Consola de jocs casolana: "NinTIMdo RP": 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Enllaç a la pàgina web amb explicacions més detallades, llista de peces i fitxers

timlindquist.me

Aquest projecte consistia a crear un sistema de jocs portàtil que també pogués funcionar com un ordinador portàtil. L’objectiu era crear una consola que fos funcional i alhora estètica.

Llista de peces:

docs.google.com/spreadsheets/d/1Ay6-aW4nAt…

Pas 1: imprimeix la caixa

Per imprimir el dispositiu, descarregueu els fitxers del model 3D i envieu-los a la impressora 3D. La impressora que vaig utilitzar era una Prusa i3 Mk2 juntament amb un filament de plàstic negre. Es va trobar que la qualitat d’impressió era la millor en un paràmetre de resolució mitjana. Assegureu-vos d’afegir material estructural a sota al dispositiu (les mans no tindran un aspecte deficient). Les peces del darrere s’imprimien amb la part posterior al mateix nivell que el plat. Les peces del davant es van imprimir amb la cara frontal a la mateixa plana que el plat. Si hagués d'imprimir un altre estoig, voldria fer servir un color nou, com el morat atòmic, per mostrar els elements interns. Si sou com jo i teniu un llit d'impressió de 8 polzades per treballar, haureu d'imprimir la versió de 4 peces que es muntarà després de la impressió. Tanmateix, si el vostre llit és prou gran com per fer-ne una sola peça, imprimiu la placa frontal i posterior com una sola unitat i eviteu el dolor de col·locar-les.

Fitxers de models:

github.com/timlindquist/Nintimdo-RP_3D_mod…

Pas 2: Muntatge de casos

Per muntar primer, ajunteu les peces davanteres dreta i esquerra inserint un tac metàl·lic als forats d'alineació. A continuació, col·loqueu una super cola a les articulacions i assegureu-ne la meitat. Repetiu el procés per a la part inferior dreta i esquerra. Després d'això, hauríeu de quedar-vos amb la meitat frontal i posterior muntats. Ara és el moment de fixar els 5 separadors metàl·lics per combinar les plaques davantera i posterior. La manera més senzilla de fer-ho és aconseguir que els llançadors es distanciïn de la longitud correcta. 13 mm de profunditat a l'esquena 5 mm de profunditat a la part davantera. Per tant, feu que els enfrontaments siguin de 18 mm o una mica menys. Ho vaig fer col·locant un enfrontament més llarg en una empunyadura de vici i utilitzant un molinet per afaitar la mida. Assegureu-vos de triturar només un costat perquè necessitareu els fils a l’altre. Després d’aconseguir la longitud correcta, enganxeu tots els molins dels costats de la cara frontal amb una cola normal per a goril·les i deixeu-la assecar. Assegureu-vos que tots estiguin drets durant aquest procés. Un cop sec raspeu l’excel·lent cola que s’escuma de manera que les cares es puguin enrasar quan s’uneixen. Ara mireu si podeu inserir la placa posterior als separadors per unir-la amb la part frontal. Cargoleu-los a través de la placa posterior per assegurar-los. Enganxeu la pantalla recobrint el marc amb el tub de duel Gorilla Epoxy. Em vaig posar massa coses quan vaig fer això i va desbordar-se a la pantalla. Per sort es frega! Preneu-ho i deixeu-lo assecar una estona i, a continuació, folreu la part posterior amb cola Gorilla regular.

** Nota: Intenteu no obtenir cola fina CA (súper cola) a l'exterior, ja que "cremarà" el PLA i tacarà un color blanc.

Pas 3: Circuit

Circuit de botons:

La captura de totes les pulsacions de botons es fa amb un Teensy ++ 2.0. Els pins digitals del microcontrolador s’utilitzen per a qualsevol botó de premsa binari. Els pins analògics s’utilitzen per als botons que tenen diversos estats, com ara els joysticks. Per connectar els pins digitals, simplement connecteu el pin digital al commutador, feu que l'altre extrem del commutador estigui connectat a terra. Quan es prem el botó, estirarà el pin d'alta tensió cap avall perquè el controlador detecti. No us heu de preocupar per les resistències, ja que s’inclouen a la placa Teensy. Per connectar els pins analògics, haureu de polaritzar el dispositiu analògic amb una tensió alta i baixa i llegir un nivell de voltatge amb aquest rang al pin analògic. Per als joysticks hi ha 3 entrades per a cada eix. Subministra un 5V a un dels pins, GND a un altre i la línia de tensió llegida a l’última. Assegureu-vos de connectar-lo correctament o no funcionarà (utilitzeu un multímetre per veure si la tensió de sortida canvia al pin correcte.) El joystick és bàsicament una resistència variable que funciona com un divisor de tensió. El voltatge de sortida del pin de lectura variarà entre 0 i 5V en funció de la posició dels joysticks. (Normalment, el biaix 5V i GND es troba als pins d'entrada externs del joystick i el central serà el vostre pin de lectura de tensió variable. Si el 5V i GND són diferents dels meus, els vostres controls s'invertiran, això es pot solucionar al programari o al cablejat)).

Circuit de potència:

La bateria Anker de tres cel·les subministra energia a tot el dispositiu. Per engegar / apagar el dispositiu, la sortida del regulador de la bateria es connecta a un interruptor i després a Raspberry Pi. Com que el dispositiu pot aconseguir fins a 2A, un senzill commutador de 250 mA no pot gestionar el requisit actual. En lloc d'això, podeu utilitzar l'interruptor per controlar el voltatge de la porta d'un transistor PMOS per servir al propòsit d'un commutador. Connecteu els 5V de la bateria a la font d’un transistor PMOS i al commutador. L’altre extrem del commutador està connectat a la porta del transistor PMOS i a una resistència de 10 K connectada a GND (quan l’interruptor està obert per evitar que la porta floti la lliga a GND a través de la resistència). El drenatge està connectat a l’entrada de 5 V del Raspberry Pi juntament amb el sòl. Per carregar la bateria, simplement connecteu la placa micro USB femenina a les clavilles de càrrega correctes (estén l'entrada a la caixa). Vaig amagar aquest interruptor a la presa d’aire de la part posterior del dispositiu. Originalment, tenia previst fer que el botó de la bateria encengués i apagués el dispositiu mantenint-lo durant una determinada durada, per desgràcia em vaig quedar sense espai i vaig haver de fer la implementació senzilla. Aquest disseny alternatiu es mostra a l'esquema següent.

Circuits d'àudio:

Per a l'àudio, volia que el so es reproduís de manera natural als altaveus (si no es silencia) i es redirigeix als auriculars si estan endollats. Afortunadament, moltes de les preses de telèfon de 3,5 mm femenines són capaços de fer-ho mecànicament. Quan s'insereix un endoll mascle, els cables dels altaveus es doblegaran i crearan un circuit obert, evitant així que el senyal arribi als altaveus. Com que els altaveus tenen una càrrega més gran, cal amplificar el senyal d'àudio per poder escoltar-lo. Això es fa mitjançant un amplificador estèreo de classe D que he trobat a adafruit. Simplement esbiaixi l'amplificador amb 5V i GND. No tenim entrades d'àudio diferencials, així que connecteu els altaveus esquerre i dret als terminals positius i lligueu els terminals negatius a GND. El guany s’ajusta mitjançant el pont. Estableixo el guany al màxim i canvio l'amplitud dels senyals d'àudio de sortida mitjançant un programari per ajustar el volum. Per silenciar el dispositiu, tinc un transistor NMOS que controla el biaix de 5V. Aquesta porta de transistors NMOS està controlada per Teensy. Un problema que tinc és que hi ha sorolls constants a alta freqüència als altaveus externs. Analitzaré això en un oscil·loscopi, potser prové del biaix de 5V a causa d'algun canvi de regulador a la bateria o les línies poden agafar RF en algun lloc. A més, assegureu-vos de girar les línies dreta i esquerra per minimitzar les interferències electromagnètiques (EMI).

Pas 4: Circuit perifèric

Aquest circuit inclou els suports USB i l’indicador LED. Demaneu el PCB al meu enllaç i talleu-lo per la meitat al llarg de la línia de punts amb la serra de cinta. Al costat USB es solden tots dos ports USB femenins a la placa. Al costat del LED es solden els 5 LED i 5 resistències en sèrie. 5V, GND, D +, D-es poden ampliar mitjançant cables des dels USB desoldats del Raspberry PI fins a la PCB. El PCB LED es pot col·locar de manera que la llum brilli pels forats de la part superior de la caixa. Cableja 5 sortides PWM del Teensy als LED juntament amb GND. Si canvieu el cicle de treball, podeu alterar la brillantor dels LED.

Compra PCB:

Pas 5: programació

Teensy:

Si l'heu connectat exactament igual que jo, només podeu utilitzar el codi que he proporcionat a Github. Tanmateix, us recomanaria escriure-ho vosaltres mateixos, ja que entendreu millor el sistema i podreu manipular-lo i personalitzar-lo fàcilment al vostre gust. La programació és molt senzilla, es redueix a escriure un munt d’instruccions if per comprovar si es van prémer els botons. Un conjunt d'instruccions útils de PJRC. Podeu utilitzar l’IDE Arduino per escriure el vostre codi i penjar-lo a Teensy.

CODI:

github.com/timlindquist/Nintimdo-RP

Botons digitals: aquest exemple em mostra comprovant si es va prémer el pin digital 20 i després emet l'ordre correcta del joystick en sèrie. Podeu triar entre el 1 i el 32 per al botó, ja que Retropie fa una configuració de mapatge del controlador al principi de totes maneres. Joystick.button (botons: 1-32, premut = 1 llançat = 0)

Botons analògics:

A l’exemple, el joystick vertical dret es connecta al pin analògic 41. La funció analogRead (pin) rep un nivell de voltatge entre 0 i 5V i retorna un valor de 0 a 1023. Una posició central ideal correspondria a 2,5V o 512, no obstant això, aquest no era el cas del meu disc analògic, de manera que calia fer un ajust. Això es va fer mitjançant una nova assignació que es mostra a continuació. Després vaig necessitar comprovar si no es superaven els límits de 0 a 1023. Finalment, l'ordre de joystick analògic es va enviar per sèrie per ser el botó analògic Z mitjançant Joystick. Z (valor de 0 a 1023).

Pas 6: moll opcional

Moll:

Aquesta compilació no seria completa sense un moll per carregar i connectar fàcilment el televisor, així que en vaig dissenyar un a les imatges següents. Els models 3D estan disponibles amb els altres del meu paquet Github.

Models:

github.com/timlindquist/Nintimdo-RP_3D_mod…

Pas 7: Resultats

En retrospectiva, m'agradaria fer el port de sortida HDMI amb un PCB en lloc d'un muntatge de paret femení comprat prèviament. Això hauria estalviat molt espai en l'actualitat. Vaig haver de ficar el cable en espiral per evitar tallar-lo i tornar a soldar els 19 cables. A mi em canso d’anar amb una bateria més petita perquè l’alçada de la cel·la era el meu factor limitant en el gruix de tot el dispositiu. Tot i això, reduir-lo afectaria negativament la durada de la bateria.

En total, això em va costar uns 350 dòlars. Això no inclou el raspberry pi que vaig trencar intentant afaitar la mida … Encara content que ho he provat. Va ser un divertit projecte estiuenc per veure si podia fer-lo el més compacte possible i, alhora, encabir-hi moltes funcions interessants.