GamePi Zero - a estação de emulação favorável: 23 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Introdução:

Este instrutível descreve a construção de um console de emulação portátil equipado com Raspberry Pi Zero W.

É uma alteração do meu primeiro dispositivo portátil GamePi, que apresenta várias sugestões de alguns usuários:

• Mais barato: cerca de $ 40 (o primeiro custava $ 160).
• Ainda menor
• Alimentado por um Raspberry Pi Zero W em vez de um Pi 3 (um terço do preço).
• A entrada é controlada por um Arduino Micro Pro em vez de um Teensy LC (ainda mais barato).
• Alto-falantes estéreo (o primeiro é mono).
• Mais tempo de bateria.
• Botões de ombro.
• Joystick PSP em vez de grandes jocksticks do tipo playstation.
• Melhores dutos de botão.

Se você gosta de algo super acessível e simples, você deve dar uma olhada no GamePi XS - um console em um controlador.

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

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. Se você tiver alguma sugestão de melhorias, por favor me avise.

Etapa 1: Materiais e Ferramentas

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 fornecidos. Estes são exemplos e mostram as propriedades necessárias das peças.

Partes:

• Display - 4,3 "[$ 6,99]
• Raspberry Pi Zero W [$ 10,08]
• Cartão micro SD - 8 GB [$ 4,40]
• Arduino Pro Micro [$ 4,23]
• PowerBank - PROMIC 5000mAh [$ 7,99]
• Hub USB OTG [$ 1,64]
• Analog Stick PSP 1000 [$ 1,10]
• Chaves táteis de silicone x12 [$ 0,85]
• Chaves táteis x2 [$ 0,59]
• Placa de som - USB [$ 1,02]
• Amplificador digital (PAM8403) [$ 0,30]
• Alto-falante 1,5 W x 2 [$ 1,80]
• Entrada de áudio com interruptor [$ 0,80]
• Botão deslizante [$ 0,64]
• Conector USB feminino tipo A [$ 0,10]
• Entrada micro USB macho [$ 0,13]
• PCB de prototipagem - 6x8cm [$ 0,68]

Ferramentas:

• Rosca Tap (M2.5)
• Utilitários de solda
• Fios (por exemplo, LPT)
• Chaves de fenda
• Parafusos e porcas hexagonais
• Parafusos Torx (M2,5 x 8)
• Pistola de cola quente
• Impressora 3D ou serviço de impressão 3D

Etapa 2: impressão 3D do caso

Imprimi minha caixa com filamento PLA azul infinito e os botões e a placa de montagem do PCB em filamento PLA dourado. O PLA sai da impressora com uma qualidade decente - portanto, o pós-processamento não é necessário (imho) - mas é possível.

Se você tem uma impressora 3D com uma base menor ou nenhuma impressora, pode usar um serviço de impressão 3D ou me enviar uma mensagem - talvez eu esteja com vontade de imprimir para você. Você encontrará meu caso nesta página de design do thingiverse. Vou mantê-lo no thingiverse para evitar redundância.

Etapa 3: preparar a tela

Nesta etapa vamos preparar o display para a montagem.

Guarde estas peças:

• Painel de display
• Controlador de exibição
• Parafusos da caixa da tela

Siga estas etapas para desmontar a tela:

1. Remova os 4 parafusos na parte traseira do gabinete. Guarde os 4 parafusos.
2. Abra o caso.
3. Desconecte os cabos dos botões.
4. Retire a solda dos fios para sinal e energia do controlador de exibição.
5. Destrave e remova o cabo de fita do controlador de tela.
6. Remova com cuidado o controlador da tela do painel da tela. Ele é mantido no lugar por fita dupla-face.

Etapa 4: preparar a bateria

Nesta etapa vamos preparar a bateria para a montagem.

Guarde estas peças:

• Bateria e eletrônicos
• 2 parafusos que mantinham a eletrônica no lugar

Siga estas etapas para desmontar a bateria:

1. Remova o painel frontal usando uma chave de fenda.
2. Remova os 4 parafusos sob o painel frontal.
3. Abra a segunda placa.
4. Deslize para fora da caixa de metal.
5. Remova os 2 parafusos (sob a cola) que mantêm os componentes eletrônicos no lugar.
6. Empurre a bateria para fora da caixa de plástico. É mantido no lugar por fita dupla-face.

Etapa 5: preparar o hub USB

Nesta etapa, vamos preparar o hub USB para a montagem.

Guarde estas peças:

• PCB
• Todos os cabos

Siga estas etapas para desmontar o hub USB:

1. Remova as caixas de plástico de todas as peças.
2. Retire a solda de todos os fios.

Etapa 6: preparar a placa de som

Nesta etapa vamos preparar a placa de som para a montagem.

Guarde estas peças:

• PCB
• Entrada USB

Siga estas etapas para desmontar a placa de som:

1. Remova a caixa de plástico.
2. Retire a solda do conector USB.
3. Retire a solda do microfone e do conector de áudio.

Etapa 7: Botões (software)

Nesta etapa, queremos escrever o código de controle do botão no Arduino. O Arduino registrará os cliques do botão e o movimento do joystick e enviará os sinais para o Raspberry Pi via USB.

Instalando a Biblioteca:

Eu encontrei um bom instrutível pelo GAMELASTER que mostra como instalar as bibliotecas Arduino necessárias:

Vá para a Etapa 1: Instalando a Biblioteca

Carregue e escreva o Código:

• 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.

1. Conecte o Arduino ao seu PC (ele deve ser detectado automaticamente se você estiver usando o Windows).
2. Baixe o arquivo de código anexado.
3. Clique duas vezes no arquivo baixado. O IDE Arduino deve iniciar.
4. Selecione a placa Arduino (na barra de menus: Ferramentas> Placa> Arduino Leonardo).
5. Selecione a porta correta à qual o Arduino está conectado (na barra de menus: Ferramentas> Porta serial> COM x).
6. Escreva o código para o Arduino (na barra de menu: Sketch> Upload).
7. Ao terminar, desconecte a placa Arduino do PC.

Etapa 8: Botões (Hardware)

Agora queremos construir os controles (placa PCB + interruptores).

Corte a placa 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 da 3ª imagem (botões de ação e botões de direção).
• Você precisa de 2 peças da 4ª imagem (botões de ombro).
• Você precisa de 1 parte da 5ª imagem (botões iniciar / selecionar).
• 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 9: Caixa de Montagem - Parte Traseira

Não há muito o que fazer na parte de trás, se for o caso. Após esta etapa, sua capa traseira deve ficar parecida com a da foto.

Bateria:

1. Clique na bateria nos suportes.
2. Prenda a placa de circuito impresso da bateria com os parafusos de sua caixa anterior (use os mesmos orifícios).

Botões de ombro (R2 e L2):

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 10: Caixa de Montagem - Frente

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 e montagem de componentes:

1. Coloque o monitor em seu lugar (verifique a orientação).
2. Coloque a montagem do componente na tela (verifique a orientação).
3. Prenda a tela e a montagem do componente aparafusando os parafusos que você tirou da tela nos orifícios nos cantos da montagem do componente.

PCBs de botão e joystick:

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.
4. Remova a tampa do joystick.
5. Coloque o joystick em seu lugar.
6. Prenda o joystick com um pouco de cola quente.
7. Prenda a tampa de volta no joystick.

Botões de ombro (R1 e L1):

1. Coloque os botões de ombro em seus orifícios (verifique a orientação).
2. Prenda os botões de ombro com um parafuso sextavado M3x14.
3. Coloque um único soft switch em seu soquete.
4. Prenda o switch com cola quente (não cubra demais os pinos).

Etapa 11: Fiação

Vamos dividir a fiação em várias etapas - parte por parte.

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

• 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 12: Fiação: o Arduino Micro Pro

Vamos começar com o componente ao qual a maioria dos fios está conectada. Nesta etapa, você precisará soldar mais de 20 fios - viva.

Quando você terminar esta etapa, seu dispositivo deve ser semelhante ao da segunda imagem.

Certifique-se de ter concluído a "Etapa 3: Botões (Software)" e de ter escrito o código no Arduino.

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

Conecte os botões e joysticks:

• As imagens nesta etapa e na "Etapa 4: 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 ao joystick.
• Agora você pode conectar todos os fios de sinal aos botões.
• Ao conectar o joystick, verifique a identificação dos pinos e certifique-se de usar os corretos.
• O joystick usa dois potenciômetros - portanto, eles devem ser conectados à saída de energia de 5 V do Arduino.

Testando os controles (opcional):

Depois de escrever o código no Arduino e soldar todos os botões e o joystick, você pode testar os controles

1. Conecte o Arduino ao seu PC Windows usando um cabo USB.
2. O Windows deve detectar a placa Arduino automaticamente.
3. Pressione a tecla Windows + R para abrir a caixa de diálogo Executar.
4. Digite "joy.cpl" e pressione Enter.
5. Selecione a placa Arduino 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 sua fiação. Se nenhum deles funcionar, verifique o código. Se a própria placa Arduino não for reconhecida pelo Windows, reescreva o código para o Arduino.
8. Se os testes forem bem-sucedidos, desconecte o Arduino do PC.

Etapa 13: Fiação: Hub USB

Uma vez que a maioria dos próximos componentes serão conectados ao hub USB, vamos conectá-lo agora.

Quando você terminar esta etapa, seu dispositivo deve ser semelhante ao da segunda imagem.

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

Montagem:

1. Coloque o hub USB em seu slot rotulado.
2. Fixe-o com fita dupla-face.

De solda:

1. Conecte o conector micro USB fêmea para o Arduino (obtido do hub USB na "Etapa 5: Prepare o hub USB"), conforme mostrado na primeira imagem.
2. Conecte o conector USB fêmea para conexões externas (obtido do hub USB na "Etapa 5: Prepare o hub USB"), conforme mostrado na primeira imagem.

Etapa 14: Fiação: Componentes de som

Continue com os componentes de som.

Quando você terminar esta etapa, seu dispositivo deve ser semelhante ao da segunda imagem.

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

Montagem:

1. Coloque a placa de som e o amplificador em seus slots identificados.
2. Prenda os componentes com fita dupla-face.

De solda:

1. Conecte a placa de som ao hub USB, conforme mostrado na primeira imagem.
2. Conecte o amplificador à placa de som como visto na primeira imagem.
3. Conecte o conector de áudio estéreo ao amplificador, conforme mostrado na primeira imagem.
4. Conecte os alto-falantes ao conector de áudio estéreo, conforme mostrado na primeira imagem.

Montagem:

1. Passe o conector de áudio estéreo através de seu orifício dedicado na caixa impressa.
2. Prenda o conector de áudio estéreo com sua porca.
3. Deslize os alto-falantes em seus slots.

Etapa 15: Fiação: Circuito de energia

Agora vamos conectar todas as linhas de energia.

Quando você terminar esta etapa, seu dispositivo deve ser semelhante ao da última imagem.

Especialmente nesta etapa, é importante verificar duas vezes (e três vezes) a soldagem

De solda:

1. Conecte o conector USB macho (retirado da placa de som na "Etapa 6: Prepare a placa de som") à chave deslizante, conforme mostrado na primeira imagem.
2. Conecte o interruptor deslizante à placa controladora do monitor, conforme mostrado na primeira imagem.
3. Conecte a placa controladora do monitor ao Raspberry Pi, conforme mostrado na primeira imagem.
4. Conecte o conector micro USB fêmea (retirado da placa de som na "Etapa 5: Prepare o hub USB") ao conector micro USB macho, conforme mostrado na segunda imagem. (Fixe o conector fêmea micro USB usando cola quente).

Etapa 16: Fiação: Hub USB para Raspberry Pi

Nesta etapa, conectaremos o hub USB ao Raspberry Pi para que todos os componentes possam se comunicar entre si.

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

De solda:

Conecte o hub USB ao Raspberry Pi, conforme mostrado na imagem

Etapa 17: Fiação: Exibir no Raspberry Pi

… um único fio …

De solda:

Conecte a placa controladora do monitor ao Raspberry Pi, conforme mostrado na imagem.

Etapa 18: Fiação: Finalizar

Nesta etapa, queremos finalizar a fiação.

A imagem mostra como ficará o interior do dispositivo quando terminarmos.

1. Coloque o Raspberry Pi no lugar (veja a imagem) e prenda-o usando 4 parafusos torx M2, 5x8.
2. Conecte o conector USB macho na eletrônica da bateria.
3. Conecte o conector micro USB macho na eletrônica da bateria.

Feche o caso:

Ao fechar as duas peças da caixa, tome cuidado para que:

• nenhum fio está esmagado
• o Pi e os eletrônicos da bateria não tocam
• não há força necessária para fechá-lo.

Vede a caixa com 4 parafusos hexagonais M3x14.

Etapa 19: Instalando o software

Antes de colocar tudo junto, queremos cuidar primeiro da parte do software.

Nesta etapa, vamos baixar todo o software necessário e preparar o cartão SD usando a imagem RetroPie.

Software necessário:

• Baixe a imagem RetroPie pré-fabricada para o Raspberry Pi (o botão vermelho "Raspberry Pi 0/1"). 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 7-Zip- um arquivo / arquivador grátis. 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". Selecione a letra da unidade do cartão SD no menu suspenso "Dispositivo".
6. Clique no botão "Gravar" e espere até que a escrita termine.

Adicione suas credenciais de WiFi:

• Existem várias maneiras de conectar o Raspberry Pi Zero W à sua rede sem fio.
• Vamos usar aquele sem quaisquer periféricos adicionais:

1. Com o cartão SD ainda no seu PC, navegue até o cartão SD.
2. Crie um novo arquivo no cartão SD chamado "wifikeyfile.txt".
3. Abra o arquivo e adicione o seguinte código ao arquivo, em que "NETWORK_NAME" é o nome da sua rede sem fio (diferencia maiúsculas de minúsculas) e "NETWORK_PASSWORD" é a senha dessa rede (diferencia maiúsculas de minúsculas).
4. Salve e feche o arquivo.

ssid = "NETWORK_NAME"

psk = "NETWORK_PASSWORD"

Configurando o Video Ouput:

Como o display está conectado ao Pi via composto, precisamos ajustar a saída de vídeo.

1. Com o cartão SD ainda no seu PC, navegue até o cartão SD.
2. Abra o arquivo "config.txt" e adicione o seguinte código no final do arquivo.

#====================================================================

# GamePi Zero Video Config # ================================================ ============================ # # ---------- + ------------- ------------------------------------------- # sdtv_mode | resultado # ---------- + ------------------------------------- ------------------- # 0 | NTSC normal # 1 | Versão japonesa do NTSC - sem pedestal # 2 | PAL normal # 3 | Versão brasileira de PAL - 525/60 em vez de # ---------- + ---------------------------- ---------------------------- sdtv_aspect | resultado # ---------- + ------------------------------------- ------------------- # 1 | 4: 3 # 2 | 14: 9 # 3 | 16: 9 sdtv_mode = 2 sdtv_aspect = 3 framebuffer_width = 320 framebuffer_height = 240 overscan_scale = 1 overscan_left = 4 overscan_right = -14 overscan_top = -24 overscan_bottom = -18

Agora você pode remover o cartão SD do seu PC.

Etapa 20: Configurar RetroPie

É hora de inicializar tudo!

A primeira inicialização demora um pouco porque RetroPie tem que lidar com algumas tarefas de primeira inicialização (parece com as 2 primeiras imagens desta etapa).

Configurando a entrada:

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

Configure o WiFi:

1. No menu principal da estação de emulação (onde você seleciona os sistemas), selecione RETROPIE e pressione o botão A.
2. Selecione WiFi e pressione o botão A.
3. No novo menu, selecione "Importar credenciais wi-fi de /boot/wifikeyfile.txt" e pressione o botão A.
4. Aguarde até que a estação de emulação estabeleça uma conexão com sua WLAN.
5. Bem vindo a internet.

Configure o som:

1. No menu principal da estação de emulação (onde você seleciona os sistemas), selecione RETROPIE e pressione o botão A.
2. Selecione Áudio e pressione o botão A.
3. …..

Etapa 21: 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 22: Etapa final

Parabéns:

• Parabéns, você construiu seu próprio GamePi Zero.
• Divirta-se jogando alguns clássicos de todos os tempos.
• Mostre um pouco de amor e tenha um bom dia.
• Você também pode me dar dicas sobre o thingiverse, se desejar.

Etapa 23: Alterar histórico

19-ABR-2018:

Publicados

20-ABR-2018:

Adicione a descrição de como instalar as bibliotecas do arduino na "Etapa 7: Botões (Software)"

Primeiro prêmio no concurso de bolso