GamePi - la console dell'emulatore portatile: 17 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Introduzione:

Questa istruzione descrive la costruzione di una console di emulazione portatile alimentata da Raspberry Pi 3 - l'ho battezzata GamePi.

Ci sono molte istruzioni simili per tali dispositivi, ma per i miei gusti la maggior parte di esse è troppo grande, troppo piccola, troppo complicata o semplicemente non mi piace l'aspetto.

Questa è la seconda versione del mio dispositivo GamePi (non ho scritto un istruibile per il primo). La principale differenza tra il vecchio e questo sono i joystick analogici e alcuni piccoli miglioramenti.

Se ti piace il GamePi, dai un'occhiata alla mia pagina AraymBox per altre versioni e i dispositivi in arrivo. Puoi anche pubblicare idee su come migliorare il design - fammelo sapere

Altre versioni:

• Su whativerse puoi trovare una versione aggiornata di questo GamePi - Versione 2.1. Combina tutte le cose buone dell'altro mio dispositivo.
• Dai un'occhiata alla mia nuova alternanza di questo GamePi: il GamePi Zero. È più economico, più piccolo e più leggero.
• Se ti piace super conveniente e semplice, dovresti dare un'occhiata al GamePi XS: una console in un controller.

Nota:

Si prega di notare che l'inglese non è la mia prima lingua. Se trovi errori o qualcosa non è chiaro sentiti libero di dirmelo e cercherò di risolverlo. Stesso discorso per gli errori generali.

Questa è la mia prima istruzione quindi se avete suggerimenti per miglioramenti fatemelo sapere.

Passaggio 1: strumenti e materiali

Assicurati di avere tutto il necessario per la build. Non c'è niente di più fastidioso che fermare il tuo progetto perché devi aspettare che venga consegnata una piccola parte.

Non è necessario acquistare le parti e il materiale elencati dai link di Amazon. Questi sono esempi e mostrano le proprietà richieste delle parti.

Parti:

• 1x Display - Touch-LCD da 5"
• 1x Raspberry Pi 3 Modello B
• 1x scheda micro SD - 16 GB (la dimensione dipende da te)
• 1x Teensy LC
• 1x Power Bank
• 12 pulsanti tattili morbidi
• 2x pulsanti tattili
• 1x amplificatore digitale - PAM8403
• 1x jack audio con interruttore
• 1x altoparlante 1,5 W
• 1x interruttore a scorrimento
• 1x presa USB femmina tipo A
• 1x jack femmina micro USB tipo B
• 2x Joystick Modulo Breakout
• 1x Potenziometro B103 10K 16x2mm
• 1x PCB di prototipazione

Materiali di consumo:

• Viti e dadi esagonali (M3)
• Viti Torx (M2,5 x 8)
• Fili (es. LPT)
• Primer Spray
• Vernice spray
• Stucco per legno (bianco)

Utensili:

• Filetto maschio (M2.5)
• Punte da trapano (M2 e M3)
• Spugne abrasive
• File
• Utilità di saldatura
• Cacciaviti
• Trapano
• Pistola per colla a caldo
• Stampante 3D o servizio di stampa 3D

Passaggio 2: stampa 3D della custodia

Ho progettato la custodia per essere il più semplice e piccola possibile. C'è solo il minimo indispensabile delle singole parti: cassa anteriore e posteriore e pulsanti.

La parte anteriore e posteriore della custodia si adattano perfettamente a un piano di stampa 3D da 20x20 cm se lo si ruota di 45 gradi.

Ho stampato la mia custodia con filamento ABS nero. Mi piace stampare con l'ABS perché amo le possibilità di post-elaborazione. Puoi carteggiare, tagliare, dipingere e, cosa più importante, puoi incollarlo o fissarlo usando l'acetone.

Se hai una stampante 3D con un letto più piccolo o nessuna stampante, puoi utilizzare un servizio di stampa 3D come 3D Hubs, Thingiverse, Pinshape, ecc. per stampare le parti per te per un po' di soldi. Oppure mandami un messaggio privato - forse sono dell'umore giusto per stamparlo per te.

Troverai tutte le parti 3D necessarie in questa pagina di progettazione di Thingsiverse. Li terrò su whativerse per evitare ridondanza.

Passaggio 3: post-elaborazione della stampa 3D (caso)

A seconda dei tuoi gusti questo passaggio è facoltativo.

Le parti stampate in 3D non sono perfette: hanno piccole crepe, buchi, bolle, strati visibili, ecc. Se vuoi un aspetto lucido liscio e decente devi fare un passo in più e post-elaborare le parti.

Ecco i passaggi che ho eseguito:

1. Pulire i fori per le viti:

Utilizzare le punte da trapano M2 e M3 e pulire i fori per le viti.

2. Pulisci fori e bordi:

Utilizzare la lima appropriata per pulire tutti i fori e i bordi.

3. Carteggiare la custodia davanti e dietro:

• esecuzione 1: utilizzare carta abrasiva a grana 120
• esecuzione 2: utilizzare carta abrasiva a grana 240
• esecuzione 3: utilizzare carta abrasiva a grana 600
• esecuzione 4: utilizzare la spugna abrasiva extra fine bagnata

4. Pulisci le parti:

Lavare le parti con acqua pulita e lasciarle asciugare

5. Dipingi:

1. Spruzzare uno strato sottile di primer per vernice. Lascia asciugare per 24 ore.
2. Controlla la superficie.
3. Spruzza uno strato sottile di vernice. Lascia asciugare per 24 ore.
4. Carteggiare delicatamente la superficie con una spugna abrasiva extra fine asciutta
5. Spruzza uno strato sottile di vernice. Lascia asciugare per 24 ore.

Passaggio 4: post-elaborazione della stampa 3D (pulsanti)

A seconda dei tuoi gusti questo passaggio è facoltativo.

Ecco i passaggi che ho eseguito per rendere i pulsanti stampati come nelle immagini:

levigatura:

• Carteggiare tutti i bottoni con carta abrasiva a grana 240.
• Carteggiare tutti i bottoni con carta abrasiva a grana 600.

Etichette:

• Riempi le etichette "incise" con lo stucco bianco per legno usando le dita.
• Lascia asciugare lo stucco per 24 ore.
• Rimuovere lo stucco in eccesso con carta abrasiva grana 240 e 600.

Fine:

• Pulire le parti con un panno umido.
• Spruzzare uno strato sottile di vernice trasparente sui bottoni.
• Lascia asciugare la vernice trasparente per 24 ore.

Passaggio 5: pulsanti (software)

In questo passaggio vogliamo scrivere il codice di controllo del pulsante sul Teensy LC. Il Teensy registrerà i clic dei pulsanti e il movimento del joystick e invierà i segnali al Raspberry Pi tramite USB.

Installa il framework

• Per compilare il codice e scriverlo su Teensy avrai bisogno del Framework Arduino e dei file di supporto di Teensyduino.
• Segui questo tutorial per installarli entrambi.

Carica e scrivi il codice

• Collega il Teensy LC al tuo PC (dovrebbe essere rilevato automaticamente se stai usando Windows).
• Scarica il file del codice allegato.
• Fare doppio clic sul file scaricato. L'IDE Arduino dovrebbe avviarsi.
• Seleziona la scheda Teensy LC (nella barra dei menu: Strumenti > Scheda > Teensy LC)
• Seleziona la porta corretta a cui è collegato Teensy (nella barra dei menu: Strumenti > Porta seriale > COM x)
• Se colleghi i pulsanti come mostrato in figura puoi utilizzare il codice allegato.
• Se colleghi i pulsanti in altro modo dovrai modificare il codice allegato.
• Scrivi il codice a Teensy LC (nella barra dei menu: Schizzo > Carica).

Passaggio 6: pulsanti (hardware)

Ora vogliamo costruire i controlli e collegarli al Teensy.

Taglia il PCB

• Usa una specie di sega (io ho usato un coltello da pane) per tagliare il PCB a doppia faccia.
• Puoi vedere le dimensioni dei pezzi necessari nelle immagini (conta i fori).
• Hai bisogno di 2 pezzi di ogni PCB (cross-, button-, Start/Select-PCB).
• Praticare con attenzione i fori di montaggio da 3 mm (vedere le immagini per la posizione) in ciascun PCB.

Saldare gli interruttori ai PCB

• Utilizzare gli interruttori tattili hard click per i PCB dei pulsanti Start e Select e gli interruttori tattili soft per tutti gli altri PCB.
• Inserire le gambe degli interruttori nei fori corretti del PCB (vedi foto).
• Ricontrolla la posizione corretta.
• Saldare le gambe sul retro dei PCB.

Passaggio 7: assemblaggio

Dopo aver terminato tutti i PCB, ora puoi assemblare il dispositivo.

Dopo questo passaggio la tua build dovrebbe apparire come quella nella foto.

Filettatura delle prese delle viti:

1. Utilizzare la punta da trapano M2 per pulire i fori delle viti.
2. Utilizzare il maschiatore per filettature M2.5 e tagliare lentamente il filo nei fori. (Puoi saltare questo passaggio se non hai il maschiatore, ma fai attenzione quando avviti le viti poiché le prese di plastica potrebbero rompersi quando viene applicata troppa forza.)

Schermo:

1. Collegare il display al Raspberry Pi secondo il manuale del display (collegare la barra GPIO, collegare il connettore HDMI).
2. Fai scorrere i due "nippli" superiori (vedi foto) del display nei due fori nella parte superiore del case.
3. Fissare il display avvitando per abbassare due "nippli" del display al case.

PCB pulsanti e joystick:

1. Metti i bottoni nei loro buchi.
2. Metti i PCB sugli zoccoli secondo l'immagine e avvita le viti torx M2.5x8.
3. Fare attenzione perché le prese di plastica potrebbero rompersi se si applica troppa forza.

Passaggio 8: cablaggio

I passaggi seguenti descrivono come vengono collegate le singole parti.

Dopo tutti i passaggi di cablaggio, il tuo dispositivo dovrebbe essere come quello nell'immagine.

• Mi piace usare i fili singoli all'interno dei cavi LPT (o cavi paralleli). Ci sono 25 fili in un cavo di questo tipo: sono codificati a colori e sono molto economici.
• Durante la saldatura mi piace applicare prima la saldatura sul filo e sul PCB. In questo modo ci vuole un po' più di tempo ma è più facile quando si lavora in custodie/contenitori più piccoli.

Passaggio 9: cablaggio: Teensy LC

Inizieremo con il componente a cui sono collegati la maggior parte dei cavi. In questo passaggio dovrai saldare più di 27 fili - evviva.

Controlla sempre due volte (e tre volte) le tue saldature

Collega i pulsanti e i joystick:

• Le immagini in questo passaggio e nel Passaggio 6: Pulsanti (hardware) mostrano tutti i punti di cablaggio.
• Inizia con la linea di terra. La linea di terra è collegata a tutti i pulsanti e joystick.
• Ora puoi collegare tutti i cavi di segnale ai pulsanti.
• Quando si collegano i joystick, controllare l'etichettatura dei pin e assicurarsi di utilizzare quelli corretti.
• Ogni joystick utilizza due potenziometri, quindi devono essere collegati all'uscita di alimentazione da 3,3 V del Teensy LC.
• Se vuoi testare prima i controlli, non collegare ancora il Tennsy LC al Raspery Pi.

Test dei controlli (opzionale):

• Dopo aver scritto il codice sul Teensy LC e saldato tutti i pulsanti e i joystick, puoi testare i controlli.
• !!! Assicurati di non aver ancora collegato il Teensy LC al Raspberry Pi. Se lo hai già disconnesso. !!!

1. Collega il Teensy LC al tuo PC Windows utilizzando un cavo USB.
2. Windows dovrebbe rilevare Teensy LC e installarlo come joypad/gamepad.
3. Premi il tasto Windows+R per aprire la finestra di dialogo Esegui.
4. Immettere "joy.cpl" e premere Invio.
5. Seleziona Teensy e fai clic su Proprietà.
6. Premi uno dei tuoi pulsanti e vedi se succede qualcosa nella scheda Test.
7. Controlla tutti i pulsanti. Se alcuni di essi non funzionano, controlla il cablaggio. Se nessuno di questi funziona controlla il codice. Se il Teensy LC non viene riconosciuto da Windows, riscrivi il codice su Teensy.
8. Se i test hanno avuto esito positivo scollegare Teensy LC dal PC.

Collega Teensy LC al Raspberry Pi:

• Ho saldato il Teensy direttamente ai pin USB del Raspberry Pi. In questo modo si risparmia molto spazio che sarebbe stato sprecato dai cavi USB.
• Usa l'immagine per collegare il Teensy e il Pi.

Passaggio 10: cablaggio: suono

In questo passaggio collegheremo l'amplificatore PAM8403, il controllo del volume, il jack audio commutato e l'altoparlante.

Con questa configurazione hai la possibilità di controllare il volume con la rotella hardware e reindirizzare il suono dall'altoparlante alle cuffie se collegate.

Oppure -se vuoi- puoi omettere la rotella del volume e il jack audio. In questo modo devi controllare il volume utilizzando una soluzione software sul Pi. Ma per ora ci atteniamo alla configurazione completa delle funzionalità.

Saldatura:

• Saldare i fili secondo l'immagine.

• Questa configurazione non utilizza il jack audio del Pi per risparmiare spazio. Saldare i cavi audio direttamente ai test pad Pi:

  • la massa audio (linea nera nell'immagine) è saldata a PP6
  • il canale sinistro (linea verde nell'immagine) è saldato a PP25
  • il canale destro (linea blu nell'immagine) è saldato a PP26
• L'amplificatore necessita di alimentazione a 5V. Saldalo al pin GPIO 5V e al pin di terra del Raspberry Pi (vedi immagine).
• !!! Controlla bene la polarità!!!

Installa i componenti audio:

• Metti il jack audio commutato nel suo foro di montaggio e fissalo con il dado.
• Usa la colla a caldo per incollare la ruota del volume alla parete della custodia in modo che una parte della ruota sporga dalla parte anteriore della custodia. Non usare troppa colla la ruota deve girare.
• Metti del nastro adesivo su tutto l'amplificatore per isolarlo e inserirlo tra il display e il Raspberry Pi.
• Montare l'altoparlante ovunque sia rimasto un po' di spazio.

Passaggio 11: cablaggio: porta USB esterna

Per la parte più semplice del cablaggio aggiungeremo il jack USB esterno.

Questa porta USB esterna nella custodia è molto utile se vuoi aggiungere periferiche aggiuntive come una tastiera, un secondo controller per il giocatore due o qualcos'altro che funziona tramite USB.

Saldatura:

Bene … collega la presa USB secondo l'immagine

Installa il componente:

• Inserisci il jack USB nel suo foro nella custodia del GamePi.
• Collega un dispositivo USB (dovrebbe essere un consumatore, ad esempio una tastiera o una chiavetta USB) in modo che la colla non entri nella porta.
• Usa la colla a caldo per fissare il jack USB. Non usare troppa colla perché può ostruire il cric.

Passaggio 12: cablaggio: alimentazione

Ora aggiungeremo un po' di potenza al sistema.

In questo passaggio dovresti controllare il più spesso possibile la polarità dei tuoi fili saldati.

Smontare il PowerBank:

• Smontare il powerbank è facile in quanto il case è piuttosto sottile.
• Usa un cacciavite o sbatti la custodia contro il pavimento per aprirla.
• Rimuovere la batteria e l'elettronica.
• Dissaldare la batteria dall'elettronica.

Saldatura:

• Collegare tutti i componenti tranne la batteria secondo l'immagine.

• Anche in questo caso questa configurazione non utilizza il jack micro USB del Pi per risparmiare spazio. Saldare i fili dall'interruttore a scorrimento direttamente ai test pad Pi. Ci sono diversi punti di saldatura in cui potremmo alimentare il Pi con 5V, ad es. i pin GPIO, ma useremo il primo punto possibile dopo il jack USB di alimentazione del Pi. In questo modo i 5 Volt in ingresso devono passare un fusibile e il Pi è protetto se succede qualcosa di brutto:

  • il filo positivo 5V (linea rossa nella foto) è saldato a PP2.
  • il filo negativo GND (linea nera nella foto) è saldato a PP5.
• !! Prima di aggiungere la batteria ricontrollare la polarità su ogni componente. !!
• Aggiungi la batteria.

Installare i componenti di alimentazione:

• L'elettronica del powerbank dovrebbe essere già montata sul retro della custodia del GamePi.
• Inserisci il jack micro USB nel suo foro nella custodia del GamePi.
• Usa la colla a caldo per fissare il jack micro USB. Non usare troppa colla perché può ostruire il cric.
• Inserisci l'interruttore a scorrimento nel suo foro nella custodia del GamePi.
• Usa la colla a caldo per fissare l'interruttore a scorrimento. Non usare troppa colla.
• Usa la colla a caldo per attaccare la batteria sul retro del display. Non usare troppa colla.

Passaggio 13: installazione di RetroPie

Poiché la parte hardware di questo progetto è stata completata, possiamo ora dare un'occhiata al software.

In questo passaggio scaricheremo tutto il software necessario, scriveremo l'immagine di RetroPie sulla scheda SD, avvieremo e configureremo l'emulationtation.

Software richiesto:

• Scarica l'immagine RetroPie pre-creata per il Raspberry Pi (il pulsante rosso "Raspberry Pi 2/3"). Questo è fondamentalmente il sistema operativo di questa console. Ovviamente puoi usare quello che vuoi sul Pi: ci sono dozzine di altre soluzioni.
• Scarica e installa 7-zip - un file de/archiver gratuito. Ne abbiamo bisogno per decomprimere l'archivio immagini di RetroPie.
• Scarica e installa il formattatore della scheda di memoria SD. Come dice il nome, questo strumento formatta le schede di memoria SD.
• Scarica Win32 Disk Imager. Abbiamo bisogno di questo strumento per scrivere l'immagine RetroPie decompressa sulla scheda SD.

Preparazione della scheda SD:

1. Collega la scheda SD al tuo PC Windows.
2. Assicurati che Windows rilevi la scheda.
3. Apri "Risorse del computer" o "Questo computer" o Windows Explorer e ricorda la lettera dell'unità della scheda SD. Nel mio caso era F: (differisce da sistema a sistema). Assicurati che sia davvero la lettera della carta e non alcuni dei tuoi dischi rigidi.
4. Avvia SDFormatter.exe, seleziona la lettera dell'unità dal menu a discesa "Unità:" e premi il pulsante Formato.
5. Al termine della formattazione, chiudere SDFormatter con il pulsante Esci e scollegare la scheda SD.

Scrivi l'immagine di RetroPie sulla scheda SD:

1. L'archivio RetroPie scaricato dovrebbe essere chiamato qualcosa come "retropie*.img.gz".
2. Dopo aver installato 7-zip, fai clic con il pulsante destro del mouse sull'archivio di RetroPie e seleziona 7-Zip dal menu di scelta rapida. Seleziona "Estrai qui" e attendi il completamento del disimballaggio.
3. Collega la scheda SD al tuo PC Windows. Assicurati che Windows rilevi la scheda e ricordi di nuovo la lettera di unità della scheda SD.
4. Avvia Win32 Disk Imager.
5. Seleziona l'immagine di RetroPie decompressa dal campo "File immagine".
6. Seleziona la lettera dell'unità della scheda SD dal menu a discesa "Dispositivo".
7. Fare clic sul pulsante "Scrivi" e attendere fino al termine della scrittura.

Configura il display:

1. Con la scheda SD collegata al PC, vai al contenuto della scheda.
2. Apri il file "config.txt".
3. Aggiungi le seguenti righe alla fine del file, salva il file e scollega la scheda SD:

max_usb_current=1

hdmi_group=2 hdmi_mode=87 hdmi_cvt 800 480 60 6 0 0 0 hdmi_drive=1 display_rotate=2 lcd_rotate=2

Passaggio 14: configurazione di RetroPie

È ora di avviare il tutto!

1. Inserisci la scheda SD nel Raspberry Pi e fai scorrere l'interruttore di alimentazione.
2. Attendi fino a quando l'emulationtation non viene visualizzato e ti chiede di "Configura input".
3. Segui le istruzioni sullo schermo e mappa i pulsanti.
4. Ora andremo a configurare alcune impostazioni di base.

Configura Wi-Fi:

1. Collega una tastiera alla porta USB esterna del GamePi.
2. Nel menu principale della stazione di emulazione (dove si selezionano i sistemi) selezionare RETROPIE e premere il pulsante A.
3. Seleziona WiFi e premi il pulsante A.
4. Nel nuovo menu seleziona "Connetti a rete WiFi" e premi il pulsante A.
5. Seleziona il tuo SSID (nome della rete WiFi).
6. Inserisci la tua password WiFi utilizzando la tastiera allegata.
7. Benvenuto in Internet.

Aggiorna RetroPie:

Questo passaggio richiede un po' di tempo: assicurati che la batteria del GamePi sia completamente carica o potrebbe morire durante l'aggiornamento (a me è successo - non è bello).

Gli aggiornamenti verranno caricati da Internet, quindi assicurati di aver configurato GamePis WiFi.

1. Nel menu principale della stazione di emulazione (dove si selezionano i sistemi) selezionare RETROPIE e premere il pulsante A.
2. Seleziona "SETUP RETROPIE" e premi il pulsante A.
3. Nel nuovo menu seleziona "Aggiorna RetroPie-Script" e premi il pulsante A.
4. Seleziona OK un paio di volte e premi il pulsante A.
5. Seleziona "Aggiorna" e premi il pulsante A.
6. Quando l'aggiornamento ti chiede se desideri "[…] aggiornare il sistema operativo sottostante […]" seleziona Sì e premi il pulsante A.
7. Attendi il completamento dell'aggiornamento: nel mio caso ci vogliono 20 minuti.
8. Al termine dell'aggiornamento, selezionare OK e premere il pulsante A.
9. Seleziona Esci e premi il pulsante A. Attendi il riavvio dell'emulationtation.

Passaggio 15: aggiunta di giochi

Per giocare ai giochi emulati abbiamo bisogno di quei giochi prima.

Ottenere Rom (i giochi … come file):

• Non descriverò dove trovare le ROM per gli emulatori perché da quello che ho capito questa è una specie di zona grigia legale.
• Usa google per trovare la tua rom preferita - ci sono molti siti web che le offrono. Cerca qualcosa come "Mario Kart Super Nintendo Rom".

Trasferisci le Rom al GamePi:

• Esistono tre metodi principali per trasferire le rom.
• Ci atteniamo a quello più semplice: Samba-Shares:

1. Accendi il GamePi e attendi che si avvii completamente.
2. Assicurati di aver connesso il GamePi al tuo WiFi.
3. Aprire un Windows Explorer (una cartella non Internet Explorer).
4. Immettere "\RETROPIE\roms" nel campo dell'indirizzo della cartella e premere Invio. Ora sei in una cartella condivisa del GamePi.
5. Copia la rom scaricata nella directory dell'emulatore corretta. Ad esempio: se hai scaricato la rom "Super Mario Kart" per il Super Nintendo copia la rom nella cartella SNES.
6. Riavvia emulazione (premere il pulsante Start nel menu principale, selezionare ESCI, selezionare RIAVVIA EMULAZIONE STAZIONE).
7. Dopo il riavvio, il nuovo sistema e il gioco dovrebbero essere visibili nel menu principale.

Passaggio 16: il passaggio finale

Se tutto è andato bene, ora puoi chiudere la custodia del GamePi e fissarla con 4 viti esagonali M3x18.

Congratulazioni:

• Congratulazioni, hai creato il tuo GamePi.
• Divertiti a suonare alcuni classici di tutti i tempi.
• Mostra un po' di amore e buona giornata.

Passaggio 17: Cronologia modifiche

02-MAR-2018:

Corretti alcuni collegamenti nel passaggio "Strumenti e materiali"

02-MAR-2018:

Aggiunto video dimostrativo

20-MAR-2018:

Corretto il collegamento dell'interruttore a scorrimento in "Fase 1: strumenti e materiali"

28-MAR-2018:

Aggiunta offerta per la stampa 3D della custodia in "Fase 2: stampa 3D della custodia"

20-APR-2018:

• Aggiunti collegamenti a GamePi XS e GampePi Zero.
• Aggiunta una nuova immagine del titolo.