Construir um ArduinoBoy: 8 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

O GameBoy. Provavelmente você já teve um na infância. E mesmo que não o tenha feito, provavelmente você jogou com o GameBoy do seu melhor amigo, ou talvez tenha seu concorrente mais próximo, o Sega Game Gear ou Nomad. Pequenos dispositivos de jogos maravilhosos, mas agora que você está crescido, você já pensou no que vai fazer com eles agora? Mantenha-o no sótão para descobrir e mostrar aos seus filhos como era o jogo no século 20? Vender para um colecionador? Reviver memórias de jogo, voltando a Legend of Zelda: Link's Awakening pelo enésimo bazillon?

Você já pensou em transformá-lo em um instrumento musical? Timothy "trash80" Lamb é um compositor chiptune que mora atualmente em Los Angeles, Califórnia. Um compositor chiptune é uma pessoa que usa os CIs (circuitos integrados) geradores de som encontrados em consoles de videogame e dispositivos portáteis para criar música. O Sr. Lamb também é o criador de um dispositivo conhecido como ArduinoBoy; uma combinação de hardware e software de código aberto que pode transformar qualquer membro da família GameBoy com um slot de cartucho e uma porta de cabo de link em um gerador de som MIDI. Agora, deve-se notar que trash80 não foi o primeiro a criar tal sistema. Os dois grandes aplicativos caseiros do GameBoy usados por compositores de chiptune profissionais, Nanoloop e Little Sound Disk Jockey, ou LSDJ, já tiveram a capacidade de MIDI por algum tempo. O problema é que ambos os aplicativos dependem do hardware Microchip PIC para enviar e receber sinais MIDI. Sem desrespeito ao microcontrolador padrão da indústria de engenharia elétrica, mas o PIC é realmente uma peça de hardware profissional e pode ser meio intimidante para aqueles que não mexem com a eletrônica regularmente. Também há pouco ou nenhum suporte para usuários de sistemas operacionais menos populares quando se trata de programar esses dispositivos (o único pacote de desenvolvimento PIC oficial é para Windows, sem suporte para Linux ou Mac). Ao usar a plataforma Arduino, muito mais simples, no entanto, o ArduinoBoy contorna essas limitações, tornando muito mais fácil para um aspirante a compositor de chiptune construir as ferramentas de que precisa. Além disso, embora o ArduinoBoy tenha sido feito para funcionar com o programa gerador de som caseiro GameBoy do trash80, o mGB, ele também se dá muito bem com Nanoloop e LSDJ. Embora trash80 tenha compartilhado seu trabalho em uma página da web do Google Code, ele não tem instruções passo a passo sobre como fazer o seu próprio trabalho (está em sua lista de tarefas). Decidi ajudá-lo nesse aspecto. Embora não seja necessariamente um passo a passo, este Instructable deve dar uma ideia geral sobre o que fazer e mostrar algumas das minhas armadilhas para que você possa evitá-las.

Etapa 1: peças, ferramentas e código

Peças

• Um Arduino, Arduino genérico ou as peças para fazer suas próprias. Eu pessoalmente uso o kit Really Bare Bones Board do Modern Device Compay, que pode ser montado como está e anexado ao seu projeto usando soquetes de pino de placa de circuito fêmea, ou canibalizado por peças para tornar o Arduino uma parte permanente do projeto.
• Dois resistores de 220Ω, sete 2KΩ e um de 270Ω. Para este projeto, resistores de 1/4 ou 1/8 watts são ideais.
• Um opto-isolador 6N138.
• Um pequeno diodo de sinal 1N914. Não se surpreenda se você só puder comprá-los em quantidades de 10 ou mais.
• Um botão que só fica ligado quando o botão é pressionado. Para quem fala Engenheiro, esse é um botão SPST off- (on).
• Dois conectores DIN fêmea de 5 pinos de 180 graus. Certifique-se de obter esses conectores exatos. Existem muitos designs diferentes para conectores DIN e poucos, se houver, são compatíveis entre si.
• Quatro blocos de terminais de dois pinos. Embora você possa soldar todos os fios diretamente na placa de circuito impresso, o uso de blocos de terminais ou alguma outra forma de conectores tornará a montagem, desmontagem e canibalização de peças muito mais fácil.
• Uma placa de PC de uso geral.
• Um cabo de link GameBoy.
• Um dispositivo que pode fornecer saída MIDI, como um teclado ou um computador com o software e o adaptador necessários.
• Um cartucho GameBoy programável.
• Solda.
• Fio extra. Sólido para trabalho de placa de ensaio e fiação da placa de circuito impresso, trançado para fios que você espera mover com frequência.
• Um caso para enfiar tudo.
• Pilha de Miscelânea.

Ferramentas

• Ferro de solda.
• Bulbo, bomba ou pavio de desodificação. Apenas no caso de.
• Ferramenta de solda de mãos que ajudam.
• Óculos de segurança. Seus óculos não vão cortá-lo.
• Extintor de incêndio, ou pelo menos um copo d'água. Mais uma vez, por precaução.
• Cortadores de fio.
• Decapantes de arame.
• Alicate de ponta fina.
• Placa de ensaio sem solda.
• Programação ou cabo (s) USB para o Arduino e o cartucho GameBoy programável, se aplicável.
• Ferramenta rotativa e / ou qualquer outra coisa que você precise para fazer orifícios e ranhuras no caso de sua escolha.

Código Você vai precisar de dois códigos diferentes para este projeto, os quais podem ser encontrados na página do ArduinoBoy Google Code do trash80. Eles são encontrados no lado direito da página, sob o título Downloads apresentados. Você carregará o código do ArduinoBoy no Arduino, enquanto o mGB será carregado no cartucho programável do jogo.

Etapa 2: vamos examinar o esquema

Um esquema é, simplesmente, qualquer documento que descreve como um dispositivo mecânico ou elétrico é montado. Aquelas fotos do seu trator de gramado com todas as peças desmontadas com pequenas linhas pontilhadas mostrando como elas se encaixam? As plantas que o empreiteiro da sua casa ou apartamento estava tão obcecado? Esquemas; ambos.

No que diz respeito aos esquemas, o esquema do trash80 para o ArduinoBoy é muito mais colorido e não tem linhas retas, mas é perfeitamente legível. A menos que você seja completamente anal sobre as convenções de engenharia, você não deve ter problemas. Você pode querer imprimir isto, pois iremos nos referir a ele com frequência.

Etapa 3: teste de breadboard

Antes de chegarmos à construção real do ArduinoBoy pronto, primeiro queremos ter certeza de que todas as nossas peças estão boas. Para isso, usaremos nossa placa de ensaio sem solda, que nos permite criar conexões entre peças eletrônicas sem precisar soldá-las. É fácil. Basta olhar para o esquema e conectar as peças conforme mostrado.

Lembre-se de que existe uma seção de comentários em cada página. Se você travar em algo, poste abaixo e tentarei ajudá-lo da melhor maneira possível.

Etapa 4: primeiro teste

É hora de dois testes muito importantes: o teste de fumaça e o teste de função. O primeiro teste é bastante fácil. Simplesmente conecte seu GameBoy ao dispositivo, ligue o GameBoy e observe os LEDs do ArduinoBoy. Se o LED do pino 13 piscar brevemente, seguido pelos LEDs restantes acendendo em ordem sequencial, varrendo do pino mais alto para o mais baixo e voltando duas vezes, terminando com dois flashes dos LEDs ao mesmo tempo, então é provável que seu ArduinoBoy esteja funcionando pedido. Certifique-se também de testar o botão de seleção de modo. Ao pressioná-lo, o LED atualmente aceso deve desligar e o próximo na sequência acenderá. Se, em vez disso, as luzes se recusarem a acender, as peças parecerem anormalmente quentes ao toque, você vir ou sentir o cheiro de fumaça e / ou qualquer parte do circuito explodir ou pegar fogo, consulte o esquema, verifique novamente todos suas conexões e fiação, substitua os componentes danificados e execute o teste de fumaça novamente. O segundo teste é um pouco mais estressante, principalmente porque se alguma coisa der errado aqui, não será apenas o Arduino que ficará torrado. Carregue o mGB em seu GameBoy, conecte o ArduinoBoy em seu GameBoy e conecte a saída MIDI de seu dispositivo compatível com MIDI à entrada MIDI do ArduinoBoy instalado. Ligue o GameBoy e, em seguida, o dispositivo MIDI, mantendo o extintor de incêndio à mão para que não aconteça nada. Tente tocar algumas notas em seu dispositivo MIDI no canal 1, 2, 3, 4 ou 5. Se seu GameBoy fizer um barulho que lembra um instrumento ou um efeito sonoro, pule da cadeira, olhando para o céus, braços estendidos, berrando "ESTÁ VIVO" enquanto ria loucamente. Uma observação sobre os testes e o uso do ArduinoBoy: existem sites que oferecem arquivos MIDI gratuitos de músicas populares, e você será tentado, seriamente tentado, a usá-los tanto para testes quanto para suas sessões de composição. Resista a essa tentação. Em primeiro lugar, algumas das faixas MIDI oferecidas por esses sites não são bem feitas. Certa vez, encontrei uma cópia MIDI do "19-2000" do Gorillaz e um dos instrumentos não foi cortado ou desapareceu, então, eventualmente, este instrumento sobrecarregaria o resto dos instrumentos até que você parasse o player e o iniciasse novamente. Além disso, o uso dessas canções pré-fabricadas o incentiva a continuar usando as canções pré-fabricadas. Você não fará nada original. É melhor você aprender a compor sua própria música imediatamente.

Etapa 5: Solde tudo

Então, seu ArduinoBoy funciona. Bom, é hora de soldá-lo à placa de protótipo de circuito impresso. "Espera espera!" você está gritando para si mesmo. "Funciona muito bem agora e eu sei que terei cuidado com isso. Por que potencialmente bagunçar tudo? Por que se preocupar em soldar?" Está bem então. Mas pense nisso por um momento: você e seu ArduinoBoy fazem música excelente. Tão bom, na verdade, que você acaba transformando o chiptune em uma forma legítima de música. Você traz o chiptune para o mainstream. Você se torna famoso. Tão famoso, na verdade, que você foi convidado para jogar no Wrigley Field pouco antes dos Cubs entrarem em campo. Você ainda está usando seu ArduinoBoy com placa de ensaio. Você e a equipe estão preparando tudo da maneira certa, até que um de vocês perceba que o mais importante dos seus instrumentos musicais, o ArduinoBoy, desapareceu. Você finalmente o encontra nas mãos de um jovem que conseguiu passar furtivamente pela segurança. Em sua curiosidade, ele removeu todos os componentes da placa de ensaio e, infelizmente, você não tem um esquema à mão. Com apenas 5 minutos antes do show começar, você tem que cancelar sua apresentação. A torcida enlouquece e em sua fúria destrói um bom pedaço do estádio, fazendo com que o jogo também seja cancelado. Os Cubs perdem seu jogo de maquiagem e sua chance na World Series mais uma vez, e eles têm a culpa. Não deixe que esse cenário altamente complicado aconteça com você: sempre torne seus projetos permanentes. Primeiro, depois de remover todas as peças da placa de ensaio sem solda, coloque-as na placa do PC e descubra como você vai encaixá-las todas. Existem algumas coisas que você deve ter em mente:

• Tente fazer com que todos os seus ICs fiquem voltados da mesma maneira. Dessa forma, você pode dizer rapidamente se todos eles estão montados corretamente.
• Terminais de parafuso, soquetes de IC e conectores de fio são seus amigos. Se alguma coisa quebrar, você deseja remover e substituir as peças facilmente. Além disso, pode ser necessário canibalizar seu ArduinoBoy posteriormente para construir outra coisa. Adicionar soquetes e outros conectores pode permitir que você faça isso facilmente.
• Esteja atento ao espaço com o qual você precisa trabalhar. Mantenha as peças bem afastadas dos orifícios de montagem para que você possa levar ferramentas e ferramentas de montagem para esses locais facilmente. Além disso, se você estiver ajustando a placa em um espaço muito pequeno, como uma lata de Altoids, você precisa ter em mente que as partes do espaço, como os botões, ocupam. Pode ser necessário manter partes da placa desobstruídas para que o botão tenha espaço dentro do gabinete.

Depois de ter tudo soldado junto, é uma simples questão de perfurar e cortar os orifícios apropriados no caso de sua escolha e montar a placa de circuito dentro dele. Se você estiver usando uma caixa de metal como a minha, certifique-se de usar um pedaço de papel ou algo para forrar a parte inferior da caixa para que não cause curto-circuito em nenhuma parte do circuito. Arruelas de borracha também seriam uma boa ideia.

Etapa 6: usando seu ArduinoBoy

Seu ArduinoBoy, se montado corretamente, não deve se comportar de maneira diferente de qualquer outro dispositivo de entrada MIDI. Quando usado com mGB, terá 5 canais MIDI separados. Os canais 1 e 2 são geradores de tons estáveis, o 3 é um gerador de tons que parece ter um padrão de três notas em meus testes limitados (o timbre da nota muda cada vez que você toca neste canal, seguindo um padrão), o canal 4 fornece sons de baixo (use como bateria, baixo ou sintetizador) e o canal 5 é ruído (mais frequentemente usado em jogos GameBoy para explosões e água corrente).

Conecte seu dispositivo de saída MIDI na porta conectada ao opto-isolador, seu ArduinoBoy em seu GameBoy e seu cartucho reprogramável em seu GameBoy também. Configure seu ArduinoBoy para o modo mGB pressionando o botão até que o LED conectado ao digital 8 acenda. De agora em diante, você pode usar seu GameBoy como um instrumento MIDI. Ajustes no som gerado podem ser feitos no GameBoy usando a interface do mGB, especificamente, ataque de timbre, oitava, canal e nota. Os outros modos do ArduinoBoy são usados com outros programas de criação de chiptune do GameBoy, especificamente Nanoloop e LSDJ e estão além do escopo deste Instructable.

Etapa 7: armadilhas que você pode evitar

No decorrer da conclusão deste projeto, cometi alguns erros de design e construção que, embora não afetassem adversamente o desempenho da função central do ArduinoBoy, tornaram a construção mais desafiadora e a apresentação final um pouco desleixada. Aqui estão meus erros e algumas falhas comuns e como você pode evitá-los ou corrigi-los. Trabalho de caso de metal De todas as decisões de design que tomei, a decisão de usar uma lata de hortelã Altoids como caixa foi talvez a mais desastrosa. O problema não é com a lata em si, mas com as ferramentas de que dispus para preparar a caixa e com o fato de ter trabalhado muito pouco com chapas finas. Primeiro, use a ferramenta certa para o trabalho. Recortes de lata, ou pelo menos os que usei, rasgam o metal em vez de cortá-lo de maneira limpa, deixando para trás com força para remover as pontas afiadas que não permanecem achatadas no gabinete. Em vez disso, use um mordedor. Além disso, ao fazer furos, sempre faça do lado do acabamento, ou do lado que você verá com mais frequência (fora), sempre que possível. Quando você faz um orifício, é provável que deixe rebarbas no metal e faça com que o metal dobre no orifício na direção da perfuração. Ao perfurar do lado de fora, você deixa as rebarbas no interior da caixa, tornando a parte externa mais organizada e segura para pessoas distraídas. Placa de protótipo Os materiais baratos nem sempre são os melhores para se trabalhar. O protótipo de placas que usei para construir meu ArduinoBoy veio da RadioShack e, embora perfeitamente utilizáveis, são difíceis de soldar por sua própria natureza de serem feitas de baixo custo. Sem orifícios metalizados, então a solda não é sugada para dentro dos orifícios, resultando em grandes bolhas de solda na placa que não seguram completamente as peças soldadas no lugar. Tente o seu melhor para encontrar placas com orifícios cromados. Se você não puder, ouvi dizer que um pouco de fluxo de solda espalhado no orifício pouco antes da solda irá espalhar a solda derretida no orifício, como se fosse banhado. Sobre o assunto de protoplacas baratas, lembre-se de que, como a solda vai se acumular no topo, elas podem estar sujeitas a … Shorts Quando terminei de soldar meu ArduinoBoy, percebi que os LEDs não estavam acendendo corretamente. O problema não era minha fiação, que estava perfeita, mas minha solda. Pequenos, quase impossíveis de ver, quantidades de solda e poeira preenchiam as lacunas na placa, impedindo que alguns LEDs acendessem e prendendo outros LEDs uns nos outros. Se isso acontecer com você, passe uma lâmina de faca entre as juntas de solda e limpe bem com cotonetes, toalhas de papel e álcool isopropílico. Super cola Tente como você pode, você nunca pode usar super cola sem deixar um pouco em seus dedos. Apenas um aviso geral para todos que estão por aí. Não me interpretem mal, é ótimo quando duas partes precisam grudar e grudar rapidamente, mas nunca presuma que você pode usá-las sem colar os dedos.

Etapa 8: para onde vou a partir daqui?

Está tendo problemas para começar a compor o chiptune? Precisa de inspiração, dicas, truques e um lugar para mostrar sua música mais recente? Para todas as coisas do chiptunes e, por extensão, dos jogos retro, existe o 8bitcollective.com. Eles têm uma comunidade vibrante de compositores chiptune que estariam mais do que dispostos a ajudá-lo em sua carreira.

Quer expandir os recursos do seu ArduinoBoy? Seu ArduinoBoy tem uma função incorporada que o mGB não utiliza: saída MIDI, especificamente, sincronização MIDI. Nanoloop e LSDJ, no entanto, não são apenas compatíveis com o hardware ArduinoBoy, mas são capazes de usar esse recurso não utilizado, permitindo que você sincronize os sons do seu GameBoy com outros instrumentos MIDI programáveis, como bateria. Ok, agora você é um compositor e intérprete de chiptune de sucesso, mas agora você tem um monte de shows para ir e quer aliviar a carga o máximo possível. O que você vai fazer? Bem, contanto que você esteja usando apenas o MIDI do ArduinoBoy na porta, você pode reduzir drasticamente seu tamanho. Basta usar um clone do Arduino tão pequeno que você possa encontrar e deixar de fora a porta de saída MIDI. Afinal, parece funcionar para o trash80. Quanto a mim, estou procurando fazer algumas melhorias no meu protótipo enquanto, simultaneamente, aprendo mais sobre como ele funciona e como posso compor alguma música real com ele. Estou pensando em projetar algumas PCBs em Eagle CAD para duas versões diferentes: uma que usa componentes de orifício e ICs de pacote DIP, como este, e outra que usa componentes de montagem em superfície sempre que possível, para que eu possa experimentar o refluxo da placa de aquecimento soldar e fazer (com sorte) o menor ArduinoBoy completo já feito. Acima de tudo, divirta-se o que quer que você decida fazer com seu ArduinoBoy. Se você não está se divertindo, obviamente está fazendo algo errado. Lembre-se de que, como tudo na vida, compor chiptunes não é vencer outra pessoa. É sobre se bater, fazer cada música que você compõe melhor do que a anterior. Ninguém nunca ficou famoso por fazer algo que não amava. Perguntas? Comentários? Propostas de casamento? Ameaças de morte? Poste-os abaixo.