GamePi - портативная консоль эмулятора: 17 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Вступление:

В этом руководстве описывается сборка портативной консоли эмуляции Raspberry Pi 3 - я окрестил ее GamePi.

Для таких устройств существует множество подобных инструкций, но, на мой вкус, большинство из них либо слишком большие, либо слишком маленькие, либо слишком сложные, либо мне просто не нравится внешний вид.

Это вторая версия моего устройства GamePi (для первой я не писал инструкции). Основное отличие старого от этого - аналоговые джойстики и небольшие улучшения.

Если вам нравится GamePi, загляните на мою страницу AraymBox, чтобы узнать о других версиях и будущих устройствах. Вы также можете публиковать идеи о том, как улучшить дизайн - просто дайте мне знать

Другие версии:

• На сайте thingiverse вы можете найти обновленную версию этого GamePi - версию 2.1. Он сочетает в себе все достоинства другого моего устройства.
• Обратите внимание на мою новую альтернативу этому GamePi - GamePi Zero. Это дешевле, меньше и легче.
• Если вам нравится супер доступный и простой, вам стоит взглянуть на GamePi XS - консоль в контроллере.

Примечание:

Обратите внимание, что английский - не мой родной язык. Если вы обнаружите какие-либо ошибки или что-то непонятное, не стесняйтесь сообщить мне, и я постараюсь это исправить. То же самое и с общими ошибками.

Это мое самое первое руководство, поэтому, если у вас есть предложения по улучшению, дайте мне знать.

Шаг 1. Инструменты и материалы

Убедитесь, что у вас есть все необходимое для сборки. Нет ничего более раздражающего, чем остановка проекта, потому что вам нужно дождаться доставки какой-то небольшой части.

Вам не нужно покупать перечисленные детали и материалы по ссылкам Amazon. Это примеры, которые показывают необходимые свойства деталей.

Части:

• 1x дисплей - 5-дюймовый сенсорный ЖК-дисплей
• 1x Raspberry Pi 3 Модель B
• 1x карта micro SD - 16 ГБ (размер зависит от вас)
• 1x крошечный LC
• 1x PowerBank
• 12x мягкая тактильная кнопка
• 2x тактильная кнопка
• 1x цифровой усилитель - PAM8403
• 1x аудиоразъем с переключателем
• 1x динамик 1,5 Вт
• 1x ползунковый переключатель
• 1x USB-гнездо типа A
• 1x гнездо micro USB типа B
• 2x джойстик Breakout Module
• 1x потенциометр B103 10K 16x2 мм
• 1x прототипирование печатной платы

Расходные материалы:

• Винты и гайки с шестигранной головкой (M3)
• Винты Torx (M2,5 x 8)
• Провода (например, LPT)
• Грунтовка-спрей
• Балончик с краской
• Шпаклевка для дерева (белая)

Инструменты:

• Метчик резьбы (M2,5)
• Сверла (M2 и M3)
• Шлифовальные губки
• Файлы
• Утилиты для пайки
• Отвертки
• Дрель
• Пистолет для горячего клея
• 3D-принтер или услуга 3D-печати

Шаг 2: 3D-печать корпуса

Я сделал корпус максимально простым и маленьким. Отдельных деталей - минимум: передняя и задняя часть корпуса, кнопки.

Передняя и задняя часть корпуса идеально вписывается в платформу 3D-принтера размером 20x20 см, если повернуть ее на 45 градусов.

Я напечатал свой корпус черной нитью из АБС-пластика. Мне нравится печатать с помощью ABS, потому что мне нравятся возможности постобработки. Вы можете шлифовать, резать, красить и, самое главное, приклеивать или фиксировать с помощью ацетона.

Если у вас есть 3D-принтер с кроватью меньшего размера или без принтера, вы можете использовать службу 3D-печати, такую как 3D Hubs, Thingiverse, Pinshape и т. Д., Чтобы распечатать детали для вас за небольшие деньги. Или напишите мне в личку - может быть, я хочу напечатать это для вас.

Вы найдете все необходимые 3D-детали на этой странице дизайна штуковины. Я сохраню их во вселенной, чтобы избежать дублирования.

Шаг 3: Пост-обработка 3D-печати (Случай)

В зависимости от вашего вкуса этот шаг не является обязательным.

Детали, напечатанные на 3D-принтере, не идеальны - на них есть небольшие трещины, отверстия, пузыри, видимые слои и т. Д. Если вы хотите получить приличный гладкий глянцевый вид, вам нужно сделать дополнительный шаг и постобработку деталей.

Вот шаги, которые я сделал:

1. Очистите просверленные отверстия для винтов:

Используйте сверла M2 и M3 и прочистите отверстия для винтов.

2. Очистите отверстия и края:

Используйте соответствующий файл для очистки всех отверстий и краев.

3. Отшлифуйте корпус спереди и сзади:

• запуск 1: используйте наждачную бумагу зернистостью 120
• запуск 2: используйте наждачную бумагу зернистостью 240
• запуск 3: используйте наждачную бумагу зернистостью 600
• запуск 4: используйте очень тонкую влажную шлифовальную губку

4. Очистите детали:

Промойте детали чистой водой и дайте им высохнуть.

5. Покраска:

1. Нанесите тонкий слой грунтовки для краски. Дайте высохнуть в течение 24 часов.
2. Проверьте поверхность.
3. Распылите краску тонким слоем. Дайте высохнуть в течение 24 часов.
4. Мягко отшлифуйте поверхность сухой тонкой шлифовальной губкой.
5. Распылите краску тонким слоем. Дайте высохнуть в течение 24 часов.

Шаг 4: Постобработка 3D-печати (кнопки)

В зависимости от вашего вкуса этот шаг не является обязательным.

Вот шаги, которые я сделал, чтобы напечатанные кнопки выглядели так, как на картинках:

Шлифовка:

• Отшлифуйте все пуговицы наждачной бумагой с зернистостью 240.
• Отшлифуйте все пуговицы наждачной бумагой с зернистостью 600.

Ярлыки:

• Заполните «выгравированные» этикетки пальцами белым шпателем для дерева.
• Дайте наполнителю высохнуть в течение 24 часов.
• Удалите излишки наполнителя наждачной бумагой с зернистостью 240 и 600.

Заканчивать:

• Очистите детали влажной тканью.
• Нанесите на пуговицы тонкий слой прозрачного лака.
• Дайте прозрачному лаку высохнуть в течение 24 часов.

Шаг 5: кнопки (программное обеспечение)

На этом этапе мы хотим записать управляющий код кнопки в Teensy LC. Teensy будет регистрировать щелчки кнопок и движение джойстика и отправлять сигналы на Raspberry Pi через USB.

Установить фреймворк

• Чтобы скомпилировать код и записать его в Teensy, вам понадобятся Arduino Framework и файлы поддержки Teensyduino.
• Следуйте этому руководству, чтобы установить оба.

Загрузите и напишите код

• Подключите Teensy LC к вашему ПК (он должен быть обнаружен автоматически, если вы используете Windows).
• Загрузите прикрепленный файл кода.
• Дважды щелкните загруженный файл. Должна запуститься IDE arduino.
• Выберите доску Teensy LC (в строке меню: Инструменты> Доска> Teensy LC)
• Выберите правильный порт, к которому подключен Teensy (в строке меню: Инструменты> Последовательный порт> COM x)
• Если вы подключите кнопки, как показано на картинке, вы можете использовать прикрепленный код.
• Если вы подключите кнопки каким-либо другим способом, вам нужно будет изменить прикрепленный код.
• Напишите код в Teensy LC (в строке меню: Эскиз> Загрузить).

Шаг 6: Кнопки (Аппаратное обеспечение)

Теперь мы хотим создать элементы управления и подключить их к Teensy.

Отрежьте печатную плату

• Воспользуйтесь какой-нибудь пилой (я использовал хлебный нож), чтобы разрезать двустороннюю плату.
• Размер нужных деталей вы можете увидеть на картинках (посчитайте отверстия).
• Вам нужно по 2 штуки каждой печатной платы (крестовина, кнопка, Start / Select-PCB).
• Осторожно просверлите монтажные отверстия диаметром 3 мм (расположение см. На рисунках) в каждой печатной плате.

Припаиваем переключатели к платам

• Используйте тактильные переключатели с жестким щелчком для печатных плат кнопок Start и Select и мягкие тактильные переключатели для всех остальных печатных плат.
• Вставьте ножки переключателей в правильные отверстия на печатной плате (см. Рисунки).
• Дважды проверьте правильность положения.
• Припаяйте ножки к обратной стороне печатных плат.

Шаг 7: Сборка

После завершения всех печатных плат вы можете собирать устройство.

После этого шага ваша сборка должна выглядеть как на картинке.

Завинчивание резьбовых головок:

1. Используйте сверло M2 для очистки отверстий под винты.
2. Используйте метчик для резьбы M2,5 и медленно нарежьте резьбу в отверстия. (Вы можете пропустить этот шаг, если у вас нет метчика, но будьте осторожны при ввинчивании винтов, так как пластиковые патрубки могут сломаться при приложении слишком большого усилия.)

Отображать:

1. Подключите дисплей к raspberry pi в соответствии с инструкциями по эксплуатации дисплея (подключите панель GPIO, подключите разъем HDMI).
2. Вставьте два верхних «штуцера» (см. Рисунок) дисплея в два отверстия в верхней части корпуса.
3. Закрепите дисплей, прикрутив два нижних «штуцера» дисплея к корпусу.

Платы кнопок и джойстики:

1. Вставьте пуговицы в их отверстия.
2. Установите платы в гнезда, как показано на рисунке, и вкрутите винты Torx M2,5x8.
3. Будьте осторожны, так как пластиковые гнезда могут сломаться, если приложить слишком большую силу.

Шаг 8: Подключение

Следующие шаги описывают, как соединяются отдельные части.

После всех этапов подключения вашему устройству должно понравиться то, что показано на картинке.

• Мне нравится использовать одиночные провода внутри кабелей LPT (или параллельных кабелей). В таком кабеле 25 проводов - они имеют цветовую маркировку и очень дешевы.
• При пайке мне нравится сначала наносить припой на провод и на печатную плату. Таким образом, это займет немного больше времени, но это проще при работе с небольшими корпусами / корпусами.

Шаг 9: Подключение: Teensy LC

Мы начнем с компонента, к которому подключено большинство проводов. На этом этапе вам нужно припаять 27+ проводов - ура.

Всегда дважды (и трижды) проверяйте свою пайку

Подключите кнопки и джойстики:

• На изображениях этого шага и шага 6: Кнопки (оборудование) показаны все точки подключения.
• Начните с линии земли. Линия заземления подключена ко всем кнопкам и джойстикам.
• Теперь вы можете подключить все сигнальные провода к кнопкам.
• При подключении джойстиков проверьте маркировку контактов и убедитесь, что вы используете правильные.
• В каждом джойстике используются два потенциометра, поэтому они должны быть подключены к выходу питания 3,3 В Teensy LC.
• Если вы хотите сначала протестировать элементы управления, пока не подключайте Tennsy LC к Rasperry Pi.

Тестирование элементов управления (необязательно):

• Написав код на Teensy LC и припаяв все кнопки и джойстики, вы можете протестировать элементы управления.
• !!! Убедитесь, что вы еще не подключили Teensy LC к Raspberry Pi. Если вы уже его отключили. !!!

1. Подключите Teensy LC к ПК с Windows с помощью кабеля USB.
2. Windows должна обнаружить Teensy LC и установить его как джойстик / геймпад.
3. Нажмите WindowsKey + R, чтобы открыть диалоговое окно «Выполнить».
4. Введите "joy.cpl" и нажмите Enter.
5. Выберите Teensy и нажмите «Свойства».
6. Нажмите любую из ваших кнопок и посмотрите, не произойдет ли что-то на вкладке «Тест».
7. Проверить все кнопки. Если некоторые из них не работают, проверьте проводку. Если ни один из них не работает, проверьте код. Если Teensy LC не распознается Windows, перепишите код на Teensy.
8. Если тесты прошли успешно, отключите Teensy LC от ПК.

Подключите Teensy LC к Raspberry Pi:

• Я припаял Teensy прямо к USB-контактам Raspberry Pi. Таким образом сохраняется много места, которое было бы потрачено впустую на использование USB-кабелей.
• Используйте картинку, чтобы соединить Teensy и Pi.

Шаг 10: Подключение: звук

На этом этапе мы подключим усилитель PAM8403, регулятор громкости, коммутируемый аудиоразъем и динамик.

При такой настройке у вас есть возможность регулировать громкость с помощью аппаратного колеса и перенаправлять звук с динамика на наушники, если они подключены.

Или - если хотите - вы можете опустить колесо регулировки громкости и аудиоразъем. Таким образом, вы должны контролировать громкость с помощью программного решения на Pi. Но пока мы придерживаемся полной настройки функций.

Пайка:

• Припаиваем провода согласно рисунку.

• Эта установка не использует аудиоразъем Pi для экономии места. Припаяйте аудио провода непосредственно к тестовым площадкам Pi:

  • аудио земля (черная линия на картинке) припаяна к PP6
  • левый канал (зеленая линия на картинке) припаян к PP25
  • правый канал (синяя линия на картинке) припаян к PP26
• Усилителю требуется питание 5 В. Припаяйте его к контакту 5V GPIO и контакту заземления Raspberry Pi (см. Рисунок).
• !!! Дважды проверьте полярность !!!

Установите звуковые компоненты:

• Вставьте коммутируемый аудиоразъем в его монтажное отверстие и закрепите гайкой.
• С помощью горячего клея приклейте колесо регулировки громкости к стенке корпуса так, чтобы часть колеса выступала из передней части корпуса. Не используйте слишком много клея, колесо должно вращаться.
• Оберните изолентой усилитель, чтобы изолировать его, и поместите его между дисплеем и Raspberry Pi.
• Установите динамик там, где осталось немного места.

Шаг 11: Подключение: внешний порт USB

Для простейшей части подключения мы добавим внешний USB-разъем.

Этот внешний USB-порт в корпусе весьма полезен, если вы хотите добавить дополнительные периферийные устройства, такие как клавиатура, второй контроллер для второго игрока или что-то еще, работающее через USB.

Пайка:

Ну что ж… подключаем разъем USB согласно рисунку

Установите компонент:

• Вставьте разъем USB в соответствующее отверстие на корпусе GamePi.
• Подключите какое-нибудь USB-устройство (например, клавиатуру или флэш-накопитель), чтобы клей не попал в порт.
• Используйте горячий клей, чтобы закрепить разъем USB. Не используйте слишком много клея, так как он может забить домкрат.

Шаг 12: Подключение: питание

Теперь мы собираемся добавить немного мощности в систему.

На этом этапе вы должны как можно чаще проверять полярность припаянных проводов.

Разберите PowerBank:

• Разобрать павербанк несложно, так как корпус достаточно тонкий.
• Используйте отвертку или разбейте корпус об пол, чтобы открыть его.
• Снимите аккумулятор и электронику.
• Отпаиваем аккумулятор от электроники.

Пайка:

• Подключите все компоненты, кроме аккумулятора, как показано на рисунке.

• Опять же, эта настройка не использует разъем micro USB Pi для экономии места. Припаяйте провода от ползункового переключателя непосредственно к тестовым площадкам Pi. Есть несколько точек пайки, где мы могли бы питать Pi с помощью 5 В, например. контакты GPIO - но мы собираемся использовать первую возможную точку после USB-разъема питания Pi. Таким образом, входящие 5 Вольт должны пройти через предохранитель, и Pi будет защищен, если что-то случится:

  • положительный провод 5V (красная линия на картинке) припаян к PP2.
  • отрицательный провод GND (черная линия на картинке) припаян к PP5.
• !! Перед установкой батареи дважды проверьте полярность на каждом компоненте. !!
• Добавьте аккумулятор.

Установите силовые компоненты:

• Электроника powerbank уже должна быть установлена на задней части корпуса GamePi.
• Вставьте разъем micro USB в соответствующее отверстие на корпусе GamePi.
• Используйте горячий клей, чтобы закрепить разъем micro USB. Не используйте слишком много клея, так как он может забить домкрат.
• Вставьте ползунковый переключатель в соответствующее отверстие на корпусе GamePi.
• Используйте горячий клей, чтобы закрепить ползунковый переключатель. Не используйте слишком много клея.
• Используйте горячий клей, чтобы приклеить батарею к задней части дисплея. Не используйте слишком много клея.

Шаг 13: установка RetroPie

Поскольку аппаратная часть этого проекта была завершена, теперь мы можем взглянуть на программное обеспечение.

На этом этапе мы собираемся загрузить все необходимое программное обеспечение, записать образ RetroPie на SD-карту, запустить и настроить станцию эмуляции.

Требуемое программное обеспечение:

• Загрузите готовый образ RetroPie для Raspberry Pi (красная кнопка «Raspberry Pi 2/3»). Это в основном операционная система данной консоли. Конечно, вы можете использовать с Pi все, что захотите - есть десятки других решений.
• Скачайте и установите 7-zip - бесплатный файловый де / архиватор. Он нужен нам для распаковки архива изображений RetroPie.
• Загрузите и установите SD Memory Card Formatter. Как следует из названия, этот инструмент форматирует карты памяти SD.
• Загрузите Win32 Disk Imager. Нам понадобится этот инструмент для записи распакованного образа RetroPie на SD-карту.

Подготовка SD-карты:

1. Вставьте SD-карту в свой ПК с Windows.
2. Убедитесь, что Windows обнаруживает карту.
3. Откройте «Мой компьютер», «Этот компьютер» или проводник Windows и запомните букву диска SD-карты. В моем случае это был F: (отличается от системы к системе). Убедитесь, что это действительно буква карты, а не какой-то из ваших жестких дисков.
4. Запустите SDFormatter.exe, выберите букву диска в раскрывающемся меню «Диск:» и нажмите кнопку «Форматировать».
5. По окончании форматирования закройте SDFormatter кнопкой «Выход» и отсоедините SD-карту.

Запишите образ RetroPie на SD-карту:

1. Скачанный архив RetroPie следует называть как-то вроде "retropie *.img.gz".
2. После установки 7-zip щелкните правой кнопкой мыши архив RetroPie и выберите 7-Zip из контекстного меню. Выберите «Извлечь сюда» и дождитесь завершения распаковки.
3. Вставьте SD-карту в свой ПК с Windows. Убедитесь, что Windows обнаруживает карту, и снова запомните букву диска SD-карты.
4. Запустите Win32 Disk Imager.
5. Выберите распакованное изображение RetroPie в поле «Файл изображения».
6. В раскрывающемся меню «Устройство» выберите букву диска SD-карты.
7. Нажмите кнопку «Написать» и дождитесь окончания записи.

Настройте дисплей:

1. Подключив SD-карту к компьютеру, перейдите к содержимому карты.
2. Откройте файл «config.txt».
3. Добавьте следующие строки в конец файла, сохраните файл и отключите SD-карту:

max_usb_current = 1

hdmi_group = 2 hdmi_mode = 87 hdmi_cvt 800480 60 6 0 0 0 hdmi_drive = 1 display_rotate = 2 lcd_rotate = 2

Шаг 14: настройка RetroPie

Пора все запустить!

1. Вставьте SD-карту в Raspberry Pi и сдвиньте переключатель питания.
2. Подождите, пока не появится emulationstation и попросит вас «Настроить ввод».
3. Следуйте инструкциям на экране и сопоставьте кнопки.
4. Теперь мы собираемся настроить некоторые основные параметры.

Настроить WiFi:

1. Подключите клавиатуру к внешнему USB-порту GamePi.
2. В главном меню станции эмуляции (где вы выбираете системы) выберите RETROPIE и нажмите кнопку A.
3. Выберите WiFi и нажмите кнопку A.
4. В новом меню выберите «Подключиться к сети Wi-Fi» и нажмите кнопку A.
5. Выберите свой SSID (имя сети Wi-Fi).
6. Введите свой пароль Wi-Fi с помощью прилагаемой клавиатуры.
7. Добро пожаловать в Интернет.

Обновите RetroPie:

Этот шаг займет некоторое время - убедитесь, что аккумулятор GamePi полностью заряжен, иначе он может разрядиться во время обновления (случилось со мной - не круто).

Обновления будут загружаться из Интернета, поэтому убедитесь, что вы настроили GamePis WiFi.

1. В главном меню станции эмуляции (где вы выбираете системы) выберите RETROPIE и нажмите кнопку A.
2. Выберите «RETROPIE SETUP» и нажмите кнопку A.
3. В новом меню выберите «Обновить RetroPie-Script» и нажмите кнопку A.
4. Несколько раз выберите ОК и нажмите кнопку A.
5. Выберите «Обновить» и нажмите кнопку A.
6. Когда при обновлении вас спросят, хотите ли вы «[…] обновить базовую ОС […]», выберите «Да» и нажмите кнопку A.
7. Подождите, пока завершится обновление - в моем случае это занимает некоторое время 20 минут.
8. После завершения обновления выберите ОК и нажмите кнопку A.
9. Выберите Выход и нажмите кнопку A. Подождите, пока emulationstation перезагрузится.

Шаг 15: Добавление игр

Чтобы играть в эмулируемые игры, нам в первую очередь нужны эти игры.

Получение ромов (игры… в виде файлов):

• Я не буду описывать, где взять ромы для эмуляторов, потому что, насколько я понимаю, это своего рода легальная серая зона.
• Используйте Google, чтобы найти свой любимый ром - их предлагают множество веб-сайтов. Просто найдите что-нибудь вроде «Mario Kart Super Nintendo Rom».

Перенести ромы в GamePi:

• Есть три основных метода переноса ромов.
• Мы придерживаемся самого простого: Samba-Shares:

1. Включите GamePi и дождитесь полной загрузки.
2. Убедитесь, что вы подключили GamePi к Wi-Fi.
3. Откройте проводник Windows (папку, а не Internet Explorer).
4. Введите "\ RETROPIE / roms" в поле адреса папки и нажмите Enter. Теперь вы находитесь в общей папке GamePi.
5. Скопируйте загруженный ROM в правильный каталог эмулятора. Например: если вы загрузили диск «Super Mario Kart» для Super Nintendo, скопируйте его в папку SNES.
6. Перезагрузите станцию эмуляции (нажмите кнопку «Пуск» в главном меню, выберите ВЫЙТИ, выберите «ПЕРЕЗАПУСТИТЬ СТАНЦИЮ EMULATIONSTATION»).
7. После перезагрузки новая система и игра должны быть видны в главном меню.

Шаг 16: последний шаг

Если все прошло нормально, вы можете закрыть корпус GamePi и закрепить его 4 винтами с шестигранной головкой M3x18.

Поздравления:

• Поздравляем, вы создали свой собственный GamePi.
• Получайте удовольствие, играя классику на все времена.
• Проявите немного любви и хорошего дня.

Шаг 17: История изменений

02-МАР-2018:

Исправлены некоторые ссылки в шаге «Инструменты и материалы»

02-МАР-2018:

Добавлено демонстрационное видео

20-МАР-2018:

Исправлена ссылка на ползунковый переключатель в «Шаге 1: Инструменты и материалы»

28-МАР-2018:

Добавлено предложение по 3D-печати корпуса в «Шаге 2: 3D-печать корпуса»

20-АПР-2018:

• Добавлены ссылки на GamePi XS и GampePi Zero.
• Добавлена новая заглавная картинка.