Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hall-Effekt Joysticks, Dokumentation gesucht


von Harald K. (kirnbichler)


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Aus gegebenem Anlass
Beitrag "Xbox-Controller mit Hall-Effekt Joysticks ausrüsten"

sind mir jetzt dann auch diese netten kleinen Halleffektjoysticks 
begegnet, die als Ersatz für Potentiometer-Joysticks in verschiedenen 
Spielzeugen eingebaut werden können.

Äußerlich sehen die Dinger simplen Potis recht ähnlich, ich hatte die 
bis vorhin auch für simple Potis gehalten, bis Lutz mich von meinem 
Irrtum überzeugte.

Da die Dinger als Ersatz für analoge Potentiometer verbaut werden, ist 
sehr stark anzunehmen, daß man sie nicht einfach irgendwie mit einer 
Spannung versorgen darf, sondern daß die Polarität (und Höhe) der 
Spannung eine Rolle spielt.

Die Hallsensoren kommen in kleinen aufgeklipsten Modulen, und diese 
unterscheiden sich zwischen den verschiedenen Spielzeugen, für die sie 
als Ersatz verwendet werden können.

Diese Module weisen unterschiedliche Beschriftungen (und manchmal auch 
Gehäusefarben) auf:

Mein Muster (das ich für ein billiges Potiteil hielt, weil ich nicht 
genau genug hingeguckt hatte), hat zwei orange Module mit der 
Beschriftung L-8J.

Bei verschiedenen Aliexpress-Händlern sind Bilder mit anders 
beschrifteten Modulen zu finden:

PS5: 2 x L-8J (orange)
PS4: R-8J und L-8H (schwarz und orange)
XBox: L-8J und R-8H (orange und schwarz)

Meine Google-Künste haben mir bislang nur zu Seiten verholfen, die 
beschreiben, wie man die Dinger als Ersatzteil für das jeweilige 
Spielzeug verwendet, nicht aber, wie man damit etwas anderes anfangen 
kann -- wie z.B. so etwas an einen Arduino oder irgendeinen µC zu 
klöppeln.

Kennt jemand ein Datenblatt oder eine Beschreibung dieser verschiedenen 
Hallmodule?

In meinen Modulen (L-8J) sind Hallsensoren in einem sechspoligen Gehäuse 
(QFN6?) verbaut, drauf steht 93L33 - natürlich kennt Google die Dinger 
nicht.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Die scheinen immer vom selben Hersteller zu stammen, jedenfalls sehen 
sie identisch aus. Hier meine Bildersuche mit Google-Lens. Auf manchen 
Bildern sind das orange und schwarze Teil abgenommen, sind die einfach 
abziehbar?

https://www.temu.com/de/2-stucke-fur-ps3-ps4-xbox-360-xboxone-game-controller-3d-joystick-ps5-3d-joystick-reparaturzubehor-g-601099529501202.html
da gibt es mehrere Varianten

https://de.aliexpress.com/i/1005005797610109.html
da sind die Beschriftungen lesbar.

Auf einem Bild sind die Chips zu sehen, anscheinend ein 6-poliges 
Gehäuse:
https://i.ebayimg.com/images/g/DeQAAOSw5MBlmFLn/s-l1600.jpg

: Bearbeitet durch User
von Harald K. (kirnbichler)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Auf manchen Bildern sind das orange und schwarze Teil abgenommen,
> sind die einfach abziehbar?

Ja, das hat Lutz in o.g. Thread beschrieben. Auf beiden Längsseiten 
gibts 'ne Rastnase, wenn man eine davon vorsichtig eindrückt, lassen 
sich die Dinger abnehmen.

Christoph db1uq K. schrieb:
> da sind die Beschriftungen lesbar.

Das sind dann die Varianten R-3J und L-3J.

Sieht mir so aus, als würde da irgendein System dahinterstecken.

von Lutz V. (lutz_vieweg)


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Ich glaube auf dem Chip in den von mir gekauften Joystick-Modulen die 
Buchstaben 93L41 zu lesen.

Von Fairchild gab es 1972 mal eine "ALU with External CLA" mit dieser 
Typenbezeichnung, aber die wird es kaum sein ;-)

Aber Spaß beiseite, ich denke nicht, dass ein so spezieller 
Emulations-Chip ein veröffentlichtes Datenblatt hat.

Wenn man außerhalb eines existierenden Spielekonsolen-Controllers selbst 
einen Joystick mit Hall-Effekt Sensoren verbauen möchte, gibt es ja 
tausende Module und Chips zur Auswahl, die viel besser funktionieren als 
ein Widerstands-Emulator, Unterlagen zu sowas finden sich z.B. unter

https://www.ti.com/lit/ug/slyu064a/slyu064a.pdf?ts=1713959162061

https://www.infineon.com/cms/en/product/sensor/magnetic-sensors/magnetic-position-sensors/linear-sensors/

https://www.melexis.com/en/products/magnetic-position-sensor-ics

Falls jemand unbedingt einen dieser Potentiometer-Emulatoren woanders 
als im Spielekonsolen-Controller verbauen will, dürfte die einfachste 
Möglichkeit "ausmessen" sein. Am mittleren Pin wird wohl eine 
Ausgangsspannung anliegen, und an den beiden äußeren GND und Vdd. Alles 
andere wäre überraschend.

von Harald K. (kirnbichler)


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Lutz V. schrieb:
> Am mittleren Pin wird wohl eine
> Ausgangsspannung anliegen, und an den beiden äußeren GND und Vdd. Alles
> andere wäre überraschend.

Das ist nahelieegend. Nur ist die Polarität und die Betriebsspannung 
nicht ganz uninteressant.

Lutz V. schrieb:
> Wenn man außerhalb eines existierenden Spielekonsolen-Controllers selbst
> einen Joystick mit Hall-Effekt Sensoren verbauen möchte, gibt es ja
> tausende Module und Chips zur Auswahl, die viel besser funktionieren als
> ein Widerstands-Emulator

Gewiss, nur sind die dann auch deutlich teurer als diese Dinger hier, 
die für manche Spielerei sicherlich völlig ausreichend sein werden.

von Rainer W. (rawi)


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Lutz V. schrieb:
> Wenn man außerhalb eines existierenden Spielekonsolen-Controllers selbst
> einen Joystick mit Hall-Effekt Sensoren verbauen möchte, gibt es ja
> tausende Module und Chips zur Auswahl, die viel besser funktionieren als
> ein Widerstands-Emulator

Wie kommst du auf die Idee, dass die Dinger irgendetwas mit 
Widerstands-Emulator zu tun haben. Das ist nun wirklich einer der 
kompliziertesten Wege, um so ein Bedienelement umzusetzen.
Hast du aussagekräftige Unterlagen dazu? Dann nur her damit ...

von Harald K. (kirnbichler)


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Rainer W. schrieb:
> Wie kommst du auf die Idee, dass die Dinger irgendetwas mit
> Widerstands-Emulator zu tun haben.

Sie sind wohl als Ersatzteile für Spielzeuge gedacht, in denen ab Werk 
Widerstandsjoysticks in mechanisch gleicher Bauform genutzt werden.

So sehen die Poti-"Originale" von ALPS aus:

https://tech.alpsalpine.com/e/products/faq/muiti-control-device/thumbpointer/

von Rainer W. (rawi)


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Harald K. schrieb:
> Sie sind wohl als Ersatzteile für Spielzeuge gedacht, in denen ab Werk
> Widerstandsjoysticks in mechanisch gleicher Bauform genutzt werden.

Die Widerstände in denen mechanisch gleicher Bauform stellen einen 
Spannungsteiler dar, der ratiometrisch zur Position eine Spannung zur 
Verfügung stellt. Der Nachfolgeelektrik ist es ziemlich wurscht, ob die 
Spannung von einem Spannungsteiler oder sonst woher kommt.
Aus der mechanisch gleichen Bauform auf die Funktionsweise zu schließen, 
finde ich mindestens mutig.

von Harald K. (kirnbichler)


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Rainer W. schrieb:
> Aus der mechanisch gleichen Bauform auf die Funktionsweise zu schließen,
> finde ich mindestens mutig.

Hä?

Das "Original"-Teil arbeitet mit Widerständen (Potentiometer), der 
Ersatz arbeitet mit einem Hall-Sensor, kann aber als 1:1-Ersatz anstelle 
des Potentiometers eingebaut werden.

Das ist der Sinn dieser Dinger. Und da in den verschiedenen Spielgeräten 
die Potentiometer unterschiedlich beschaltet sind (und gegebenenfalls 
auch unterschiedliche Werte haben), gibt es diese 
Hall-Sensor-Ersatz-Adapter in verschiedenen Ausführungen.

Welches Verständnisproblem hast Du damit?

von Lutz V. (lutz_vieweg)


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Harald K. schrieb:
> Nur ist die Polarität und die Betriebsspannung nicht ganz uninteressant.

Im Dioden-Test-Modus meines Metex M-4650 Multimeters liegt an den 
Prüfkabeln eine Spannung von ca. 2,8V an. In diesem Modus messe ich 
zwischen den beiden äußeren Polen des "Potentiometerersatzes" einen 
Spannungsabfall von ca. 0,5 Volt in der einen Polarität - am mittleren 
Pin tut sich dann nichts wesentliches bei Bewegung des Joysticks. 
Schließe ich mein Multimeter in der anderen Polarität an die äußeren 
Pins des Bauteils an, kann ich mit einem anderen Multimeter am mittleren 
Pin eine Spannung messen, die ungefähr der mittleren 
"Versorgungsspannung" entspricht, und wenn man den Joystick bewegt, 
bekommt man irgendwas zwischen 0V und der Versorgungsspannung am 
Ausgang.

Scheint also wie erwartet zu funktionieren, sehr wenig Strom zu 
verbrauchen, und kommt mit Spannungen zurecht, wie man sie von 2 AA 
Zellen in Serie erwarten kann.

Für Basteleien also sicherlich zu gebrauchen.

von Harald K. (kirnbichler)


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Lutz V. schrieb:
> Scheint also wie erwartet zu funktionieren, sehr wenig Strom zu
> verbrauchen, und kommt mit Spannungen zurecht, wie man sie von 2 AA
> Zellen in Serie erwarten kann.

Danke für diesen Bericht.

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