Modulárny arkádový stroj: 12 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

S mojimi dvoma chlapcami sme chceli postaviť arkádový stroj, ale nedokázali sme sa rozhodnúť, aký typ postavíme medzi plnú stojanovú skrinku, barovú dosku alebo konzolu v štýle bojovej palice, ktoré je možné pripojiť k televízoru. Nakoniec nás napadlo, že by sme mohli postaviť všetky tri ako modulárne riešenie s modulmi, ktoré je možné použiť jednotlivo alebo ich ľubovoľne kombinovať.

Vzhľadom na jednoduchý dizajn a výber komponentov je to tiež celkom lacná konštrukcia v porovnaní s mnohými projektmi domácich arkádových strojov a na materiály by ste mali dosiahnuť menej ako 200 EUR/$. Väčšinu drevárskych materiálov a elektroniky som už mal položenú, takže som doteraz minul menej ako 100 EUR.

Krok 1: Návrh

Základným konceptom návrhu je arkádový systém pre dvoch hráčov pozostávajúci zo sady nezávislých modulov, z ktorých každý má určitú individuálnu funkciu a navzájom sa dopĺňajú, keď sú spojené.

• Riadiaci modul obsahuje všetky ovládacie prvky a riadiacu elektroniku vrátane ovládačov USB. Tento modul môže byť použitý ovládač štýlu bojovej palice pripojený ku konzole alebo Raspberry PI.
• Displejový modul obsahuje displej a Raspberry PI (alebo podľa vášho výberu SBC) a môže byť použitý samostatne ako počítač „všetko v jednom“alebo pripojený k riadiacemu modulu na vytvorenie arkádovej jednotky bartop.
• Stojanový modul funguje ako úložná jednotka v samostatnom režime a v kombinácii s bartopom tvorí kompletný stojanový arkádový stroj.

Snažili sme sa, aby bol dizajn čo najjednoduchší a najfunkčnejší, pričom sme vychádzali z niekoľkých podnetov zo 70. a 80. rokov - stolové hry - a vyhýbali sme sa nefunkčným prvkom, ako sú napríklad rozžiarujúce markízy a tvarovanie T v mnohých skriniach. V prípade potreby môžete samozrejme upraviť dizajn a pridať tieto prvky.

Rozhodol som sa pre celkom klasické rozloženie tlačidiel, ktoré som si zrejme pamätal z arkád svojej mladosti, pomocou tlačidlového bloku „rovných šesť“vedľa každého joysticku (StreetFighter2 FTW). Na predný panel som umiestnil tlačidlá Štart a Vybrať, ktoré slúžia na emuláciu konzoly, ako aj na povinnosti pri vkladaní mincí a výbere hráča. Tiež som umiestnil tlačidlo na každej strane pre hry pinball. Samozrejme môžete slobodne upraviť dizajn podľa vlastného vkusu a požadovaných spôsobov zadávania, napr. trackballs. vážené odstredivky atď.

Urobil som počiatočný hrubý náčrt bar -top jednotky na papier a potom som v SketchUp znovu vytvoril mierkové správne modely - pozrite si priložené súbory pre každý z modulov a kombinácií.

Rozmery som založil na 19 širokouhlom monitore, ktorý som kúpil z druhej ruky za 10 EUR. Výsledkom bola celková šírka skrinky 500 mm, takže v prípade potreby výmeny monitora zostala asi 30 mm hra.

Presné merania všetkých rozmerov nájdete v súboroch SketchUp. Pri rezaní konkrétneho panelu alebo otvoru som použil nástroj na meranie pásky v SketchUp na zmeranie rozmeru v modeli pred vyznačením rezov na stavebnom materiáli.

Krok 2: Nástroje a materiály pre prácu s drevom

VAROVANIE: POUŽÍVAJTE UPOZORNENIE A VHODNÉ BEZPEČNOSTNÉ ZARIADENIE PRI PREVÁDZKE NAPÁJACÍCH NÁSTROJOV

Nástroje

• Skrutkovač a skrutky
• Stolová alebo kotúčová píla
• Skladačka
• Vŕtačky a rôzne bity vrátane 28 mm dierovej píly na gombíky
• Brúsny papier
• Rohovací a zaobľovací rohový bit

Materiály

• 19 mm (3/4 ") fólia z MDF
• 6 mm (3/4 ") fólia z MDF
• Uhlové zátvorky (použil som niekoľko skutočne šikovných plastových - viď stavebné fotografie)
• Drevná výplň
• Maľovať (podrobnosti nájdete v krokoch „Dokončiť“neskôr)

Krok 3: Konštrukcia riadiaceho modulu

Riadiaci modul som spustil vyrezaním strán z 19 mm MDF na základe rozmerov z modelu SketchUp.

Ďalej som odrezal predný a zadný panel. Označil som úkosy na týchto paneloch tak, že ich priložím tesne k bokom a vyznačím uhol ceruzkou a potom značky na oboch stranách spojím rovným okrajom. Potom som to odrezal pohľadom v stolnej píle a dokončil brúsnym papierom. Som si celkom istý, že existuje lepší spôsob, ako to urobiť s viacerými nástrojmi a/alebo lepšími schopnosťami, ale pre moje potreby to fungovalo dobre a netrvalo dlho.

Potom som vystrihol predné a bočné otvory pre gombíky a všetky panely spojil uhlovými konzolami a skrutkami. Pôvodne som plánoval použiť lepidlo, ale moje testy s lepením na rezanú hranu MDF naznačovali, že to nebude dostatočne silné. Tiež som už mal veľa zátvoriek, ktoré som recykloval zo starého projektu;).

V tejto fáze som tiež zaoblil horné predné hrany pomocou routera s rohovou zaobľovacou korunkou. To dodáva modulu krajší vzhľad a príjemnejší pocit a prechádza drsnými hranami, kde vaše ruky prirodzene spočívajú vedľa ovládacích prvkov.

Ďalej som vystrihol hornú a dolnú časť zo 6 mm MDF. Skosil som horný panel ako predný a zadný panel, aby som zaistil priliehavé a bezproblémové prevedenie. Dolný panel som neskosil, pretože ho neplánujem vyplniť a namaľovať. Namiesto toho ho použijem ako prístupový panel pre údržbu. Vyvŕtal som a potopil otvory pre skrutky a vyvŕtal zodpovedajúce otvory v rohových konzolách.

Potom som rozobral zadný panel a vyrezal veľký otvor pre pravidelný prístup k káblom USB a Raspberry PI.

Nakoniec som vyrezal otvory na gombíkoch a joysticku na hornom paneli a znova ich zložil. V tejto fáze som horný panel neopravil, pretože som ho chcel počas procesu zapojenia uvoľniť.

Krok 4: Elektronické nástroje a materiály

Poznámka: Tento zoznam je potrebný iba vtedy, ak sa chcete naplno venovať elektronike. Môžete a pravdepodobne by ste mali dostať všetky tieto veci ako súčasť súpravy typu plug and play (ako tieto) a vyhnúť sa všetkému spájkovaniu a vlastnému zapojeniu. Keď som to urobil raz „ťažkou cestou“, určite sa vydám cestou súpravy, ak niekedy vyrobím ďalšiu skrinku.

Nástroje

• Multimeter/tester pripojenia
• Spájkovačka
• Drôtová rezačka
• Krimpovací nástroj (práve som použil rezačku drôtu)

Materiály

• Arduino Leonardo/Pro Micro s profilom joysticku USB HID (použil som lacné klony)
• USB rozbočovač
• Arkádový joystick a tlačidlá.
• Krimpovacie konektory zodpovedajú zvolenému joysticku a tlačidlám
• 2x mini chlebník
• Pripojovacie vodiče (používal som predovšetkým prepojovacie vodiče Dupont)
• Elektronická spájka (stále mal môj pôvodný cievkový jadrový kolofón z vysokej školy)
• Teplom zmrštiteľné hadičky

Krok 5: Zapojenie riadiaceho modulu

Opäť odporúčam zvážiť prístup Plug and Play namiesto tu zdokumentovaného prístupu. Tento prístup používajte iba vtedy, ak:

A. Chcete plnú kontrolu nad kódom obsluhy tlačidiel na nízkej úrovni

B. Naozaj si užívajte spájkovanie a vlastné zapojenie (kto nie)

C. Už máte nástroje a diely a/alebo chcete ušetriť pár dolárov

D. Chcete sa o týchto veciach dozvedieť viac alebo len cvičiť

Moja osobná motivácia bola kombináciou vyššie uvedeného. Ok, takto som urobil zapojenie:

Najprv som vyrobil káble adaptéra na pripojenie krimpovacích konektorov na tlačidlách k vodičom konektora Dupont. Jeden z nich som vyrobil pre mikrospínač v každom tlačidle a štyri pre každý z joystickov. Kričte a postavte Larryho mimo zákon, aby ich vykopal na výrobnej linke.

Potom som pomocou týchto vlastných káblov pripojil tlačidlá a joysticky k vstupným kolíkom na každom z mikrokontrolérov cez nepájivé dosky.

Poznámka: V tomto prevedení je samostatný mikrokontrolér, a teda aj kábel USB pre každého hráča. Podľa toho medzi ne rozdeľte joystick a tlačidlové mikrospínače a prepojte obe tlačidlá pinball do rovnakého mikroovládača. Pozrite sa na fotografie, ktoré ukazujú postup fázami zapojenia, ak sa zaseknete.

Ďalej som potreboval pridať drôt na odoslanie signálu do každého z mikrospínačov, ktorý potom po stlačení tlačidla vráti signál na vstupný kolík mikroovládača. Použil som 4 skrútené páry v nejakom kábli Cat 5e na poskytnutie signálu joystickom tak, že som ich všetky spájkoval na jednom konci a pripevnil som konektorový kábel Dupont pripojený k signálnemu kolíku na mikroovládači.

Vytvoril som malý reťazový kábel pre každý zo 6 zoskupení tlačidiel a nakoniec som použil vlastné káble adaptéra na tlačidlách štart/výber a pinball, všetky prepojené so signálnym kolíkom mikro-ovládača.

Zapojenie mikrospínačov k mikroovládačom bolo celkom jednoduché kvôli použitiu konektorov mini-breadboard a Dupont, čo znamenalo, že som podľa potreby mohol ľahko presúvať vodiče.

Krok 6: Kód ovládača

Kód je celkom základný. Upravil som príklad gamepadu z vynikajúcej knižnice Arduino Joystick Library

Z tohto praktického návodu sa môžete dozvedieť viac o tom, ako začať s touto knižnicou.

Na konci tohto kroku sme mali funkčný ovládač pre 2 hráčov bojovej palice, takže sme to oslavovali s niekoľkými kolami StreetFighter2 na mojom prenosnom počítači!

Pôvodne som plánoval pripojiť mikroovládače priamo k Raspberry PI cez USB, ale počas testovania na prenosnom počítači som zistil, že pripojenie a odpojenie konektorov micro USB k mikroovládačom prostredníctvom prístupového panelu bolo veľmi nešikovné a nakoniec som prerušil konektor micro USB z jedného z mikrořadičov.

Riešením bolo zahrnúť rozbočovač USB do riadiaceho modulu. To znamenalo, že z riadiaceho modulu bolo odhalené iba jedno pripojenie a celkové riešenie bolo oveľa robustnejšie. Po dokončení zapojenia som na horný panel pridal otvory so zapustenou skrutkou a zaskrutkoval ich na miesto.

gamepad.ino

// Jednoduchý príklad gamepadu, ktorý ukazuje, ako čítať päť Arduino

// digitálne piny a namapujte ich do knižnice Arduino Joystick.

//

// Digitálne piny sú po stlačení uzemnené.

//

// POZNÁMKA: Tento súbor náčrtu je na použitie s Arduino Leonardo a

// Len Arduino Micro.

//

// Upravená verzia pôvodného kódu od Matthew Heironimus

// 2018-08-11

//--------------------------------------------------------------------

#zahrnúť

Joystick_ Joystick;

voidsetup () {

// Inicializácia kolíkov s tlačidlami

pinMode (2, INPUT_PULLUP);

pinMode (3, INPUT_PULLUP);

pinMode (4, INPUT_PULLUP);

pinMode (5, INPUT_PULLUP);

pinMode (6, INPUT_PULLUP);

pinMode (7, INPUT_PULLUP);

pinMode (8, INPUT_PULLUP);

pinMode (9, INPUT_PULLUP);

pinMode (10, INPUT_PULLUP);

pinMode (16, INPUT_PULLUP);

pinMode (20, INPUT_PULLUP);

pinMode (21, INPUT_PULLUP);

// Inicializácia knižnice joysticku

Joystick.begin ();

Joystick.setXAxisRange (-1, 1);

Joystick.setYAxisRange (-1, 1);

}

// Posledný stav tlačidiel

int lastButtonState [12] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};

int piny [12] = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 16, 20, 21};

voidloop () {

// Prečítajte hodnoty pinov

pre (intindex = 0; index <12; index ++)

{

int currentButtonState =! digitalRead (piny [index]);

if (currentButtonState! = lastButtonState [index])

{

prepínač (piny [index]) {

case2: // UP

if (currentButtonState == 1) {

Joystick.setYAxis (-1);

} else {

Joystick.setYAxis (0);

}

prestávka;

case3: // RIGHT

if (currentButtonState == 1) {

Joystick.setXAxis (1);

} else {

Joystick.setXAxis (0);

}

prestávka;

prípad 4: // DOLE

if (currentButtonState == 1) {

Joystick.setYAxis (1);

} else {

Joystick.setYAxis (0);

}

prestávka;

case5: // VĽAVO

if (currentButtonState == 1) {

Joystick.setXAxis (-1);

} else {

Joystick.setXAxis (0);

}

prestávka;

prípad 6:

Joystick.setButton (0, currentButtonState);

prestávka;

prípad 7:

Joystick.setButton (1, currentButtonState);

prestávka;

prípad 8:

Joystick.setButton (2, currentButtonState);

prestávka;

prípad 9:

Joystick.setButton (3, currentButtonState);

prestávka;

prípad 10:

Joystick.setButton (4, currentButtonState);

prestávka;

prípad16:

Joystick.setButton (5, currentButtonState);

prestávka;

prípad 20:

Joystick.setButton (8, currentButtonState);

prestávka;

prípad 21: {

Joystick.setButton (9, currentButtonState);

prestávka;

}

}

lastButtonState [index] = currentButtonState;

}

}

oneskorenie (10);

}

zobraziť rawgamepad.ino hostený s ❤ od GitHub

Krok 7: Nastavenie PI Raspberry

Odporúčam Pi 3 pre maximálny výkon a kompatibilitu hier, ale ak vás zaujímajú iba staršie hry, bolo by vhodné aj zariadenie s nižším výkonom, ako je Pi Zero. Používam náhradný Pi 2, ktorý som už mal položený.

Na webe je množstvo skvelých zdrojov, ktoré popisujú, ako nastaviť vami zvolený Pi alebo iný SBC s rôznymi emulátormi a klientskými rozhraniami. Osobne používam a odporúčam RetroPie a zistil som, že tieto - vynikajúce - videá z ETA Prime sú skvelým spôsobom, ako sa rýchlo rozbehnúť.

Krok 8: Konštrukcia zobrazovacieho modulu

Začal som stavbu modulu Display Module s bočnými panelmi, pričom som označil a vyrezal prvý z rozmerov nameraných zo súboru SketchUp pomocou virtuálneho merača pásky. Prvý panel som potom použil ako šablónu na označenie druhého.

Ďalej som vyrezal spodný zadný panel, naskrutkoval niektoré uhlové konzoly a potom ho priskrutkoval k bočným panelom. V tejto fáze som overil, že sa môj monitor zmestí. Bolo to trochu tesnejšie, ako som očakával, ale bolo tam dostatok miesta.

Potom som pridal spodný predný panel a vyrezal do neho otvory, aby zodpovedali riadiacemu modulu. Aby som ich vyznačil, umiestnil som riadiaci modul proti modulu displeja a načrtol som vnútro existujúceho otvoru v riadiacom module.

V tejto fáze som bol schopný spojiť dva moduly pomocou dvoch skrutiek konektora skrinky. Teraz som mohol vidieť konečný tvar kombinovaného modulu bar-top!

Ďalším krokom bolo smerovanie okrajov panelov. Za týmto účelom som jednotku opäť rozobral. Tiež som vyrezal otvor pre vstup a vypínač napájania. Za týmto účelom som najskôr vyznačil otvor, potom vyvŕtal rohy malým vrtákom na drevo a nakoniec pomocou špirálovej píly vyrezal zvyšný materiál.

Potom som znova zostavil jednotku, ktorá tentokrát lepila každý kus dohromady. Keďže som tiež používal konzoly, nepotreboval som používať svorky na držanie kusov dohromady.

Teraz, keď bola jednotka vo svojej konečnej podobe, vyrezal som panel obrazovky a nasadil ho na svoje miesto, pričom som na ňom pracoval brúsnym papierom, až kým tesne nezapadol. Keď som bol s uchytením spokojný, vyskočil som z neho a skladačkou som vyrezal otvor pre displej tak, aby zodpovedal viditeľnej oblasti obrazovky. Po tomto som mohol otestovať obrazovku na mieste pomocou niektorých konzol na držanie monitora voľne na svojom mieste.

Spojil som dva moduly, aby som zistil, ako to vyzerá, a potom som nalepil rám obrazovky na miesto. Aby som to urobil, pridal som niekoľko ďalších kúskov 6 mm MDF za rám obrazovky, aby som sa ubezpečil, že je pevný a aby sa neskôr zabránilo vzniku trhlín vo farbe.

Krok 9: Dokončite

Keď lepidlo úplne vyschlo na zobrazovacom module, veľkoryso som na všetky spoje a kazy naniesol drevnú výplň a brúsil ho hrubým brúsnym papierom.

Potom som ho potiahol zvlhčeným PVA spojením ako prvú tesniacu vrstvu. Ďalej som naniesol viac vrstiev zmesi PVA a bielej farby na drevo/oceľ na všeobecné použitie, ktorú som našiel v garáži.

Tieto počiatočné vrstvy boli všetky nanesené bežným 2 štetcom.

Keď základné vrstvy zaschli, vykonal som ľahké brúsenie jemným brúsnym papierom. Potom som pridal ďalší náter bielej farby.

Keď to bolo suché, znova som jemne brúsil a potom naniesol niekoľko vrstiev lacnej sprejovej farby na všeobecné použitie z plechoviek, ktoré som zdvihol v železiarstve.

Pred zopakovaním postupu pre riadiaci modul som vyrezal horný zadný panel modulu displeja. Tento panel má v sebe otvor, aby som mohol jednoduchšie prenášať modul displeja. Funguje tiež tak, že vstavané reproduktory monitora môžu z puzdra vychádzať zvuk.

V tejto fáze som sa tiež rozhodol odstrániť skrutky z horného panelu riadiaceho modulu a namiesto toho ich prilepiť na miesto. Aby som sa ubezpečil, že je bezpečný, najskôr som nalepil niekoľko ďalších podporných dielov.

Keď bol ovládací modul namaľovaný, použil som Dremel na vyčistenie otvorov pre tlačidlá a neustále ich pomocou jedného z tlačidiel testoval na veľkosť. Nakoniec som do zadnej časti ovládacích modulov vlepil maticu konektora nábytku.

Vzhľadom na množstvo času a vynaloženého úsilia som bol s výsledným dokončením na konci tohto kroku primerane spokojný. Nebolo to vôbec dokonalé a dalo by sa to zlepšiť, ak by ste v tejto fáze mali viac času. Skutočne závisí od toho, akú úroveň dokončenia chcete dosiahnuť, koľko času vám tento krok zaberie.

Krok 10: Komponenty zobrazovacieho modulu

• 19 "širokouhlý monitor s reproduktormi
• Jednodeskový počítač Raspberry PI 2 (SBC)
• Puzdro Raspberry PI 2
• 2Amp USB napájací adaptér
• Mikro-USB kábel
• 3,5 mm zvukový kábel
• HDMI kábel
• Zásuvka v šasi (typ kanvice)
• Napájací kábel z rýchlovarnej kanvice
• Dvojitá sieťová zásuvka

Krok 11: Zapojenie zobrazovacieho modulu

Najprv som pridal kryt a zadný panel do plášťa modulu displeja. Zadný panel bol zaistený na svojom mieste pomocou magnetických západiek, aby ho bolo možné ľahko odstrániť pre rýchly prístup k komponentom.

Potom som zapojil vypínač do dvojitej elektrickej zásuvky na napájanie PI a monitora. Napájacie vodiče som spájkoval s vypínačom a káble som spojil teplom zmrštiteľnou hadičkou. Ak vám táto časť nie je úplne príjemná, požiadajte o pomoc niekoho kvalifikovaného. Nerobte riziko so sieťovou kabelážou.

Potom, čo som bezpečne pripevnil spínač k puzdru, som umiestnil monitor na miesto. Vzhľadom na už tesný boj stačilo na zaistenie obrazovky na mieste niekoľko ďalších plastových konzol.

Ďalej som zapojil napájací adaptér USB pre PI a kábel kanvice pre monitor. Zostávalo iba zapojiť zvukové a obrazové signály do monitora.

Pretože monitor nemá vstup HDMI, použil som adaptér HDMI na DVI. Zvuk bol do vstavaných reproduktorov monitora dodávaný prostredníctvom 3,5 mm zvukového kábla z PI. Pri zapnutom zadnom paneli a maximálnom nastavení zvuku je hlasitosť zvuku v poriadku, ale nie nahlas. V budúcej aktualizácii by som mohol pridať reproduktory a mini zosilňovač.

Nakoniec som do PI zapojil rozbočovač USB a mohol som začať testovanie plne funkčného zobrazovacieho modulu.

Krok 12: Konečná montáž a myšlienky

Poslednou úlohou pred konečnou montážou bolo opätovné zapojenie a montáž riadiaceho modulu po lakovaní. To šlo celkom hladko, okrem prerušenia jedného drôtu, ktorý bolo potrebné znova spájkovať.

Pred kombináciou ovládacích a zobrazovacích modulov som vystrihol pár diskov čírej lepivej kontaktnej fólie, aby sa zabránilo tomu, aby hlavne konektora nábytku vyčnievajúce z riadiaceho modulu poškriabali lak modulu displeja.

Potom už išlo len o jednoduchú úlohu, umiestniť moduly a zoskrutkovať ich. V tejto fáze je bar-top jednotka úplne kompletná a pripravená na akciu. Vyzerá to, že toto bude preferovaná konfigurácia, takže nebudem musieť aspoň chvíľu stavať stojanový modul. Ak a kedy to urobím, aktualizujem tento príspevok. Samotný stojanový modul by mal byť najjednoduchší zo všetkých. Je to v podstate jednoduchá úložná skrinka s otvormi na skrutky v hornej časti, ktorá sa pripája k jednotke s barovou doskou.

Mal som skvelý čas pracovať na tomto projekte so svojimi deťmi. Veľa sme sa naučili a teraz sa tešíme, že si na novom počítači zahráme veľa starých arkádových a konzolových klasík. Ďakujeme za prečítanie a dajte nám vedieť, čo si o projekte myslíte v komentároch!