Портативная игровая консоль ESP32: 21 шаг (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:04

В этой инструкции показано, как использовать ESP32 и ATtiny861 для создания игровой консоли-эмулятора NES.

Шаг 1: Подготовка оборудования

Совет разработчиков ESP32

На этот раз я использую плату разработчика TTGO T8 ESP32. Эта плата имеет встроенную схему зарядки и регулирования Lipo, это может помочь уменьшить количество дополнительных компонентов.

Отображать

На этот раз я использую IPS LCD с диагональю 2,4 дюйма. Контроллер драйвера - ST7789V, а разрешение - 320 x 240. Это разрешение лучше всего подходит для эмулятора NES с разрешением 252 x 224.

Аккумулятор

На этот раз я использую батарею Lipo 454261. 4,5 мм - это толщина платы разработчика ESP32, а 61 мм - ширина платы.

Заголовок булавки

4-контактный круглый штыревой разъем и 4-штырьковый круглый разъем для подключения геймпада I2C.

Пластина PETG

Небольшая пластина из ПЭТ / ПЭТГ для поддержки платы разработчика и аккумулятора Lipo, вы легко можете найти ее в упаковке продукта.

Многофункциональная печатная плата

Требуется 2 печатных платы, 1 толщиной 0,4 мм для поддержки дисплея, 1 толщиной 1,2 мм для геймпада I2C.

Кнопки

5 кнопок направлений, 2 маленькие кнопки для выбора и запуска и 2 для кнопок A и B.

Контроллер геймпада I2C

На этот раз я использую микроконтроллер ATtiny861 в качестве контроллера геймпада I2C.

Другие

1 резистор SMD 12 Ом, программатор ISP (например, TinyISP)

Шаг 2: Подготовка программного обеспечения

IDE Arduino

Загрузите и установите Arduino IDE, если еще нет:

Поддержка ATTinyCore

Следуйте инструкциям по установке, чтобы добавить поддержку ATTinyCore, если еще нет:

ESP-IDF

Следуйте руководству по началу работы с ESP-IDF, чтобы настроить среду разработки, если еще нет:

Шаг 3: 3D-печать

Загрузите и распечатайте кейс:

Шаг 4: Поддержка ЖК-дисплея

Вырежьте печатную плату 24 x 27 отверстий 0,4 мм для поддержки ЖК-дисплея. Не забудьте зарезервировать место для складывания ЖК-дисплея FPC. Затем с помощью двусторонней клейкой ленты закрепите ЖК-дисплей на печатной плате.

Шаг 5: Подготовьте пластину PETG

Вырежьте пластину из PETG 62 мм x 69 мм для платы разработчика и держателя аккумулятора Lipo.

Шаг 6. Исправьте ESP32 Dev Board

Используйте двустороннюю липкую ленту, чтобы закрепить плату разработчика на пластине PETG.

Шаг 7: закрепите батарею Lipo

Используйте двухстороннюю липкую ленту, чтобы закрепить батарею Lipo, кроме платы разработчика.

Шаг 8: Подключите батарею и плату разработчика

Шаг 9: Подготовка выводов дисплея

ЖК-дисплеи имеют множество вариаций от разных производителей. Пожалуйста, получите правильное техническое описание и прочтите его перед установкой исправлений и подключений.

Некоторые контакты зарезервированы для сенсорной панели. Поскольку этот ЖК-дисплей не имеет сенсорной панели, просто вырежьте эти контакты, чтобы уменьшить помехи.

Шаг 10: Подключите контакты GND

В большинстве случаев требуется несколько контактов для подключения к GND. Чтобы уменьшить усилия при пайке, я вырезал форму медной ленты, чтобы достать до всех контактов GND, а затем спаял все вместе.

Шаг 11: Подключите контакты Vcc

Требуется 2 контакта для подключения к Vcc, питанию ЖК-дисплея и питанию светодиода. Согласно паспорту, питание ЖК-дисплея может напрямую подключаться к контакту 3,3 В на плате разработки, но мощность светодиодов работает немного ниже 3,3 В. Поэтому лучше добавить резистор SMD посередине, например Резистор на 12 Ом.

Шаг 12: Подключите поддержку LCD и Dev Board

используйте ленту, чтобы соединить опору ЖК-дисплея и опору платы разработчика. Обе опоры должны оставлять зазор около 5 мм для складывания.

Шаг 13: Подключите контакты SPI

Вот сводка подключения:

ЖК-дисплей ESP32

GND -> GND RST -> GPIO 33 SCL -> GPIO 18 DC -> GPIO 27 CS -> GPIO 5 SDI -> GPIO 23 SDO -> не подключен Vcc -> светодиод 3,3 В + -> резистор 12 Ом -> светодиод 3,3 В - -> GND

Шаг 14: Flash-программа

1. Загрузите исходный код на GitHub:
2. В папке с исходным кодом запустите "make menuconfig"
3. Выберите "Конфигурация для Nofrendo ESP32".
4. Выберите «Оборудование для работы» -> «Специальное оборудование».
5. Выберите «Тип ЖК-дисплея» -> «ЖК-дисплей ST7789V».
6. Настройки булавки заливки: MISO -> -1, MOSI -> 23, CLK -> 18, CS -> 5, DC -> 27, RST -> 33, Подсветка -> -1, IPS -> Y
7. Выйти и сохранить
8. Запустите "make -j5 flash"
9. Запустите "sh flashrom.sh PATH_TO_YOUR_ROM_FILE"

Шаг 15: Разъем I2C

Разбейте контакты I2C, контакты I2C по умолчанию ESP32:

Контакт 1 (SCL) -> GPIO 22

Контакт 2 (SDA) -> GPIO 21 Контакт 3 (Vcc) -> 3,3 В (нет питания 5 В при питании от батареи Lipo) Контакт 4 (GND) -> GND

Шаг 16: сборка, часть 1

Следуйте инструкциям в видео, чтобы сложить и втиснуть все детали в корпус.

Шаг 17: Прототип геймпада I2C

Программа для I2C Gamepad очень простая, всего 15 строк кода. Но перепрограммировать ATtiny861 после пайки немного сложно, поэтому лучше сначала протестировать его на макетной плате.

Загрузите, скомпилируйте и прошейте программу с GitHub:

Шаг 18: Создайте геймпад I2C

Вот сводка подключения:

Кнопка ATtiny861

GND -> Все кнопки, один контакт, контакт 20 (PA0) -> кнопка вверх, контакт 19 (PA1) -> кнопка вниз, контакт 18 (PA2) -> левая кнопка, контакт 17 (PA3) -> правая кнопка, контакт 14 (PA4) -> Кнопка выбора, вывод 13 (PA5) -> кнопка пуска, вывод 12 (PA6) -> кнопка A, вывод 11 (PA7) -> кнопка B, вывод 6 (GND) -> штыревой контакт I2C, вывод 4, вывод 5 (Vcc) -> I2C Штыревой штырь, штырь 3, штырь 3 (SCL) -> штырь I2C штырь, штырь 1, штырь 1 (SDA) -> штырь I2C штырь, штырь 2

Шаг 19: Сборка, часть 2

Следуйте инструкциям в видео, чтобы установить крышку и геймпад I2C на основной корпус.

Шаг 20: Дополнительно: контакты аудиоразъема

Контакты 25 и 26 платы разработчика ESP32 выводят аналоговый аудиосигнал, эти 2 контакта, а также контакты питания (3,3 В и GND) наверху очень легко разъединить. Затем вы можете подключить наушник, чтобы подключить его. Или даже вы можете добавить модуль аудиоусилителя с динамиком, чтобы играть громко.

Шаг 21: что дальше?

Эмулятор NES - не единственное интересное, что можно сделать с ESP32. Например. с его помощью вы можете создать консоль micro python. Единственный компонент, который вам нужно изменить, - это с геймпада I2C на клавиатуру I2C. Думаю, сделать это с контроллером ATtiny88 не так уж и сложно. Вы можете следить за моим твиттером, чтобы увидеть статус.