GamePi - o console do emulador portátil: 17 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Introdução:

Este instrutível descreve a construção de um console de emulação portátil com tecnologia Raspberry Pi 3 - eu batizei-o de GamePi.

Existem muitos instructables semelhantes para esses dispositivos, mas, para o meu gosto, a maioria deles é muito grande, muito pequena, muito complicada ou simplesmente não gosto da aparência.

Esta é a segunda versão do meu dispositivo GamePi (não escrevi um instrutível para a primeira). A principal diferença entre o antigo e este são os joysticks analógicos e algumas pequenas melhorias.

Se você gosta do GamePi confira minha página AraymBox para outras versões e os próximos dispositivos. Você também pode postar ideias sobre como melhorar o design - é só me informar

Outras versões:

• No thingiverse você pode encontrar uma versão atualizada deste GamePi - Versão 2.1. Ele combina todas as coisas boas do meu outro dispositivo.
• Confira minha nova alternância deste GamePi - o GamePi Zero. É mais barato, menor e mais leve.
• Se você gosta de algo super acessível e simples, você deve dar uma olhada no GamePi XS - um console em um controlador.

Observação:

Observe que o inglês não é minha primeira língua. Se você encontrar algum erro ou algo não estiver claro, sinta-se à vontade para me dizer e tentarei consertar. O mesmo vale para erros gerais.

Este é o meu primeiro instrutível, então se você tiver alguma sugestão de melhorias, por favor me avise.

Etapa 1: Ferramentas e materiais

Certifique-se de ter tudo o que precisa para a construção. Não há nada mais chato do que parar seu projeto porque você tem que esperar que uma pequena parte seja entregue.

Você não precisa comprar as peças e materiais listados nos links da Amazon. Estes são exemplos e mostram as propriedades necessárias das peças.

Partes:

• 1x Display - 5 "Touch-LCD
• 1x Raspberry Pi 3 Modelo B
• 1x cartão micro SD - 16 GB (o tamanho é com você)
• 1x Teensy LC
• 1x PowerBank
• 12x botão tátil suave
• 2x botão tátil
• 1 amplificador digital - PAM8403
• 1x conector de áudio com interruptor
• 1x alto-falante 1,5 W
• 1x interruptor deslizante
• 1x conector fêmea USB tipo A
• 1x conector fêmea micro USB tipo B
• 2x Joystick Breakout Module
• 1x Potenciômetro B103 10K 16x2mm
• 1x PCB de prototipagem

Consumíveis:

• Parafusos e porcas sextavadas (M3)
• Parafusos Torx (M2,5 x 8)
• Fios (por exemplo, LPT)
• Spray de primer
• Tinta spray
• Massa de madeira (branca)

Ferramentas:

• Rosca Tap (M2.5)
• Brocas (M2 e M3)
• Esponjas de Lixar
• arquivos
• Utilitários de solda
• Chaves de fenda
• Furar
• Pistola de cola quente
• Impressora 3D ou serviço de impressão 3D

Etapa 2: impressão 3D do caso

Eu projetei o caso para ser o mais simples e pequeno possível. Existe apenas o mínimo de peças simples: frente e verso do case e botões.

A frente e a traseira da caixa se encaixam perfeitamente em uma mesa de impressora 3D de 20x20 cm se você girá-la 45 graus.

Imprimi minha caixa com filamento ABS preto. Gosto de imprimir com ABS porque adoro as possibilidades de pós-processamento. Você pode lixar, cortar, pintar e o mais importante, você pode colar ou fixar usando acetona.

Se você tem uma impressora 3D com uma base menor ou nenhuma impressora, você pode usar um serviço de impressão 3D como Hubs 3D, Thingiverse, Pinshape, etc. para imprimir as peças para você por algum dinheiro. Ou mande um PM - talvez eu esteja com vontade de imprimi-lo para você.

Você encontrará todas as peças 3D necessárias nesta página de design da thingiverse. Vou mantê-los no thingiverse para evitar redundância.

Etapa 3: Pós-processamento de impressão 3D (caso)

Dependendo do seu gosto, esta etapa é opcional.

As peças impressas em 3D não são perfeitas - elas têm pequenas rachaduras, orifícios, bolhas, camadas visíveis, etc. Se você deseja uma aparência brilhante e lisa decente, você precisa dar um passo extra e pós-processar as peças.

Aqui estão as etapas que fiz:

1. Limpe os furos dos parafusos:

Use as brocas M2 e M3 e limpe os orifícios para os parafusos.

2. Limpe os orifícios e bordas:

Use a lima apropriada para limpar todos os orifícios e bordas.

3. Lixe a caixa à frente e atrás:

• corrida 1: use uma lixa de grão 120
• corrida 2: use lixa de grão 240
• corrida 3: use lixa de grão 600
• corrida 4: use a esponja de lixa extrafina úmida

4. Limpe as peças:

Lave as peças com água limpa e deixe-as secar

5. Pinte:

1. Pulverize uma fina camada de primer de tinta. Deixe secar por 24 horas.
2. Verifique a superfície.
3. Pulverize uma fina camada de tinta. Deixe secar por 24 horas.
4. Lixe a superfície com uma esponja de lixa extra fina seca
5. Pulverize uma fina camada de tinta. Deixe secar por 24 horas.

Etapa 4: Pós-processamento de impressão 3D (botões)

Dependendo do seu gosto, esta etapa é opcional.

Aqui estão as etapas que executei para fazer com que os botões impressos tenham a mesma aparência das imagens:

Lixar:

• Lixe todos os botões usando uma lixa de grão 240.
• Lixe todos os botões usando lixa de grão 600.

Rótulos:

• Preencha as etiquetas "gravadas" com o enchimento de madeira branco usando os dedos.
• Deixe o enchimento secar por 24 horas.
• Remova o excesso de enchimento usando uma lixa de grão 240 e 600.

Terminar:

• Limpe as peças com um pano úmido.
• Pulverize uma fina camada de verniz transparente nos botões.
• Deixe o verniz transparente secar por 24 horas.

Etapa 5: Botões (software)

Nesta etapa, queremos escrever o código de controle do botão para o Teensy LC. O Teensy registrará os cliques do botão e o movimento do joystick e enviará os sinais para o Raspberry Pi via USB.

Instale o Framework

• Para compilar o código e gravá-lo no Teensy, você precisará do Arduino Framework e dos arquivos de suporte do Teensyduino.
• Siga este tutorial para instalar ambos.

Carregue e escreva o código

• Conecte o Teensy LC ao seu PC (ele deve ser detectado automaticamente se você estiver usando o Windows).
• Baixe o arquivo de código anexado.
• Clique duas vezes no arquivo baixado. O IDE arduino deve iniciar.
• Selecione a placa Teensy LC (na barra de menu: Ferramentas> Placa> Teensy LC)
• Selecione a porta correta à qual o Teensy está conectado (na barra de menus: Ferramentas> Porta serial> COM x)
• Se você conectar os botões como mostrado na imagem, você pode usar o código em anexo.
• Se você conectar os botões de qualquer outra forma, precisará modificar o código anexado.
• Escreva o código para o Teensy LC (na barra de menu: Sketch> Upload).

Etapa 6: Botões (Hardware)

Agora queremos construir os controles e conectá-los ao Teensy.

Corte o PCB

• Use algum tipo de serra (usei uma faca de pão) para cortar o PCB de dupla face.
• Você pode ver o tamanho das peças necessárias nas fotos (conte os furos).
• Você precisa de 2 peças de cada PCB (cruz, botão, Iniciar / Selecionar PCB).
• Perfure cuidadosamente os orifícios de montagem de 3 mm (veja as imagens para localização) em cada PCB.

Solde os interruptores para os PCBs

• Use os interruptores táteis de clique rígido para os PCBs do botão Iniciar e Selecionar e os interruptores táteis macios para todos os outros PCBs.
• Insira as pernas dos interruptores nos orifícios corretos do PCB (veja as fotos).
• Verifique a posição correta.
• Solde as pernas na parte de trás dos PCBs.

Etapa 7: Montagem

Depois de terminar todos os PCBs, agora você pode montar o dispositivo.

Após esta etapa, sua construção deve ser semelhante à da imagem.

Enroscando os soquetes dos parafusos:

1. Use a broca M2 para limpar os orifícios dos parafusos.
2. Use o macho de rosca M2.5 e corte lentamente a rosca nos orifícios. (Você pode pular esta etapa se não tiver a torneira de rosca, mas tenha cuidado ao apertar os parafusos, pois os soquetes de plástico podem quebrar se for aplicada muita força.)

Exibição:

1. Conecte o display ao raspberry pi de acordo com o manual do display (conecte a barra GPIO, conecte o conector HDMI).
2. Deslize os dois "bicos" superiores (veja a imagem) da tela nos dois orifícios na parte superior da caixa.
3. Prenda a tela aparafusando para abaixar dois "bicos" da tela para a caixa.

PCBs de botão e joysticks:

1. Coloque os botões em seus orifícios.
2. Coloque os PCBs nos soquetes de acordo com a figura e aperte os parafusos torx M2.5x8.
3. Tenha cuidado, pois os encaixes de plástico podem quebrar se for aplicada muita força.

Etapa 8: Fiação

As etapas a seguir descrevem como as peças individuais estão sendo conectadas.

Depois de todas as etapas de fiação, seu dispositivo deve gostar do que está na imagem.

• Eu gosto de usar os fios simples dentro de cabos LPT (ou cabos paralelos). Existem 25 fios nesse cabo - eles são codificados por cores e são muito baratos.
• Ao soldar, gosto de aplicar solda no fio e na placa de circuito impresso primeiro. Desta forma, leva um pouco mais de tempo, mas é mais fácil quando se trabalha em caixas / gabinetes menores.

Etapa 9: Fiação: Teensy LC

Vamos começar com o componente ao qual a maioria dos fios está conectada. Nesta etapa, você precisará soldar mais de 27 fios - viva.

Sempre verifique duas vezes (e três vezes) a sua solda

Conecte os botões e joysticks:

• As imagens nesta etapa e na Etapa 6: Botões (hardware) mostram todos os pontos de fiação.
• Comece com a linha de terra. A linha de aterramento é conectada a todos os botões e joysticks.
• Agora você pode conectar todos os fios de sinal aos botões.
• Ao conectar os joysticks, verifique a identificação dos pinos e certifique-se de usar os corretos.
• Cada joystick usa dois potenciômetros - portanto, eles devem ser conectados à saída de energia de 3,3 V do Teensy LC.
• Se você quiser testar os controles primeiro, não conecte o Tennsy LC ao Rasperry Pi ainda.

Testando os controles (opcional):

• Depois de escrever o código no Teensy LC e soldar todos os botões e joysticks, você pode testar os controles.
• !!! Certifique-se de que ainda não conectou o Teensy LC ao Raspberry Pi. Se você já o desconectou. !!!

1. Conecte o Teensy LC ao seu PC com Windows usando um cabo USB.
2. O Windows deve detectar o Teensy LC e instalá-lo como um joypad / gamepad.
3. Pressione a tecla Windows + R para abrir a caixa de diálogo Executar.
4. Digite "joy.cpl" e pressione Enter.
5. Selecione o Teensy e clique em Propriedades.
6. Pressione qualquer um dos botões e veja se algo acontece na guia Teste.
7. Verifique todos os botões. Se alguns deles não estiverem funcionando, verifique a fiação. Se nenhum deles funcionar, verifique o código. Se o Teensy LC não for reconhecido pelo Windows, reescreva o código para o Teensy.
8. Se os testes forem bem-sucedidos, desconecte o Teensy LC do PC.

Conecte o Teensy LC ao Raspberry Pi:

• Soldei o Teensy diretamente nos pinos USB do Raspberry Pi. Desta forma, economiza-se muito espaço, que seria desperdiçado por cabos USB.
• Use a imagem para conectar o Teensy e o Pi.

Etapa 10: Fiação: Som

Nesta etapa, conectaremos o amplificador PAM8403, o controle de volume, o conector de áudio comutado e o alto-falante.

Com esta configuração, você tem a possibilidade de controlar o volume com a roda de hardware e redirecionar o som do alto-falante para os fones de ouvido, se estiverem conectados.

Ou, se desejar, você pode omitir a roda de volume e o conector de áudio. Desta forma, você deve controlar o volume usando uma solução de software no Pi. Mas, por enquanto, continuamos com a configuração completa de recursos.

De solda:

• Solde os fios de acordo com a foto.

• Esta configuração não usa o conector de áudio do Pi para economizar espaço. Solde os fios de áudio diretamente nos blocos de teste de Pi:

  • aterramento de áudio (linha preta na imagem) é soldado ao PP6
  • canal esquerdo (linha verde na imagem) é soldado ao PP25
  • canal direito (linha azul na imagem) é soldado ao PP26
• O amplificador precisa de 5V de energia. Solde-o no pino 5V GPIO e no pino terra do Raspberry Pi (veja a imagem).
• !!! Verifique a polaridade !!!

Instale os componentes de som:

• Coloque o conector de áudio comutado em seu orifício de montagem e prenda-o com a porca.
• Use cola quente para colar a roda de volume na parede da caixa de forma que uma parte da roda fique para fora da frente da caixa. Não use muita cola que a roda deve girar.
• Coloque fita adesiva em todo o amplificador para isolá-lo e encaixá-lo entre o visor e o Raspberry Pi.
• Instale o alto-falante em qualquer lugar que sobrar.

Etapa 11: Fiação: Porta USB externa

Para a parte mais fácil da fiação, vamos adicionar o conector USB externo.

Esta porta USB externa no case é bastante útil se você quiser adicionar periféricos adicionais como um teclado, um segundo controlador para o jogador dois ou algo mais rodando via USB.

De solda:

Bem… conecte o conector USB de acordo com a imagem

Instale o componente:

• Insira o conector USB em seu orifício na caixa do GamePi.
• Conecte algum dispositivo USB (deve ser um consumidor, por exemplo, um teclado ou pen drive) para que a cola não escorra para a porta.
• Use cola quente para prender o conector USB. Não use muita cola, pois pode entupir a tomada.

Etapa 12: Fiação: Energia

Agora vamos adicionar um pouco de energia ao sistema.

Nesta etapa, você deve verificar sempre que possível a polaridade dos fios soldados.

Desmonte o PowerBank:

• Desmontar o powerbank é fácil, pois o case é bastante fino.
• Use uma chave de fenda ou esmague a caixa contra o chão para abri-la.
• Remova a bateria e os componentes eletrônicos.
• Retire a solda da bateria da parte eletrônica.

De solda:

• Conecte todos os componentes, exceto a bateria, de acordo com a imagem.

• Novamente, esta configuração não usa o conector micro USB do Pi para economizar espaço. Solde os fios do interruptor deslizante diretamente para os blocos de teste de Pi. Existem vários pontos de solda onde poderíamos alimentar o Pi com 5V, por exemplo, os pinos GPIO - mas vamos usar o primeiro ponto possível após o conector USB de alimentação do Pi. Desta forma, os 5 Volts de entrada têm que passar por um fusível e o Pi fica protegido se algo de ruim acontecer:

  • o fio positivo de 5 V (linha vermelha na imagem) é soldado ao PP2.
  • o fio negativo GND (linha preta na imagem) é soldado ao PP5.
• !! Antes de adicionar a bateria, verifique a polaridade em cada componente. !!
• Adicione a bateria.

Instale os componentes de energia:

• Os componentes eletrônicos do powerbank já devem estar montados na parte traseira do gabinete do GamePi.
• Insira o conector micro USB em seu orifício na caixa do GamePi.
• Use cola quente para proteger o conector micro USB. Não use muita cola, pois pode entupir a tomada.
• Insira a chave deslizante em seu orifício na caixa do GamePi.
• Use cola quente para prender o interruptor deslizante. Não use muita cola.
• Use cola quente para colar a bateria na parte de trás da tela. Não use muita cola.

Etapa 13: Instalando RetroPie

Como a parte de hardware deste projeto foi concluída, podemos agora dar uma olhada no software.

Nesta etapa, vamos baixar todo o software necessário, gravar a imagem RetroPie no cartão SD, iniciar e configurar a estação de emulação.

Software necessário:

• Baixe a imagem RetroPie pré-fabricada para o Raspberry Pi (o botão vermelho "Raspberry Pi 2/3"). Este é basicamente o sistema operacional deste console. Claro que você pode usar o que quiser no Pi - existem dezenas de outras soluções.
• Baixe e instale o 7-zip - um arquivo / arquivador gratuito. Precisamos dele para descompactar o arquivo de imagens RetroPie.
• Baixe e instale o formatador de cartão de memória SD. Como o nome diz, esta ferramenta formata cartões de memória SD.
• Baixe o Win32 Disk Imager. Precisamos dessa ferramenta para gravar a imagem descompactada da RetroPie no cartão SD.

Preparando o cartão SD:

1. Conecte o cartão SD em seu PC com Windows.
2. Certifique-se de que o Windows detecte o cartão.
3. Abra "Meu Computador" ou "Este Computador" ou o Windows Explorer e lembre-se da letra da unidade do cartão SD. No meu caso, era F: (difere de sistema para sistema). Certifique-se de que é realmente a letra do cartão e não alguns de seus discos rígidos.
4. Inicie o SDFormatter.exe, selecione a letra da unidade no menu suspenso "Unidade:" e clique no botão Formatar.
5. Quando a formatação terminar, feche o SDFormatter com o botão Sair e desconecte o cartão SD.

Grave a imagem RetroPie no cartão SD:

1. O arquivo RetroPie baixado deve ser denominado algo como "retropie *.img.gz".
2. Depois de instalar o 7-zip, clique com o botão direito no arquivo RetroPie e selecione 7-Zip no menu de contexto. Selecione "Extrair aqui" e aguarde o término da descompactação.
3. Conecte o cartão SD em seu PC com Windows. Certifique-se de que o Windows detecte o cartão e lembre-se novamente da letra da unidade do cartão SD.
4. Inicie o Win32 Disk Imager.
5. Selecione a imagem RetroPie descompactada no campo "Arquivo de imagem".
6. Selecione a letra da unidade do cartão SD no menu suspenso "Dispositivo".
7. Clique no botão "Gravar" e espere até que a escrita termine.

Configure a tela:

1. Com o cartão SD conectado ao PC, navegue até o conteúdo do cartão.
2. Abra o arquivo "config.txt".
3. Anexe as seguintes linhas ao final do arquivo, salve o arquivo e desconecte o cartão SD:

max_usb_current = 1

hdmi_group = 2 hdmi_mode = 87 hdmi_cvt 800 480 60 6 0 0 0 hdmi_drive = 1 display_rotate = 2 lcd_rotate = 2

Etapa 14: Configurando RetroPie

É hora de inicializar tudo!

1. Insira o cartão SD no Raspberry Pi e deslize o botão liga / desliga.
2. Aguarde até que a estação de emulação apareça e peça para "Configurar a entrada".
3. Siga as instruções na tela e mapeie seus botões.
4. Agora vamos definir algumas configurações básicas.

Configure o WiFi:

1. Conecte um teclado à porta USB externa do GamePi.
2. No menu principal da estação de emulação (onde você seleciona os sistemas), selecione RETROPIE e pressione o botão A.
3. Selecione WiFi e pressione o botão A.
4. No novo menu, selecione "Conectar à rede WiFi" e pressione o botão A.
5. Selecione seu SSID (nome da rede WiFi).
6. Digite sua senha WiFi usando o teclado anexo.
7. Bem vindo a internet.

Atualizar RetroPie:

Esta etapa demora um pouco - certifique-se de que a bateria do GamePi está totalmente carregada ou ela pode morrer durante a atualização (aconteceu comigo - não é legal).

As atualizações serão carregadas da Internet, portanto, certifique-se de configurar o WiFi do GamePis.

1. No menu principal da estação de emulação (onde você seleciona os sistemas), selecione RETROPIE e pressione o botão A.
2. Selecione "CONFIGURAÇÃO RETROPIE" e pressione o botão A.
3. No novo menu, selecione "Atualizar RetroPie-Script" e pressione o botão A.
4. Selecione OK algumas vezes e pressione o botão A.
5. Selecione "Atualizar" e pressione o botão A.
6. Quando a atualização perguntar se você deseja "[…] atualizar o sistema operacional subjacente […]", selecione Sim e pressione o botão A.
7. Aguarde até que a atualização termine - leva cerca de 20 minutos no meu caso.
8. Após a conclusão da atualização, selecione OK e pressione o botão A.
9. Selecione Sair e pressione o botão A. Aguarde até que a estação de emulação seja reinicializada.

Etapa 15: Adicionar jogos

Para jogar jogos emulados, precisamos primeiro desses jogos.

Obtendo Roms (os jogos … como arquivos):

• Não vou descrever onde conseguir as roms para os emuladores porque, pelo que entendi, isso é uma espécie de zona cinzenta legal.
• Use o google para encontrar sua rom favorita - há muitos sites que as oferecem. Basta pesquisar algo como "Mario Kart Super Nintendo Rom".

Transfira Roms para o GamePi:

• Existem três métodos principais de transferência de ROM.
• Estamos optando pelo mais fácil: Samba-Shares:

1. Ligue o GamePi e espere até que ele inicialize completamente.
2. Certifique-se de ter conectado o GamePi ao seu WiFi.
3. Abra um Windows Explorer (uma pasta que não seja o Internet Explorer).
4. Digite "\ RETROPIE / roms" no campo de endereço da pasta e pressione Enter. Você agora está em uma pasta compartilhada do GamePi.
5. Copie sua ROM baixada para o diretório correto do emulador. Por exemplo: se você baixou a rom "Super Mario Kart" para o Super Nintendo, copie a rom para a pasta SNES.
6. Reinicie a estação de emulação (pressione o botão Iniciar no menu principal, selecione SAIR, selecione REINICIAR ESTAÇÃO DE EMULAÇÃO).
7. Após a reinicialização, o novo sistema e o jogo devem estar visíveis no menu principal.

Etapa 16: a etapa final

Se tudo deu certo, você pode fechar o gabinete do GamePi e fixá-lo com 4 parafusos hexagonais M3x18.

Parabéns:

• Parabéns, você construiu seu próprio GamePi.
• Divirta-se jogando alguns clássicos de todos os tempos.
• Mostre um pouco de amor e tenha um bom dia.

Etapa 17: Alterar histórico

02-MAR-2018:

Alguns links corrigidos na etapa "Ferramentas e materiais"

02-MAR-2018:

Adicionado vídeo de demonstração

20-MAR-2018:

Link de troca de slides corrigido na "Etapa 1: Ferramentas e materiais"

28-MAR-2018:

Adicionada oferta para imprimir a caixa em 3D na "Etapa 2: Impressão em 3D da caixa"

20-ABR-2018:

• Adicionados links para GamePi XS e GampePi Zero.
• Adicionada nova imagem de título.