Màquina arcade modular: 12 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Els meus dos nois i jo volíem construir una màquina arcade, però no vam poder decidir quin tipus construir entre un armari complet, un taulell de barra o una consola d’estil de lluita per connectar-lo a un televisor. Finalment, se’ns va ocórrer que podríem construir els tres com una solució modular amb mòduls que es poden utilitzar de forma individual o combinats segons es desitgi.

A causa del disseny senzill i l'elecció dels components, també és una construcció bastant econòmica en comparació amb molts projectes de màquines d'arcade domèstiques i hauríeu de ser capaços d'aconseguir per menys de 200 € / $ en materials. Ja tenia la majoria de materials de fusteria i electrònica instal·lats, de manera que fins ara he gastat menys de 100 €.

Pas 1: disseny

El concepte bàsic de disseny és un sistema arcade de dos jugadors format per un conjunt de mòduls independents que tenen una funció individual i que es complementen mútuament quan es cargolen.

• El mòdul de control conté tots els controls i components electrònics de control, inclosos els controladors USB. Aquest mòdul es pot utilitzar amb un controlador d'estil de lluita connectat a una consola o Raspberry PI.
• El mòdul de visualització allotja la pantalla i el Raspberry PI (o SBC que seleccioneu) i es pot utilitzar independentment com a equip "tot en un" o connectat al mòdul de control per formar una unitat arcade bartop.
• El mòdul Stand actua com a unitat d’emmagatzematge en mode autònom i, combinat amb el bartop, forma una màquina arcade stand-up completa.

Vam intentar que el disseny fos tan senzill i funcional com sigui possible prenent algunes pistes de disseny dels jocs vintage (de sobretaula) dels anys 70 i 80 i evitant elements no funcionals, com ara la carpa il·luminada i el modelat en T que es troba a molts armaris. Per descomptat, podeu modificar el disseny per afegir-hi aquests elements si ho desitgeu.

Vaig decidir un disseny de botons bastant clàssic que semblava recordar de les arcades de la meva joventut amb un grup de botons "de sis rectes" al costat de cadascun dels joysticks (StreetFighter2 FTW). Vaig col·locar els botons d'inici i selecció al tauler frontal per atendre l'emulació de la consola, així com les tasques d'entrada de monedes i de selecció de reproductors. També vaig col·locar un botó a cada costat per als jocs de pinball. Per descomptat, podeu modificar el disseny segons els vostres propis gustos i els mètodes d’entrada desitjats, per exemple. boles de pista. filadors ponderats, etc.

Vaig fer un esbós inicial de concepte aproximat de la unitat de la part superior de la barra en paper i després vaig recrear models correctes a escala a SketchUp: vegeu els fitxers adjunts de cadascun dels mòduls i combinacions.

Vaig basar les dimensions al voltant d’un monitor de pantalla ampla de 19 polzades que vaig comprar de segona mà per 10 €. Això va donar com a resultat una amplada total de l’armari de 500 mm deixant uns 30 mm de joc per si necessitava canviar el monitor.

Consulteu els fitxers SketchUp per obtenir mesures exactes de totes les dimensions. Quan tallava un panell o forat específic, utilitzava l’eina de cinta mètrica a SketchUp per mesurar la dimensió del model abans de marcar els talls del material de construcció.

Pas 2: eines i materials per treballar la fusta

ADVERTÈNCIA: ÚS DE PRECAUCIÓ I EQUIP DE SEGURETAT ADEQUAT AL FUNCIONAR EINES DE POTÈNCIA

Eines

• Tornavís i cargols
• Serra de taula o serra circular
• Trencaclosques
• Broques i broques diverses, inclosa la serra de 28 mm per als botons
• Paper de vidre
• Punta de cantonada i arrodoniment

Materials

• Fulls de MDF de 19 mm (3/4 ")
• Fulls de MDF de 6 mm (3/4 ")
• Suports angulars (he utilitzat alguns de plàstic molt útils; vegeu les fotos de la construcció)
• Farcidor de fusta
• Pinteu (per obtenir més informació, vegeu els passos "Finalitzar" més endavant)

Pas 3: construcció del mòdul de control

Vaig començar el mòdul de control tallant els laterals del MDF de 19 mm en funció de les dimensions del model SketchUp.

A continuació, vaig tallar els panells frontal i posterior. Vaig marcar els bisells d’aquests panells col·locant-los contra els costats i marcant l’angle amb un llapis i després unint les marques a banda i banda amb una vora recta. Després el vaig tallar a la vista a la serra de taula i vaig acabar amb paper de vidre. Estic segur que hi ha una millor manera de fer-ho amb més eines i / o millors habilitats, però això va funcionar bé per a les meves necessitats i no va trigar gaire.

Després vaig tallar els forats laterals i els botons laterals i vaig connectar tots els panells amb els suports angulars i els cargols. Inicialment vaig planejar utilitzar cola, però les meves proves amb enganxar a una vora tallada de MDF semblaven indicar que això no seria prou fort. A més, ja tenia un munt de claudàtors que vaig reciclar d’un projecte antic;).

També he arrodonit les vores frontals superiors en aquesta etapa amb el router amb la punta d’arrodoniment de la cantonada. Això proporciona una aparença més agradable i una sensació més còmoda al mòdul i descobreix vores dures on les mans descansen naturalment al costat dels controls.

A continuació, vaig tallar la part superior i inferior del MDF de 6 mm. Vaig bisellar el panell superior igual que amb els panells frontal i posterior per garantir un ajust perfecte i un acabat perfecte. No vaig bisellar el panell inferior ja que no penso omplir-lo i pintar-lo. En lloc d'això, l'utilitzaré com a panell d'accés de manteniment. He perforat i he foradat forats de cargol i he perforat forats coincidents als suports de les cantonades.

Després vaig desmuntar el tauler posterior i vaig tallar un gran forat per accedir regularment als cables USB i al Raspberry PI.

Finalment, vaig tallar els forats del botó i del joystick del tauler superior i els vaig tornar a muntar. No he fixat el tauler superior al seu lloc en aquesta etapa, ja que volia mantenir-lo solt durant el procés de cablejat.

Pas 4: Eines i materials electrònics

NB: Aquesta llista només és necessària si voleu fer un cop d'ull complet a l'electrònica. És possible que probablement obtingueu tot això com a part d’un kit plug and play (com aquests) i eviteu tota la soldadura i el cablejat personalitzat. Després d'haver fet això una vegada "de la manera més difícil", definitivament baixaré per la ruta del kit si mai faig un altre gabinet.

Eines

• Multímetre / comprovador de connectivitat
• Soldador
• Tallador de filferro
• Eina de premsat (acabo d'utilitzar el tallador de fil)

Materials

• Arduino Leonardo / Pro Micro amb perfil de joystick USB HID (he utilitzat clons econòmics)
• Concentrador USB
• Joystick i botons Arcade.
• Connecteu els connectors perquè coincideixin amb el joystick i els botons seleccionats
• 2x Mini taules de revisió
• Connectar cables (he utilitzat principalment cables jumper Dupont)
• Soldadura electrònica (encara tenia la bobina original de nucli de colofònia de la universitat)
• Tubs termorretractables

Pas 5: Cablatge del mòdul de control

Una vegada més, recomano considerar un kit plug and play en lloc de l'enfocament documentat aquí. Seguiu aquest enfocament només si:

A. Voleu un control complet del codi de manipulació de botons de baix nivell

B. Gaudeix molt de soldadura i cablejat personalitzat (qui no ho fa)

C. Ja teniu les eines i les peces i / o voleu estalviar uns quants diners

D. Voleu obtenir més informació sobre aquestes coses o simplement practicar

Les meves motivacions personals eren una barreja de les anteriors. D’acord, així és com he fet el cablejat:

Primer vaig fer cables adaptadors per unir els connectors de crimp dels botons als cables del connector Dupont. Vaig fer un d'aquests per al micro-interruptor de cadascun dels botons i els quatre de cadascun dels joysticks. Crida a fora de la llei a Larry per fer una excavació a la línia de producció d’aquests.

Després vaig utilitzar aquests cables personalitzats per connectar els botons i els joysticks als pins d’entrada de cadascun dels microcontroladors a través de les plaques de suport.

Nota: en aquest disseny hi ha un microcontrolador separat i, per tant, un cable USB per a cada reproductor. Dividiu el micro-interruptor del joystick i el botó en conseqüència entre ells i connecteu els dos botons de pinball al mateix microcontrolador. Mireu les fotos que mostren una progressió a través de les etapes de cablejat si us quedeu atrapats.

A continuació, calia afegir un cable per enviar un senyal a cadascun dels microinterruptors que després retornaria el senyal al pin d'entrada del microcontrolador quan es premia el botó. He utilitzat els 4 parells trenats d'alguns cables Cat 5e per proporcionar el senyal als joysticks soldant-los tots junts en un extrem i connectant un cable de connector Dupont connectat al pin de senyal del microcontrolador.

Vaig fer un petit cable de cadena per a cadascun dels 6 clústers de botons i finalment vaig fer servir els cables adaptadors personalitzats dels botons d'inici / selecció i pinball de nou, tots connectats al pin de senyal del microcontrolador.

El cablejat dels microinterruptors als microcontroladors va ser força senzill a causa de l’ús de la mini placa de connexió i els connectors Dupont, cosa que significava que podia moure fàcilment els cables segons calgués.

Pas 6: Codi del controlador

El codi és bastant bàsic. He modificat un exemple de gamepad de l’excel·lent Arduino Joystick Library

Podeu obtenir més informació sobre com començar a utilitzar aquesta biblioteca amb aquest útil manual.

Al final d'aquest pas, teníem un controlador de lluita contra 2 jugadors en funcionament, així que vam celebrar-ho amb algunes rondes de StreetFighter2 al meu ordinador portàtil.

Originalment tenia previst connectar els microcontroladors directament al Raspberry PI mitjançant USB, però mentre feia proves al portàtil, vaig trobar que connectar i desconnectar els connectors micro USB als microcontroladors a través del tauler d’accés era molt complicat i, finalment, vaig trencar el connector micro USB d’un dels microcontroladors.

La solució a això era incloure un concentrador USB al mòdul de control. Això significava que només es mostrava una única connexió del mòdul de control i la solució general era molt més robusta. Amb el cablejat complet, he afegit forats de cargol avellanats al tauler superior i l'he cargolat al seu lloc.

gamepad.ino

// Exemple senzill de gamepad que demostra com llegir cinc Arduino

// clavilles digitals i mapeu-les a la biblioteca Arduino Joystick.

//

// Els pins digitals es posen a terra quan es premen.

//

// NOTA: Aquest fitxer d'esbós s'utilitza amb Arduino Leonardo i

// Només Arduino Micro.

//

// Versió modificada del codi original de Matthew Heironimus

// 2018-08-11

//--------------------------------------------------------------------

#incloure

Joystick_ Joystick;

voidsetup () {

// Inicialitzar els pins dels botons

pinMode (2, INPUT_PULLUP);

pinMode (3, INPUT_PULLUP);

pinMode (4, INPUT_PULLUP);

pinMode (5, INPUT_PULLUP);

pinMode (6, INPUT_PULLUP);

pinMode (7, INPUT_PULLUP);

pinMode (8, INPUT_PULLUP);

pinMode (9, INPUT_PULLUP);

pinMode (10, INPUT_PULLUP);

pinMode (16, INPUT_PULLUP);

pinMode (20, INPUT_PULLUP);

pinMode (21, INPUT_PULLUP);

// Inicialitzeu Joystick Library

Joystick.begin ();

Joystick.setXAxisRange (-1, 1);

Joystick.setYAxisRange (-1, 1);

}

// Últim estat dels botons

int lastButtonState [12] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};

int pins [12] = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 16, 20, 21};

voidloop () {

// Llegiu els valors dels pins

per a (intindex = 0; índex <12; índex ++)

{

int CurrentButtonState =! digitalRead (pins [índex]);

if (currentButtonState! = lastButtonState [index])

{

commutador (pins [índex]) {

case2: // UP

if (currentButtonState == 1) {

Joystick.setYAxis (-1);

} més {

Joystick.setYAxis (0);

}

trencar;

cas3: // DRET

if (currentButtonState == 1) {

Joystick.setXAxis (1);

} més {

Joystick.setXAxis (0);

}

trencar;

cas4: // BAIX

if (currentButtonState == 1) {

Joystick.setYAxis (1);

} més {

Joystick.setYAxis (0);

}

trencar;

cas5: // ESQUERRA

if (currentButtonState == 1) {

Joystick.setXAxis (-1);

} més {

Joystick.setXAxis (0);

}

trencar;

cas 6:

Joystick.setButton (0, currentButtonState);

trencar;

cas 7:

Joystick.setButton (1, currentButtonState);

trencar;

cas 8:

Joystick.setButton (2, currentButtonState);

trencar;

cas 9:

Joystick.setButton (3, currentButtonState);

trencar;

cas 10:

Joystick.setButton (4, currentButtonState);

trencar;

cas 16:

Joystick.setButton (5, currentButtonState);

trencar;

cas 20:

Joystick.setButton (8, currentButtonState);

trencar;

cas21: {

Joystick.setButton (9, currentButtonState);

trencar;

}

}

lastButtonState [index] = currentButtonState;

}

}

retard (10);

}

visualitza rawgamepad.ino allotjat amb ❤ per GitHub

Pas 7: Configuració de Raspberry PI

Recomano un Pi 3 per obtenir el màxim rendiment i compatibilitat del joc, però si només us interessa els jocs més antics, un dispositiu de poca potència com el Pi Zero també estaria bé. Estic fent servir un Pi 2 de recanvi que ja tenia disposat.

Hi ha una gran quantitat de recursos fantàstics al web que descriuen com configurar el Pi escollit o un altre SBC amb diferents emuladors i portades. Personalment faig servir i recomano RetroPie i he trobat, excel·lents, els vídeos d’ETA Prime com una bona manera de posar-se en marxa ràpidament.

Pas 8: construcció del mòdul de visualització

Vaig començar la construcció del mòdul de visualització amb els panells laterals, marcant i retallant el primer a partir de les dimensions mesurades des del fitxer SketchUp mitjançant la cinta mètrica virtual. Després vaig utilitzar el primer panell com a plantilla per marcar el segon.

A continuació, vaig retallar el panell inferior posterior, vaig cargolar alguns suports angulars i després el vaig cargolar als panells laterals. En aquesta etapa he comprovat que el meu monitor s’adaptava. Va ser una mica més ajustat del que esperava, però hi havia prou espai.

Després he afegit el tauler frontal inferior i hi he tallat forats perquè coincideixin amb el mòdul de control. Per marcar-los, vaig col·locar el mòdul de control contra el mòdul de visualització i vaig escriure al voltant de l'interior del forat existent al mòdul de control.

En aquesta etapa, vaig poder unir els dos mòduls mitjançant dos perns de connectors del gabinet. Ara ja podia veure la forma final del mòdul combinat de barra superior.

El següent pas va ser enrutar les vores dels panells. Per això vaig tornar a desmuntar la unitat. També vaig tallar el forat de l’entrada i el commutador de corrent. Per a això, primer vaig marcar el forat, després vaig foradar cantonades amb una mica de fusta i, finalment, vaig retallar el material restant amb una serra en espiral.

Aleshores vaig tornar a muntar la unitat encolant cada peça aquesta vegada. Com que també feia servir mènsules, no necessitava abraçadores per subjectar les peces.

Ara que la unitat estava en la seva forma final, vaig retallar el panell de la pantalla i el vaig col·locar al seu lloc, treballant-hi amb paper de sorra fins que quedés ben ajustat. Quan vaig estar satisfet amb l’ajust, el vaig treure i vaig utilitzar una serra per trencar el forat de la pantalla perquè coincidís amb l’àrea visible de la pantalla. Fet això, vaig poder provar la pantalla al seu lloc amb alguns suports per mantenir el monitor en posició.

Vaig ajuntar els dos mòduls per veure el seu aspecte i després vaig acabar d’enganxar el contorn de la pantalla al seu lloc. Per fer-ho, he afegit algunes peces addicionals de MDF de 6 mm darrere de la pantalla envoltant per tal d'assegurar-me que sigui sòlid i evitar esquerdes a la pintura més endavant.

Pas 9: finalitzeu

Una vegada que la cola s’ha assecat completament al mòdul de visualització, he aplicat generosament un farcit de fusta a totes les juntes i taques i l’he polit amb paper de vidre de grau gruixut.

Després el vaig recobrir amb un adhesiu de PVA aigualit com a primera capa de segellat. A continuació, vaig aplicar diverses capes d'una barreja de PVA i pintura blanca de fusta / acer d'ús general que vaig trobar al garatge.

Aquestes capes inicials es van aplicar totes amb un pinzell de 2 normal.

Quan les capes de base es van assecar vaig fer una lleugera lleugera amb paper de vidre de gra fi. Després vaig afegir una altra capa de pintura blanca.

Quan es va assecar, vaig tornar a polir lleugerament i després vaig aplicar un parell de capes de pintura en aerosol per a ús general i econòmica de les llaunes que vaig recollir a la ferreteria.

Abans de repetir el procés del mòdul de control, he tallat el tauler posterior superior del mòdul de visualització. Aquest tauler té un forat perquè pugui portar el mòdul de visualització més fàcilment. També permet que el so dels altaveus del monitor incorporats surti de la caixa.

En aquesta etapa, també vaig decidir eliminar els cargols del tauler superior del mòdul de control i enganxar-los al seu lloc. Per assegurar-me que estava segur, primer vaig enganxar algunes peces de suport addicionals.

Quan es va pintar el mòdul de control, vaig utilitzar un Dremel per netejar els forats dels botons provant-los contínuament de mida amb un dels botons. Finalment, vaig enganxar la femella del connector de mobiliari a la part posterior dels mòduls de control.

Vaig estar raonablement satisfet amb el resultat resultant al final d'aquest pas donada la quantitat de temps i esforç invertit. No era en cap cas perfecte i es podia millorar donant més temps durant aquesta etapa. Realment depèn del nivell d'acabat que vulgueu assolir quant de temps prendrà aquest pas.

Pas 10: Mostra els components del mòdul

• Monitor de pantalla ampla de 19 "amb altaveus
• Ordinador de placa única (SBC) Raspberry PI 2
• Funda Raspberry PI 2
• Adaptador d'alimentació USB de 2Amp
• Cable micro-usb
• Cable d'àudio de 3,5 mm
• Cable HDMI
• Presa de xassís principal (tipus de plom de bullidor)
• Plom de bullidor de xarxa
• Presa de corrent doble

Pas 11: Mostra el cablejat del mòdul

Primer vaig afegir una base i un panell posterior a la carcassa del mòdul de visualització. El panell posterior es va fixar al seu lloc mitjançant panys magnètics perquè es puguin treure fàcilment per accedir ràpidament als components.

Llavors vaig connectar un interruptor d’alimentació a una presa de corrent doble per alimentar el PI i el monitor. Vaig soldar els cables d’alimentació a l’interruptor i vaig endur-me els cables amb tubs termoretràctils. Si no esteu completament còmode amb aquesta part, obteniu ajuda d'algú qualificat. NO assumeixi cap risc amb el cablejat de xarxa.

Després d’haver fixat l’interruptor de forma segura a la caixa, he situat el monitor en posició. Donada la baralla ja estreta, només calia un parell de claudàtors de plàstic per assegurar la pantalla al seu lloc.

A continuació, vaig endollar un adaptador d’alimentació USB per al PI i un cable de bullidor per al monitor. Només quedava connectar els senyals d’àudio i vídeo al monitor.

Com que el monitor no té entrada HDMI, he utilitzat un adaptador HDMI a DVI. L’àudio es subministra als altaveus del monitor incorporats mitjançant un cable d’àudio de 3,5 mm des del PI. Amb el tauler posterior activat i la configuració d'àudio màxima, el volum d'àudio està bé, però no és fort. Podria afegir altaveus i un mini amplificador en una futura actualització.

Finalment, vaig connectar un concentrador USB al PI i vaig poder deixar començar les proves del mòdul de visualització completament operatiu.

Pas 12: Assemblea final i reflexions

L’últim treball abans del muntatge final va ser tornar a connectar i muntar el mòdul de control després de pintar-lo. Això va anar força bé a part de trencar un cable que s’havia de tornar a soldar.

Abans de combinar els mòduls de control i visualització, he tallat un parell de discs de pel·lícula de contacte adhesiva clara per evitar que els barrils del connector del moble que sobresurten del mòdul de control ratllin la pintura del mòdul de visualització.

Aleshores només era una tasca senzilla de col·locar els mòduls i cargolar-los. En aquesta etapa, la unitat de la part superior de la barra està completament completa i està preparada per a l'acció. Sembla que aquesta serà la configuració preferida, de manera que no necessitaré construir el mòdul Stand almenys durant un temps. Si i quan ho faig, actualitzaré aquesta publicació. El mòdul Stand hauria de ser el més senzill de tots. Bàsicament és un senzill armari d’emmagatzematge amb forats de cargol a la part superior per connectar-se a la unitat de la part superior de la barra.

M'ho he passat molt bé treballant en aquest projecte amb els meus fills. Hem après moltes coses i ara desitgem reproduir molts clàssics vells d’arcade i consoles a la nova màquina. Gràcies per llegir i feu-nos saber què en penseu del projecte als comentaris.