GamePi: la console dell'emulatore portatile

Intro:

Questo manuale descrive la build di una console di emulazione portatile con Raspberry Pi 3: l'ho battezzata GamePi.

Ci sono molti strumenti simili per tali dispositivi, ma per i miei gusti la maggior parte di essi 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 manuale per la prima). La principale differenza tra il vecchio e questo sono i joystick analogici e alcuni piccoli miglioramenti.

Se ti piace il GamePi controlla la 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 thingiverse puoi trovare una versione aggiornata di questo GamePi - Versione 2.1. Unisce tutte le cose buone del mio altro dispositivo.
  • Scopri la mia nuova alternanza di questo GamePi: GamePi Zero. È più economico, più piccolo e più leggero.
  • Se ti piace super economico e semplice, dai un'occhiata a 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 proverò a risolverlo. Lo stesso vale per errori generali.

Questo è il mio primo incarico, quindi se hai suggerimenti per miglioramenti, faccelo sapere.

Passaggio 1: strumenti e materiali

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

Non è necessario acquistare le parti e il materiale elencati dai collegamenti 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 PowerBank
  • 12x pulsante tattile morbido
  • 2x pulsante tattile
  • 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 modulo breakout joystick
  • 1x Potenziometro B103 10K 16x2mm
  • 1x PCB di prototipazione

Materiali di consumo :

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

Utensili:

  • Tap Tap (M2.5)
  • Punte da trapano (M2 e M3)
  • Spugne abrasive
  • File
  • Utilità di saldatura
  • Cacciaviti
  • trapano
  • Pistola Hotglue
  • Servizio di stampa 3D o stampante 3D

Passaggio 2: Stampa 3D della custodia

Ho progettato il case per essere il più semplice e piccolo possibile. C'è solo il minimo indispensabile di singole parti: custodia anteriore e posteriore e pulsanti.

La custodia anteriore e posteriore si adattano perfettamente a un piano di stampa 3D 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 levigare, tagliare, dipingere e soprattutto puoi incollarlo o ripararlo usando l'acetone.

Se hai una stampante 3D con un letto più piccolo o nessuna stampante, puoi utilizzare un servizio di stampa 3D come Hub 3D, Thingiverse, Pinshape, ecc. Per stampare le parti per te per un po 'di denaro. O PM me - forse sono in vena di stamparlo per te.

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

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

A seconda dei 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 decente devi fare un passo in più e post elaborare le parti.

Ecco i passaggi che ho fatto:

1. Pulire i fori per le viti:

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

2. Pulire fori e bordi:

Utilizzare il file appropriato per pulire tutti i fori e i bordi.

3. Carteggiare la custodia davanti e dietro:

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

4. Pulire le parti:

Lavare le parti con acqua pulita e lasciarle asciugare

5. Vernice:

  1. Spruzzare uno strato sottile di primer per vernice. Lasciare asciugare per 24 ore.
  2. Controlla la superficie.
  3. Spruzzare uno strato sottile di vernice. Lasciare asciugare per 24 ore.
  4. Morbida sabbia sulla superficie con una spugna abrasiva extra fine asciutta
  5. Spruzzare uno strato sottile di vernice. Lasciare asciugare per 24 ore.

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

A seconda dei gusti, questo passaggio è facoltativo.

Ecco i passaggi che ho fatto per far apparire i pulsanti stampati come fanno sulle immagini:

di levigatura:

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

etichette:

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

Finire:

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

Passaggio 5: pulsanti (software)

In questo passaggio vogliamo scrivere il codice di controllo dei pulsanti su Teensy LC. Teensy registra i clic dei pulsanti e il movimento del joystick e invia i segnali al Raspberry Pi tramite USB.

Installa il Framework

  • Per compilare il codice e scriverlo su Teensy sono necessari i file di supporto di Arduino Framework e Teensyduino.
  • Segui questo tutorial per installare entrambi.

Carica e scrivi il codice

  • Collega Teensy LC al tuo PC (dovrebbe essere rilevato automaticamente se stai usando Windows).
  • Scarica il file di codice allegato.
  • Fare doppio clic sul file scaricato. L'IDE di Arduino dovrebbe iniziare.
  • 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 si collegano i pulsanti come mostrato nell'immagine è possibile utilizzare il codice allegato.
  • Se si collegano i pulsanti in altro modo, è necessario modificare il codice allegato.
  • Scrivi il codice su Teensy LC (nella barra dei menu: Schizzo> Carica).

allegati

  • Scarica GamePi_2_teensy_LC.ino

Passaggio 6: pulsanti (hardware)

Ora vogliamo costruire i controlli e collegarli a Teensy.

Taglia il PCB

  • Usa una specie di sega (ho usato un coltello da pane) per tagliare il PCB a doppia faccia.
  • Puoi vedere la dimensione dei pezzi necessari nelle immagini (contare i fori).
  • Sono necessari 2 pezzi di ogni PCB (croce, pulsante, Start / Seleziona PCB).
  • Praticare con cura i fori di montaggio da 3 mm (vedere le immagini per la posizione) in ciascun PCB.

Saldare gli interruttori sui PCB

  • Utilizzare gli interruttori tattili a scatto per i PCB dei pulsanti Start e Select e gli interruttori tattili morbidi per tutti gli altri PCB.
  • Inserire i piedini degli interruttori nei fori corretti del PCB (vedere le immagini).
  • Ricontrolla la posizione corretta.
  • Saldare le gambe sul retro dei PCB.

Step 7: Assemblaggio

Dopo aver terminato tutti i PCB è ora possibile assemblare il dispositivo.

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

Infilatura delle prese a vite:

  1. Utilizzare la punta da trapano M2 per pulire i fori delle viti.
  2. Utilizzare il colpetto per filo M2.5 e tagliare lentamente il filo nei fori. (È possibile saltare questo passaggio se non si dispone del rubinetto filettato ma fare attenzione quando si avvitano 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. Far scorrere i due "nippli" superiori (vedere la figura) del display nei due fori sul lato superiore della custodia.
  3. Fissare il display avvitando per abbassare due "nippli" del display sulla custodia.

Pulsanti PCB e joystick:

  1. Metti i pulsanti nei loro buchi.
  2. Collocare i PCB sugli zoccoli secondo l'immagine e avvitare le viti Torx M2.5x8.
  3. Fai attenzione perché le prese di plastica potrebbero rompersi se viene applicata troppa forza.

Passaggio 8: cablaggio

I seguenti passaggi descrivono come vengono collegate le singole parti.

Dopo tutti i passaggi del cablaggio, il dispositivo dovrebbe gradire quello nell'immagine.

  • Mi piace usare i singoli fili all'interno dei cavi LPT (o cavi paralleli). Ci sono 25 fili in un cavo del genere: 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 / custodie più piccole.

Passaggio 9: Cablaggio: Teensy LC

Inizieremo con il componente al quale sono collegati la maggior parte dei cavi. In questo passaggio dovrai saldare più di 27 fili: evviva.

Controlla sempre due volte e triplica la tua saldatura.

Collegare 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 i 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 potenza 3.3V di Teensy LC.
  • Se si desidera testare prima i controlli, non collegare ancora Tennsy LC a Rasperry Pi.

Test dei controlli (opzionale):

  • Dopo aver scritto il codice su Teensy LC e aver saldato tutti i pulsanti e i joystick, è possibile testare i controlli.
  • !!! Assicurati di non aver ancora collegato Teensy LC a Raspberry Pi. Se lo hai già disconnesso. !!!
  1. Collega Teensy LC al tuo PC Windows tramite un cavo USB.
  2. Windows dovrebbe rilevare Teensy LC e installarlo come joypad / gamepad.
  3. Premere 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 qualsiasi dei pulsanti e vedi se succede qualcosa nella scheda Test.
  7. Controlla tutti i pulsanti. Se alcuni di essi non funzionano, controllare il cablaggio. Se nessuno di loro funziona, controlla il codice. Se Teensy LC non viene riconosciuto da Windows, riscrivere 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 Teensy direttamente ai pin USB di Raspberry Pi. In questo modo viene risparmiato molto spazio che sarebbe stato sprecato dai cavi USB.
  • Usa l'immagine per collegare Teensy e Pi.

Passaggio 10: Cablaggio: audio

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 ruota hardware e reindirizzare il suono dall'altoparlante alle cuffie se collegato.

Oppure, se lo desideri, puoi omettere la rotellina del volume e il jack audio. In questo modo devi controllare il volume usando una soluzione software sul Pi. Ma per ora restiamo fedeli 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 terra audio (linea nera nella foto) è saldata a PP6
    • il canale sinistro (linea verde nella foto) è saldato a PP25
    • il canale destro (linea blu nella foto) è saldato a PP26
  • L'amplificatore necessita di una potenza di 5 V. Saldalo al pin GPIO 5V e al pin di terra del Raspberry Pi (vedi foto).
  • !!! Ricontrolla la polarità !!!

Installa i componenti audio:

  • Inserire il jack audio commutato nel suo foro di montaggio e fissarlo con il dado.
  • Usa la colla a caldo per incollare la ruota del volume sulla parete della custodia in modo che una parte della ruota fuoriesca dalla parte anteriore della custodia. Non usare troppa colla che 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 la presa USB esterna.

Questa porta USB esterna nel caso è piuttosto utile se si desidera aggiungere periferiche aggiuntive come una tastiera, un secondo controller per il lettore due o qualcos'altro in esecuzione tramite USB.

saldatura:

  • Bene ... collega la presa USB come da foto.

Installa il componente:

  • Inserisci la presa USB nel suo foro nella custodia del GamePi.
  • Collegare 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 la presa USB. Non usare troppa colla poiché può ostruire il martinetto.

Passaggio 12: Cablaggio: alimentazione

Ora aggiungeremo un po 'di energia 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 fracassa 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.
  • Ancora una volta questa configurazione non utilizza la presa micro USB del Pi per risparmiare spazio. Saldare i fili dall'interruttore a scorrimento direttamente ai test pad Pi. Esistono diversi punti di saldatura in cui è possibile alimentare il Pi con 5 V, ad esempio i pin GPIO, ma utilizzeremo il primo punto possibile dopo il jack USB di alimentazione del Pi. In questo modo i 5 Volt in ingresso devono passare una miccia e il Pi è protetto se succede qualcosa di brutto:
    • il filo positivo da 5 V (linea rossa nella foto) è saldato a PP2.
    • il filo GND negativo (linea nera nella foto) è saldato a PP5.
  • !! Prima di aggiungere la batteria, ricontrollare la polarità su ogni componente. !!
  • Aggiungi la batteria.

Installa i componenti di potenza:

  • L'elettronica del powerbank dovrebbe già essere montata sul retro della custodia del GamePi.
  • Inserisci la presa micro USB nel suo foro nella custodia GamePi.
  • Usa la colla a caldo per fissare la presa micro USB. Non usare troppa colla poiché può ostruire il martinetto.
  • Inserisci l'interruttore a scorrimento nel relativo 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, ora possiamo dare un'occhiata al software.

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

Software richiesto:

  • Scarica l'immagine RetroPie prefabbricata 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 de / archiver gratuito per i file. Ne abbiamo bisogno per decomprimere l'archivio di immagini RetroPie.
  • Scarica e installa SD Memory Card Formatter. 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 spacchettata sulla scheda SD.

Preparazione della scheda SD:

  1. Collega la scheda SD al tuo PC Windows.
  2. Assicurarsi che Windows rilevi la scheda.
  3. Apri "Risorse del computer" o "Questo computer" o Esplora risorse di Windows e ricorda la lettera dell'unità della scheda SD. Nel mio caso era F: \ (differisce da un sistema all'altro). Assicurati che sia davvero la lettera della scheda e non alcuni dei tuoi hard disk.
  4. Avviare SDFormatter.exe, selezionare la lettera dell'unità dal menu a discesa "Unità:" e premere il pulsante Formato.
  5. Al termine della formattazione, chiudere SDFormatter con il pulsante Esci e scollegare la scheda SD.

Scrivi l'immagine 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 RetroPie e seleziona 7-Zip dal menu contestuale. Seleziona "Estrai qui" e attendi il completamento del disimballaggio.
  3. Collega la scheda SD al tuo PC Windows. Assicurarsi che Windows rilevi la scheda e ricordare di nuovo la lettera dell'unità della scheda SD.
  4. Avviare Win32 Disk Imager.
  5. Seleziona l'immagine RetroPie scompattata dal campo "File immagine".
  6. Seleziona la lettera di 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 emulationstation si presenta e ti chiede di "Configura input".
  3. Segui le istruzioni su schermo e mappa i pulsanti.
  4. Ora configureremo alcune impostazioni di base.

Configura WiFi:

  1. Collega una tastiera alla porta USB esterna del GamePi.
  2. Nel menu principale di emulationstation (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 usando la tastiera allegata.
  7. Benvenuti in Internet.

Aggiorna RetroPie:

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

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

  1. Nel menu principale di emulationstation (dove si selezionano i sistemi) selezionare RETROPIE e premere il pulsante A.
  2. Seleziona "RETROPIE SETUP" 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 occorrono alcuni minuti 20 minuti.
  8. Al termine dell'aggiornamento selezionare OK e premere il pulsante A.
  9. Seleziona Esci e premi il pulsante A. Attendere il riavvio di emulationstation.

Passaggio 15: aggiunta di giochi

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

Ottenere Rom (i giochi ... come file):

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

Trasferisci Rom sul GamePi:

  • Esistono tre metodi principali per il trasferimento di rom.
  • Stiamo seguendo quello più semplice: Samba-Shares:
  1. Accendi il GamePi e attendi fino a quando non si avvia completamente.
  2. Assicurati di aver collegato GamePi al tuo WiFi.
  3. Apri 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 Super Nintendo, copia la rom nella cartella SNES.
  6. Riavvia emulationstation (premi il pulsante Start nel menu principale, seleziona ESCI, seleziona RIAVVIA EMULAZIONE STAZIONE).
  7. Dopo il riavvio, il nuovo sistema e il gioco dovrebbero essere visibili nel menu principale.

Step 16: The Final Step

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

Congratulazioni:

  • Congratulazioni per aver creato il tuo GamePi.
  • Divertiti a giocare ad alcuni classici di tutti i tempi.
  • Mostra un po 'd'amore e buona giornata.

Passaggio 17: Cronologia delle modifiche

02-MAR-2018:

  • Corretti alcuni collegamenti nel passaggio "Strumenti e materiali".

02-MAR-2018:

  • Aggiunto il video dimostrativo.

20-MAR-2018:

  • Collegamento dell'interruttore a scorrimento corretto nel "Passaggio 1: Strumenti e materiali".

28-MAR-2018:

  • Aggiunta offerta alla stampa 3D della custodia in "Passaggio 2: Stampa 3D della custodia".

20-APR-2018:

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

15-MAY-2018:

  • Aggiunto (nel primo passaggio INTRO) il collegamento di thingiverse alla versione aggiornata - GamePi 2.1

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