Domáca herná konzola- „NinTIMdo RP“: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Odkaz na webovú stránku s podrobnejšími vysvetleniami, zoznamom dielov a súbormi

timlindquist.me

Tento projekt mal vytvoriť prenosný herný systém, ktorý by mohol slúžiť aj ako prenosný počítač. Cieľom bolo vytvoriť konzolu, ktorá by bola funkčná a zároveň estetická.

Zoznam položiek:

docs.google.com/spreadsheets/d/1Ay6-aW4nAt…

Krok 1: Tlačené puzdro

Ak chcete vytlačiť zariadenie, stiahnite si moje súbory 3D modelov a odošlite ich na 3D tlačiareň. Tlačiareň, ktorú som použil, bola Prusa i3 Mk2 spolu s čiernym plastovým vláknom. Zistilo sa, že kvalita tlače je najlepšia v nastavení stredného rozlíšenia. Nezabudnite do zariadenia pridať konštrukčný materiál (držiaky bez neho budú vyzerať zle). Zadné diely boli vytlačené zadnou stranou s tanierom. Predné diely boli vytlačené prednou stranou v jednej rovine s tanierom. Ak by som mal vytlačiť iný prípad, chcel by som použiť novú farbu, ako je atómová purpurová, aby som predviedol vnútornosti. Ak ste ako ja a máte 8 palcovú tlačovú posteľ, s ktorou budete pracovať, budete musieť vytlačiť 4 -dielnu verziu, ktorá budú zostavené po vytlačení. Ak je však vaša posteľ dostatočne veľká na to, aby slúžila ako jeden kus, vytlačte prednú a zadnú dosku ako jeden celok a vyhnite sa bolesti pri ich spájaní.

Modelové súbory:

github.com/timlindquist/Nintimdo-RP_3D_mod…

Krok 2: Zostavenie puzdra

Na zostavenie najskôr spojte predný pravý a ľavý kus zasunutím kovovej hmoždinky do zarovnávacích otvorov. Potom na spoje naneste super lepidlo a zaistite polovicu k sebe. Opakujte postup pre pravé a ľavé dolné časti. Potom by vám mala zostať zostavená predná a zadná polovica. Teraz je čas pripevniť 5 kovových podperiek na zlúčenie predného a zadného plechu. Najjednoduchší spôsob, ako to dosiahnuť, je najskôr nastaviť odstupy na správnu dĺžku. Hĺbka 13 mm vzadu, 5 mm vpredu. Takže urobte odstupy 18 mm alebo o niečo menej. Urobil som to tak, že som dlhšiu vzdialenosť umiestnil do zverákov a pomocou brúsky oholil veľkosť. Uistite sa, že odbrúsite iba jednu stranu, pretože na druhej budete potrebovať vlákna. Potom, čo získate správnu dĺžku, prilepte všetky brúsky bokmi na prednú stranu bežným gorilským lepidlom a nechajte uschnúť. Uistite sa, že počas tohto procesu všetci stoja rovno. Po zaschnutí zoškrabte vynikajúce lepidlo, ktoré napenilo, takže tváre môžu byť po spojení v jednej rovine. Teraz zistite, či môžete zadnú dosku vložiť na podpery, aby sa spojili s prednou časťou. Zaskrutkujte dohromady cez zadnú dosku a zaistite. Prilepte obrazovku obložením rámu duelovou trubicou Gorilla Epoxy. Keď som to urobil, príliš som si to obliekol a pretekalo to na obrazovku. Našťastie to drhne! Zatvorte a nechajte chvíľu zaschnúť, potom zadnú stranu vyložte bežným lepidlom Gorila.

** Poznámka: Snažte sa, aby sa na vonkajšiu stranu nedostalo tenké CA lepidlo (super lepidlo), pretože „spáli“PLA a zafarbí bielu farbu.

Krok 3: Obvod

Obvod tlačidla:

Zachytenie všetkých stlačení tlačidiel sa vykonáva pomocou programu Teensy ++ 2.0. Na akékoľvek binárne tlačidlá sa používajú digitálne piny na mikrokontroléri. Analógové piny sa používajú pre tlačidlá, ktoré majú viac stavov, ako napríklad joysticky. Na prepojenie digitálnych kolíkov jednoduchým prepojením digitálneho kolíka s prepínačom zapojte druhý koniec spínača k zemi. Keď tlačidlo stlačíte, stiahne kolík vysokého napätia nadol, aby ho regulátor mohol rozpoznať. S rezistormi, ktoré sú súčasťou dosky Teensy, si nemusíte robiť starosti. Na zapojenie analógových kolíkov budete potrebovať predpätie vášho analógového zariadenia vysokým a nízkym napätím a na analógovom pine odčítať úroveň napätia v tomto rozsahu. Pre joysticky sú k dispozícii 3 vstupy pre každú os. Napájajte 5V na jeden z pinov, GND na druhý a čítaciu linku napätia na posledný. Nezabudnite to zapojiť správne, inak to nebude fungovať (pomocou multimetra zistíte, či sa výstupné napätie mení na správnom kolíku.) Joystick je v zásade variabilný odpor, ktorý funguje ako delič napätia. Výstupné napätie na čítacom kolíku sa bude pohybovať od 0 do 5 V v závislosti od polohy joystickov. (Odchýlky 5V a GND sú zvyčajne na vonkajších vstupných kolíkoch joysticku a stredný bude váš pin na čítanie premenlivého napätia. Ak sú 5V a GND iné ako moje, vaše ovládacie prvky budú invertované, je to možné opraviť softvérom alebo prepájaním).

Napájací obvod:

Trojčlánková batéria Anker dodáva energiu celému zariadeniu. Na zapnutie/vypnutie zariadenia je výstup regulátora batérie prepojený s vypínačom a potom s Raspberry Pi. Pretože zariadenie môže čerpať až 2A, jednoduchý prepínač 250mA nemôže zvládnuť súčasnú požiadavku. Namiesto toho môžete spínač použiť na ovládanie napätia brány na tranzistore PMOS, aby slúžil účelu spínača. Pripojte 5 V batérie k zdroju tranzistora PMOS a prepínača. Druhý koniec prepínača je prepojený s bránou tranzistora PMOS a s 10K odporom pripojeným k GND (keď je spínač otvorený, aby sa bránilo plávaniu brány, viaže ho na GND cez odpor). Odvod je zapojený k 5V vstupu na Raspberry Pi spolu so zemou. Ak chcete batériu nabiť, jednoducho zapojte odpojovaciu dosku micro USB do správnych nabíjacích kolíkov (rozširuje vstup do puzdra). Tento spínač som ukryl v prívode vzduchu na zadnej strane zariadenia. Pôvodne som plánoval namiesto toho nechať tlačidlo batérie zapnúť a vypnúť zariadenie podržaním na určitý čas, bohužiaľ mi došiel priestor a musel som vykonať jednoduchú implementáciu. Tento alternatívny dizajn je znázornený na schéme nižšie.

Zvukový obvod:

Pokiaľ ide o zvuk, chcel by som, aby sa zvuk prirodzene prehrával z reproduktorov (ak nie sú stlmené) a aby boli presmerované do slúchadiel, ak sú zapojené. Našťastie mnohé zo ženských 3,5 mm konektorov pre telefón sú mechanicky schopné to urobiť. Keď je zasunutá zástrčka samca, vodiče reproduktorov sa ohnú a vytvoria otvorený obvod, čím zabránia vstupu signálu do reproduktorov. Pretože reproduktory majú väčšiu záťaž, zvukový signál musí byť zosilnený, aby ho bolo možné počuť. To sa deje pomocou stereo zosilňovača triedy D, ktorý som našiel na adafruit. Jednoducho skreslite zosilňovač na 5V a GND. Nemáme diferenciálne zvukové vstupy, preto zapojte ľavý a pravý reproduktor k kladným svorkám a záporné póly prepojte s GND. Zisk sa nastavuje pomocou prepojky. Zosilnenie nastavím na maximum a softvérovo upravím amplitúdu výstupných zvukových signálov na úpravu hlasitosti. Na stlmenie zariadenia mám tranzistor NMOS riadiaci predpätie 5V. Túto bránu tranzistorov NMOS ovláda spoločnosť Teensy. Problém, ktorý mám, je neustály vysokofrekvenčný šum v externých reproduktoroch. Budem to analyzovať na osciloskope, môže to pochádzať z odchýlky 5 V kvôli nejakému prepínaniu regulátora na batérii alebo môžu linky niekde zachytávať RF. Nezabudnite tiež skrútiť pravú a ľavú čiaru, aby ste minimalizovali elektromagnetické rušenie (EMI).

Krok 4: Periférne obvody

Tento obvod obsahuje držiaky USB a LED indikátor. Objednajte si DPS v mojom prepojení a pomocou pásovej píly prerežte na polovicu pozdĺž bodkovanej čiary. Na strane USB spájkujte dva ženské porty USB na dosku. Na strane LED spájkujte 5 LED a 5 odporov v sérii. 5 V, GND, D+, D-je možné predĺžiť pomocou káblov z odpájaných USB Raspberry PI na PCB. LED DPS je možné umiestniť tak, aby svetlo svietilo cez otvory v hornej časti skrinky. Pripojte 5 PWM výstupov Teensy k LED spolu s GND. Zmenou pracovného cyklu môžete zmeniť jas LED diód.

Kúpte si DPS:

Krok 5: Programovanie

Dospievajúci:

Ak ste to zapojili úplne rovnako ako ja, môžete použiť kód, ktorý som uviedol na Github. Odporúčal by som to však napísať sami, pretože systému lepšie porozumiete a budete s ním môcť ľahko manipulovať a prispôsobiť ho podľa svojich predstáv. Programovanie je veľmi jednoduché. V skutočnosti ide o napísanie veľkého počtu príkazov if, ktoré kontrolujú, či sú stlačené vaše tlačidlá. Užitočná sada inštrukcií od PJRC. Prostredníctvom ID Arduino môžete písať svoj kód a tiež ho nahrávať na server Teensy.

KÓD:

github.com/timlindquist/Nintimdo-RP

Digitálne tlačidlá: Tento príklad mi ukazuje, či som skontroloval, či bol stlačený digitálny kolík 20, a potom vydávam správny príkaz sériového joysticku. Pre tlačidlo môžete vybrať ľubovoľnú hodnotu 1 až 32, pretože Retropie na začiatku nastaví mapovanie ovládača. Tlačidlo joystick. (Tlačidlá: 1-32, stlačené = 1 uvoľnené = 0)

Analógové tlačidlá:

V tomto prípade je pravý zvislý joystick prepojený s analógovým kolíkom 41. Funkcia analogRead (pin) prijíma úroveň napätia medzi 0 a 5V a vracia hodnotu 0 až 1023. Ideálna stredová poloha by zodpovedala 2,5 V alebo 512, to však nebol prípad môjho analógového ovládača, takže bolo potrebné vykonať úpravu. To sa uskutočnilo pomocou premapovania uvedeného nižšie. Potom som potreboval skontrolovať, či hranice neboli prekročené 0 až 1023. Nakoniec bol príkaz analógového joysticku odoslaný po sériovom zariadení ako analógové tlačidlo Z pomocou joysticku. Z (hodnota 0 až 1023).

Krok 6: Voliteľný dok

Dok:

Táto zostava by nebola úplná bez doku na nabíjanie a jednoduchého pripojenia televízora, preto som ju navrhol na obrázkoch nižšie. 3D modely sú k dispozícii s ostatnými v mojom balíku Github.

Modely:

github.com/timlindquist/Nintimdo-RP_3D_mod…

Krok 7: Výsledky

Pri spätnom pohľade by som si prial, aby som namiesto vopred zakúpeného ženského nástenného držiaka urobil výstupný port HDMI s doskou plošných spojov. V skutočnosti by sa tým ušetrilo veľa miesta. Kábel som musel zastrčiť do špirály, aby som ho neprerušil a znova nespájkoval 19 drôtov. Mám strach ísť s menšou batériou, pretože výška článku bola mojím obmedzujúcim faktorom v hrúbke celého zariadenia. Zníženie tejto hodnoty by však malo negatívny vplyv na životnosť batérie.

Celkovo ma táto výroba stála približne 350 dolárov. Nezahŕňa to malinový pi, ktorý som zlomil pri pokuse oholiť veľkosť … Napriek tomu som šťastný, že som to vyskúšal. Bol to zábavný letný projekt, ktorého cieľom bolo zistiť, či by som ho mohol urobiť tak kompaktným, ako je to len možné, a zároveň doňho vložiť veľa skvelých funkcií.