盤和搖桿」類別，並按著Wii Remote控制器上的1和2鈕，或者電池盒下方的紅色同步（Sync）鈕不放，即可配對成功。下圖是在我的電腦上呈現的藍芽裝置搜尋畫面，控制器的名字是"Nintendo RVL-CNT-01"（註：Mac OS X和Linux系統的驅動程式，請參閱WiiLi.org的這個網頁說明）。
藍芽連線成功後，即可使用一位日本人設計的 "WiinRemote" 軟體，讀取Wii Remote控制器的電量、動作感測器（Motion Senor）、紅外線感測器（IR Sensor）和左手控制器（Nunchuk）的參數值。而且，只要按下操作畫面右下角的Enable Cursor（啟用游標）鈕，就能把Wii Renote控制器當成無線滑鼠使用。其操作畫面如下：
為了讓Wii Remote控制器能在電腦上像操作Wii一樣方便，最好在電腦上加裝紅外線發射器，讓Wii Remote判斷搖桿的座標位置（註：上圖的IR Sensor窗格裡的1和2白點，就是紅外線發射器的位置）。
底下是紅外線發射器的電路圖（參考卡內基美隆大學Johnny Chung Lee教授的這個電路）。我使用電腦的USB供電，USB插頭是從舊的滑鼠剪下來的，除此之外，兩個紅外線發射二極體和電阻，加起來的成本大約新台幣25元，非常便宜。
USB的電源為5伏特，電路中的電阻值可採用介於40~70歐姆之間（我用的是47歐姆）；如果要使用外部的3伏特電池盒供電，請使用介於15~30歐姆之間的電阻值。若嫌自製電路太麻煩，也可以直接在電腦旁邊點兩個蠟燭充當紅外線光源…不過這樣的氣氛可能蠻詭異的。
因為電路很簡單，所以不需要使用電路板，可直接用電線把全部零件焊接在一起：
焊接完畢後，我用一根筷子和膠帶將它們固定好。雖然完成品的外觀粗製濫造，但是可以快速完成並測試。
我們肉眼看不到紅外線，檢驗電路是否有正常運作的最簡單方法，是把數位相機或攝影機的鏡頭對準紅外線二極體，由於攝影機的CCD和CMOS感測器的光譜涵蓋紅外線，因此我們可以透過它觀察到紅外線二極體所發射出的光線。
最後，選擇WiinRemote軟體的Options（選項）→Preferences（偏好設定）指令，並勾選左上角Cursor（游標）窗格裡的IR Sensor（紅外線感測器）選項，Wii控制器就能透過自製的紅外線發射器來感應座標了。
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