Postavte ArduinoBoy: 8 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

GameBoy. S najväčšou pravdepodobnosťou ste jeden vlastnili už v detstve. A aj keby ste to neurobili, s najväčšou pravdepodobnosťou ste hrali s GameBoy svojho najlepšieho priateľa, alebo ste možno vlastnili jeho najbližšieho konkurenta, Sega Game Gear alebo Nomad. Úžasné malé herné zariadenia, ale teraz, keď ste všetci dospelí, premýšľali ste nad tým, čo s nimi teraz urobíte? Nechať to v podkroví, aby ste sa mohli vyhrabať a ukázať svojim deťom, aké bolo hranie v 20. storočí? Predať ho zberateľovi? Oživíte herné spomienky návratom Legend of Zelda: Link's Awakening už po 17. storočie?

Rozmýšľali ste niekedy nad tým, že by ste z toho urobili hudobný nástroj? Timothy „trash80“Lamb je skladateľ chiptune, ktorý v súčasnosti žije v Los Angeles v Kalifornii. Skladateľ Chiptune je osoba, ktorá používa na vytváranie hudby integrované obvody (integrované obvody) generátora zvuku nachádzajúce sa vo videoherných konzolách a vreckových počítačoch. Pán Lamb je tiež tvorcom zariadenia známeho ako ArduinoBoy; kombinácia hardvéru a softvéru s otvoreným zdrojovým kódom, ktorá dokáže z ktoréhokoľvek člena rodiny GameBoy so zásuvkou na kazety a prepojovacím káblovým portom urobiť generátor zvuku MIDI. Teraz je potrebné poznamenať, že trash80 nebol prvým, kto vytvoril taký systém. Dve veľké homebrew aplikácie GameBoy používané profesionálnymi skladateľmi chiptune, Nanoloop a Little Sound Disk Jockey alebo LSDJ, majú MIDI schopnosti už nejaký čas. Problém je v tom, že obe tieto aplikácie závisia od hardvéru Microchip PIC na odosielanie a prijímanie signálov MIDI. Žiadna neúcta k štandardnému mikrokontroléru elektrotechnického priemyslu, ale PIC je skutočne kus profesionálneho hardvéru a môže byť trochu zastrašujúcim pre tých, ktorí sa pravidelne nezaoberajú elektronikou. Existuje tiež malá až žiadna podpora pre používateľov menej obľúbených operačných systémov, pokiaľ ide o programovanie týchto zariadení (jediný oficiálny vývojový balík PIC je pre Windows, žiadna podpora Linux alebo Mac). Použitím oveľa jednoduchšej platformy Arduino však ArduinoBoy obchádza tieto obmedzenia, čo potenciálnemu skladateľovi chiptune výrazne uľahčuje vytváranie nástrojov, ktoré potrebuje. Navyše, aj keď bol ArduinoBoy vyrobený tak, aby fungoval s vlastným programom generátora zvuku GameBoy, ktorý je k dispozícii v Trash80, mGB, dobre si rozumie aj s Nanoloop a LSDJ. Napriek tomu, že trash80 zdieľal svoju prácu na webovej stránke kódu Google, nemá žiadne podrobné pokyny na to, ako si môžete vytvoriť vlastný (je na svojom zozname úloh). Rozhodol som sa mu v tejto súvislosti pomôcť. Aj keď to nemusí byť krok za krokom, tento návod by vám mal poskytnúť všeobecnú predstavu o tom, čo robiť, a ukázať vám niektoré z mojich nástrah, aby ste sa im mohli vyhnúť.

Krok 1: Diely, nástroje a kód

Časti

• Arduino, generické Arduino, alebo diely, ktoré si vyrobíte sami. Osobne používam súpravu Really Bare Bones Board od Modern Device Compay, ktorú je možné buď zostaviť tak, ako je, a pripojiť ju k vášmu projektu pomocou zásuvkových zásuviek s obvodovými doskami, alebo kanibalizovať na diely, aby sa Arduino stalo trvalou súčasťou projektu.
• Dva rezistory 220Ω, sedem 2KΩ a jeden 270Ω. Pre tento projekt sú ideálne odpory 1/4 alebo 1/8 wattu.
• Jeden optoizolátor 6N138.
• Jedna malá signálna dióda 1N914. Nebuďte prekvapení, ak ich kúpite len v množstve 10 a viac.
• Jedno tlačidlo, ktoré je zapnuté iba vtedy, keď je tlačidlo stlačené. Pre tých, ktorí hovoria inžinierom, je to vypínacie (zapínacie) tlačidlo SPST.
• Dva 5 -kolíkové samičie 180 -stupňové konektory DIN. Uistite sa, že získate tieto presné konektory. Existuje mnoho rôznych prevedení konektorov DIN a len málo z nich, ak existuje, je navzájom kompatibilných.
• Štyri dvojpólové svorkovnice. Aj keď môžete všetky svoje vodiče jednoducho spájkovať priamo na dosku plošných spojov, pomocou svorkovníc alebo inej formy konektorov bude montáž, demontáž a kanibalizácia dielov oveľa jednoduchšia.
• Jedna univerzálna doska PC.
• Jeden prepojovací kábel GameBoy.
• Zariadenie, ktoré môže poskytovať výstup MIDI, napríklad klávesnica alebo počítač s potrebným softvérom a adaptérom.
• Jedna programovateľná kazeta GameBoy.
• Spájka.
• Extra drôt. Pevný pre prácu na doske a zapojenie dosky PC, splietaný pre vodiče, od ktorých očakávate, že sa budú často pohybovať.
• Prípad, do ktorého to všetko nacpete.
• Hromada rôznych.

Nástroje

• Spájkovačka.
• Dezoderujúca žiarovka, pumpa alebo knôt. Keby niečo.
• Pomôcka na spájkovanie rúk.
• Bezpečnostné okuliare. Vaše okuliare to nejdú prerezať.
• Hasiaci prístroj alebo aspoň pohár vody. Ešte raz, pre každý prípad.
• Strihač káblov.
• Odizolovače drôtov.
• Kliešte s ihlou.
• Nepájkovateľné nepájivé pole.
• Programovací alebo kábel USB pre Arduino a programovateľnú kazetu GameBoy, ak je k dispozícii.
• Rotačný nástroj a/alebo čokoľvek iné, čo potrebujete na vyrezanie otvorov a štrbín vo vašom prípade.

Kód Na tento projekt budete potrebovať dve rôzne časti kódu, ktoré nájdete na stránke Google Code na stránke ArduinoBoy spoločnosti trash80. Nachádzajú sa na pravej strane stránky pod nadpisom Odporúčané sťahovanie. Do Arduina načítate kód ArduinoBoy, zatiaľ čo do programovateľnej hernej kazety sa načíta mGB.

Krok 2: Pozrime sa na schému

Schéma je, zjednodušene, akýkoľvek dokument, ktorý zobrazuje, ako je mechanické alebo elektrické zariadenie zostavené. Tie obrázky vášho záhradného traktora so všetkými časťami rozobranými malými bodkovanými čiarami, ktoré ukazujú, ako do seba všetky zapadajú? Návrhy dodávateľa vášho domu alebo bytu boli tak posadnuté? Schémy; obaja.

Pokiaľ ide o schémy, schéma trash80 pre ArduinoBoy je oveľa farebnejšia a nemá rovné čiary, ale je dokonale čitateľná. Pokiaľ nie ste úplne análni ohľadom technických konvencií, nemali by ste mať žiadne problémy. Možno si to budete chcieť vytlačiť, pretože sa k tomu budeme často vracať.

Krok 3: Test Breadboard

Predtým, ako sa dostaneme k samotnej konštrukcii hotového ArduinoBoy, sa chceme najskôr uistiť, že všetky naše diely sú dobré. Na to použijeme našu nespájkovanú dosku, ktorá nám umožní vytvárať spojenia medzi elektronickými časťami bez toho, aby sme ich museli spájkovať dohromady. Je to ľahké. Stačí sa pozrieť na schému a prepojiť diely podľa obrázku.

Nezabudnite, že na každej stránke je sekcia s komentármi. Ak sa na niečom zaseknete, napíšte nižšie a pokúsim sa vám pomôcť, ako najlepšie viem.

Krok 4: Prvý test

Nastal čas na dva veľmi dôležité testy: dymový test a funkčný test. Prvý test je celkom jednoduchý. Jednoducho pripojte svoj GameBoy k zariadeniu, zapnite GameBoy a sledujte LED diódy ArduinoBoy. Ak LED dióda pin13 krátko zabliká, potom nasledujú zvyšné LED diódy, ktoré sa rozsvietia v postupnom poradí, pričom dvakrát prejdú od najvyššieho kolíka k najnižšiemu a späť a skončia dvoma zábleskami z diód LED naraz, je pravdepodobné, že váš ArduinoBoy funguje objednať. Nezabudnite tiež otestovať tlačidlo výberu režimu. Keď ho stlačíte, LED dióda, ktorá práve svieti, by mala zhasnúť a rozsvieti sa ďalšia v poradí. Ak sa namiesto toho svetlá odmietajú rozsvietiť, časti sú na dotyk neobvykle teplé, vidíte alebo cítite dym a/alebo akákoľvek časť obvodu exploduje alebo vzplanie, potom sa vráťte k schéme a znova skontrolujte všetko vaše pripojenia a zapojenie, vymeňte poškodené súčiastky a znova vykonajte test dymu. Druhý test je o niečo nervóznejší, hlavne preto, že ak sa tu niečo pokazí, nebude to len Arduino, ktoré sa bude toastovať. Nahrajte mGB do svojho GameBoy, zapojte ArduinoBoy do svojho GameBoy a pripojte MIDI z vášho zariadenia kompatibilného s MIDI k MIDI v chlebovom ArduinoBoy. Zapnite zariadenie GameBoy a potom zariadenie MIDI, aby ste mali hasiaci prístroj poruke, aby sa nič nestalo. Skúste na svojom zariadení MIDI zahrať niekoľko poznámok na kanáli 1, 2, 3, 4 alebo 5. Ak váš GameBoy vydáva zvuk pripomínajúci nástroj alebo zvukový efekt, vyskočte zo stoličky a pozerajte sa nahor nebo, ruky natiahnuté a kričiace „JE TO ŽIVÉ“, zatiaľ čo sa manicky smejem. Poznámka k testovaniu a používaniu ArduinoBoy: Existujú webové stránky, ktoré ponúkajú bezplatné súbory MIDI s obľúbenými skladbami, a budete v pokušení, veľmi v pokušení, ich používať pri testovaní aj pri skladaniach. Odolajte tomuto pokušeniu. Po prvé, niektoré MIDI stopy, ktoré tieto stránky ponúkajú, nie sú dobre urobené. Raz som našiel MIDI kópiu Gorillazovej „19-2 000“a jeden z nástrojov sa nevypol ani nevybledol, takže nakoniec tento jeden nástroj zahltí ostatné nástroje, kým prehrávač nezastavíte a znova nespustíte.. Používanie týchto vopred pripravených skladieb vás navyše nabáda k tomu, aby ste naďalej používali vopred pripravené skladby. Nič originálne neurobíš. Radšej sa hneď naučte skladať vlastnú hudbu.

Krok 5: Spájkujte ho

Takže váš ArduinoBoy funguje. Dobre, je čas ho spájkovať s doskou prototypu plošných spojov. "Počkať počkať!" kričíš na seba. „Teraz to funguje dobre a viem, že s tým budem opatrný. Prečo to potenciálne pokaziť? Prečo sa obťažovať spájkovaním?“Tak dobre. Ale zamyslite sa na chvíľu: vy a váš ArduinoBoy tvoríte skvelú hudbu. V skutočnosti je to také skvelé, že nakoniec z chiptune urobíte legitímnu formu hudby. Prinášate chiptune do hlavného prúdu. Stanete sa slávnym. V skutočnosti je taký slávny, že vás pozývajú hrať na Wrigley Field tesne predtým, ako sa na ihrisko postavia Cubs. Stále používate svoj ArduinoBoy s chlebom. Vy a posádka pripravujete všetko tak, kým jeden z vás nezistí, že najdôležitejší z vašich hudobných nástrojov, ArduinoBoy, zmizol. Nakoniec ho nájdete v rukách mladého chlapca, ktorému sa podarilo prepašovať za bezpečnosť. Vo svojej zvedavosti odstránil všetky prvky z doštičky a bohužiaľ nemáte schému. Do začiatku predstavenia zostáva iba 5 minút a musíte svoje vystúpenie zrušiť. Dav sa zblázni a v ich zúrivosti zničí značnú časť štadióna, čo spôsobí aj zrušenie hry. Mláďatá opäť prehrávajú v líčení a vyhrali nad svetovou sériou a môžu za to vy. Nedovoľte, aby sa vám stal tento silne zamotaný scenár: vždy urobte svoje projekty trvalé. Najprv po vybratí všetkých dielov z nespájkovanej dosky na chlieb položte na dosku PC a zistite, ako ich všetky zmestíte. Existuje niekoľko vecí, ktoré by ste mali mať na pamäti:

• Pokúste sa dosiahnuť, aby všetky vaše integrované obvody čelili rovnakým spôsobom. Tak môžete na prvý pohľad zistiť, či sú všetky správne namontované.
• Skrutkové svorky, zásuvky IC a drôtové konektory sú vaši priatelia. Ak sa niečo pokazí, chcete mať možnosť diely ľahko vybrať a vymeniť. Tiež možno budete musieť kanibalizovať svoj ArduinoBoy neskôr, aby ste postavili niečo iné. Pridanie zásuviek a ďalších konektorov vám to umožní ľahko.
• Dávajte pozor na priestor, s ktorým musíte pracovať. Udržujte diely v dostatočnej vzdialenosti od montážnych otvorov, aby ste na tieto miesta mohli ľahko dostať montážny materiál a nástroje. Tiež, ak dosku montujete na veľmi malý priestor, ako napríklad altónový plech, musíte mať na pamäti priestorové časti, ako sú gombíky. Možno budete musieť ponechať časti dosky čisté, aby malo tlačidlo vo vnútri puzdra voľný priestor.

Akonáhle máte všetko spájkované, je to jednoduchá záležitosť vŕtania a vyrezávania príslušných otvorov vo vašom prípade a montáže dosky s plošnými spojmi do neho. Ak používate kovové puzdro ako ja, uistite sa, že použijete kus papiera alebo niečo na lemovanie spodnej časti puzdra, aby nedošlo k skratovaniu žiadnej časti obvodu. Gumové podložky by boli tiež dobré.

Krok 6: Používanie ArduinoBoy

Ak je váš ArduinoBoy správne zostavený, nemal by sa správať inak ako akékoľvek iné vstupné zariadenie MIDI. Pri použití s mGB bude mať 5 oddelených MIDI kanálov. Kanály 1 a 2 sú generátormi stálych tónov, 3 je generátor tónov, ktorý v mojich obmedzených testoch vyzerá, že má trojtónový vzor (tón noty sa zmení pri každom hraní na tomto kanáli podľa vzoru), kanál 4 poskytuje basové zvuky (používajú sa ako bubon, basgitara alebo syntetizátor) a kanál 5 je hluk (najčastejšie sa používa v hrách GameBoy na výbuchy a tečúcu vodu).

Pripojte svoje MIDI výstupné zariadenie k portu pripojenému k optoizolátoru, ArduinoBoy k GameBoy a preprogramovateľnú kazetu k GameBoy. Nastavte svoj ArduinoBoy na režim mGB stlačením tlačidla, kým sa nerozsvieti LED dióda pripojená k digitálnej 8. Odteraz môžete svoj GameBoy používať ako MIDI nástroj. Úpravy generovaného zvuku je možné v GameBoy vykonať pomocou rozhrania mGB, konkrétne timbre, oktávy, kanála a notového útoku. Ostatné režimy ArduinoBoy sa používajú s inými programami na vytváranie čipov GameBoy, konkrétne s Nanoloop a LSDJ, a presahujú rámec tohto návodu.

Krok 7: Nástrahy, ktorým sa môžete vyhnúť

V priebehu dokončovania tohto projektu som urobil niekoľko konštrukčných a konštrukčných chýb, ktoré napriek tomu, že nemali nepriaznivý vplyv na výkon základnej funkcie ArduinoBoy, urobili stavbu náročnejšou a záverečnú prezentáciu trochu odfláknutú. Tu sú moje chyby a niekoľko bežných závad a spôsob, akým sa im môžete vyhnúť alebo ich napraviť. Práca s kovom Problém nie je v samotnom cíne, ale v nástrojoch, ktoré som mal k dispozícii pri príprave puzdra, a v tom, že som s tenkým plechom vykonal len veľmi málo práce. Najprv na prácu použite správny nástroj. Plechové nožnice, alebo aspoň tie, ktoré som použil, roztrhnú kov, a nie ho čisto rozrežú, pričom po sebe zanechajú ťažko odstrániteľné ostré hrany, ktoré nezostanú ploché v puzdre. Namiesto toho použite okusovač. Kedykoľvek je to možné, pri vŕtaní otvorov tiež vŕtajte vždy z cieľovej strany alebo zo strany, ktorú uvidíte najčastejšie (zvonku). Keď vŕtate dieru, pravdepodobne v nej zanecháte otrepy a spôsobí, že sa kov ohne do otvoru v smere, akým vŕtate. Vŕtaním zvonku necháte na vnútornej strane puzdra otrepy, vďaka čomu bude vonkajší vzhľad elegantnejší a bezpečnejší pre neprítomných ľudí. Prototypová rada Lacné materiály nie sú vždy najvhodnejšie na prácu. Prototypové dosky, ktoré som použil na stavbu svojho ArduinoBoy, pochádzali z RadioShacku a napriek tomu, že sú dokonale použiteľné, je ťažké ich spájkovať, pretože sú lacné. Žiadne priechodné otvory, takže spájka nie je nasávaná do otvorov, čo má za následok tieto veľké spájkovacie guľôčky na doske, ktoré nedržia spájkované časti na svojom mieste. Pokúste sa nájsť dosky s pokovovanými otvormi. Ak nemôžete, počul som, že malý tavičkový tmel rozmazaný do otvoru tesne pred spájkovaním vtiahne roztavenú spájku do otvoru, ako keby bol pokovovaný. Pokiaľ ide o lacné proto-dosky, majte na pamäti, že pretože spájka sa bude na vrchole len hromadiť, môžu byť náchylné na … Kraťasy Keď som skončil spájkovanie môjho ArduinoBoy, všimol som si, že LED diódy nesvietia správne. Problém nebol v mojom zapojení, to bolo perfektné, ale v mojom spájkovaní. Drobné, takmer neviditeľné množstvo spájky a prachu preklenulo medzery na doske, čím sa zabránilo rozsvieteniu niektorých LED diód a spojeniu ostatných LED diód. Ak sa vám to stane, spustite čepeľ noža medzi spájkovacími spojmi a dôkladne očistite pomocou špičiek q, papierových utierok a alkoholu. Super lepidlo Pokúste sa, ako môžete, nikdy nemôžete použiť super lepidlo bez toho, aby ste ho dostali na prsty. Len všeobecné varovanie pre všetkých. Nechápte ma zle, je to skvelá vec, keď sa dve časti musia rýchlo prilepiť a prilepiť, ale nikdy nepredpokladajte, že ju môžete používať bez lepenia prstov.

Krok 8: Kam odtiaľto pôjdem?

Máte problém začať s celou vecou skladania chiptune? Potrebujete inšpiráciu, tipy, triky a miesto, kde sa môžete predviesť svojou najnovšou melódiou? Na všetko, čo sa týka chiptunes, a teda aj retro hier, je 8bitcollective.com. Majú živú komunitu skladateľov chiptune, ktorí vám viac než ochotne pomôžu vo vašej kariére.

Chcete rozšíriť možnosti svojho ArduinoBoy? Váš ArduinoBoy má vstavanú funkciu, ktorú mGB v skutočnosti nevyužíva: MIDI výstup, konkrétne MIDI synchronizáciu. Nanoloop a LSDJ však nie sú kompatibilné iba s hardvérom ArduinoBoy, ale dokážu využiť aj túto nevyužitú funkciu, ktorá vám umožní synchronizovať zvuky vášho GameBoy s inými programovateľnými MIDI nástrojmi, ako sú bicie. Dobre, teraz ste úspešný skladateľ a interpret z oblasti chiptune, ale teraz vás čaká veľa koncertov a chcete čo najviac odľahčiť záťaž. Čo budeš robiť? Pokiaľ teda v porte používate iba MIDI ArduinoBoy, môžete jeho veľkosť výrazne zmenšiť. Jednoducho použite ako malý klon Arduina a nájdite a vynechajte port MIDI out. Koniec koncov, zdá sa, že to funguje pre trash80. Pokiaľ ide o mňa, snažím sa vykonať niekoľko vylepšení svojho prototypu a zároveň sa dozvedieť viac o tom, ako funguje a ako s ním môžem skomponovať skutočnú hudbu. Rozmýšľam nad navrhnutím niekoľkých dosiek plošných spojov v programe Eagle CAD pre dve rôzne verzie: jednu, ktorá používa súčiastky s otvormi a integrované obvody DIP, ako je táto, a druhú, ktorá používa komponenty na povrchovú montáž vždy, keď je to možné, aby som mohol vyskúšať pretavenie varnej platne spájkovacou metódou a urobte (dúfajme) najmenší plnohodnotný ArduinoBoy, aký bol kedy vyrobený. Predovšetkým, čokoľvek sa rozhodnete urobiť so svojim ArduinoBoy, bavte sa. Ak sa nebavíte, zrejme robíte niečo zle. Nezabudnite, že ako všetko ostatné v živote, ani skladanie chiptunes neznamená poraziť niekoho iného. Ide o to, poraziť seba, aby každá skladba, ktorú zložíte, bola lepšia ako tá posledná. Nikto sa nikdy nepreslávil tým, že robí niečo, čo nemiluje. Otázky? Komentáre? Návrhy na manželstvo? Vyhrážky smrťou? Uverejnite ich nižšie.