קונסולת משחקים תוצרת בית- "NinTIMdo RP": 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

קישור לדף אינטרנט עם הסברים מעמיקים יותר, רשימת חלקים וקבצים

timlindquist.me

פרויקט זה נועד ליצור מערכת משחקים ניידת שיכולה לשמש גם כמחשב נייד. המטרה הייתה ליצור קונסולה שהיא פונקציונלית וגם נעימה מבחינה אסתטית.

רשימת חלקים:

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

שלב 1: מארז הדפסה

להדפסת המכשיר הורד את קבצי הדגם התלת -ממדי שלי ושלח אותם למדפסת התלת -ממד שלך. המדפסת בה השתמשתי הייתה Prusa i3 Mk2 יחד עם נימה שחורה מפלסטיק. נמצאה איכות ההדפסה הטובה ביותר בהגדרה ברזולוציה בינונית. הקפד להוסיף חומר מבני מתחת למכשיר (אחיזת יד תיראה דלה בלעדיו). החלקים האחוריים הודפסו כשהגב מיושר עם הפלטה. החלקים הקדמיים הודפסו כשהפנים הקדמיות מיושרות עם הפלטה. אם הייתי מדפיס מארז אחר הייתי רוצה להשתמש בצבע חדש כגון סגול אטומי כדי להשוויץ בפנים. אם אתה כמוני ויש לך מיטת הדפסה בגודל 8 אינץ 'לעבוד איתו תצטרך להדפיס את גרסת 4 החלקים אשר יורכב לאחר ההדפסה. עם זאת, אם המיטה שלך גדולה מספיק בכדי ליצור חלק אחד, הדפס את הצלחת הקדמית והאחורית כיחידה אחת והימנע מהכאב של חיבורם יחד.

קבצי דגמים:

github.com/timlindquist/Nintimdo-RP_3D_mod…

שלב 2: הרכבת מארז

כדי להרכיב תחילה, חבר את החלקים הקדמיים מימין ומשמאל על ידי החדרת תקע מתכת לחורי היישור. לאחר מכן מניחים דבק סופר על המפרקים ומהדקים חצי יחד. חזור על התהליך עבור צד ימין ושמאל למטה. אחרי זה אתה צריך להישאר עם מחצית מלפנים ומאחור. כעת הגיע הזמן לצרף את 5 עמידות המתכת למיזוג הלוחות הקדמיים והאחוריים. הדרך הקלה ביותר לעשות זאת היא קודם כל להוריד את הסטנדים באורך הנכון. 13 מ"מ עומק מאחור 5 מ"מ עומק מלפנים. אז הפוך את ההפרשים ל -18 מ"מ או מעט פחות. עשיתי זאת על ידי הצבת עמידה ארוכה יותר באחיזות ספה ושימוש במטחנה כדי לגלח את הגודל. הקפד לטחון רק צד אחד מכיוון שתזדקק לחוטים בצד השני. לאחר שתקבל את האורך הנכון הדבק את כל המטחנות בצדדים לפנים הקדמיות באמצעות דבק גורילה רגיל ותן לו להתייבש. ודא שכולם עומדים זקופים במהלך תהליך זה. לאחר יבש לגרד את הדבק המעולה שהקציף כך שהפנים יוכלו להיות סומקים כשהם מורכבים. עכשיו בדוק אם אתה יכול להכניס את הצלחת האחורית למרחקים כדי להצטרף לחזית. הברג יחד דרך הצלחת האחורית כדי לאבטח. הדבק את המסך על ידי ריפוד המסגרת בעזרת צינור הדו קרב גורילה אפוקסי. שמתי יותר מדי כשעשיתי את זה וזה עלה על המסך. למרבה המזל זה משתפשף! מהדקים ומניחים לייבוש לזמן מה ואז מרפדים את החלק האחורי בדבק גורילה רגיל.

** הערה: נסו לא לקבל דבק CA דק (סופר דבק) מבחוץ מכיוון שהוא "ישרוף" את ה- PLA ויכתים צבע לבן.

שלב 3: מעגלים

מעגל כפתורים:

לכידת כל לחיצות הכפתורים מתבצעת באמצעות Teensy ++ 2.0. סיכות דיגיטאליות בבקר המיקרו משמשות לכל כפתורי לחיצה בינארית. הסיכות האנלוגיות משמשות ללחצנים בעלי מספר מצבים כגון הג'ויסטיקים. כדי לחבר את הפינים הדיגיטליים לחבר את הסיכה הדיגיטלית פשוטה למתג, יש לחבר את הקצה השני של המתג לקרקע. כאשר לוחצים על הכפתור הוא ימשוך את סיכת המתח למטה כדי שהבקר יחוש. אינך צריך לדאוג לנגדים מכיוון שהם כלולים בלוח ה- Teensy. כדי לחבר את הפינים האנלוגיים תצטרך להטות את המכשיר האנלוגי שלך במתח גבוה ונמוך ולקרוא רמת מתח עם בטווח זה על הסיכה האנלוגית. לג'ויסטיקים יש 3 כניסות לכל ציר. ספק 5V לאחד הפינים, GND לשני וקו קריאת המתח עד האחרון. הקפד לחבר זאת בצורה נכונה או שזה לא יעבוד (השתמש במולטימטר כדי לראות אם מתח היציאה משתנה בסיכה הנכונה.) בעיקרו הג'ויסטיק הוא נגד משתנה שעובד כמו מחלק מתח. מתח המוצא על סיכת הקריאה ישתנה בין 0 ל -5 V בהתאם למיקום הג'ויסטיקים. (בדרך כלל ההטיה 5V ו- GND נמצאים בסיכות הכניסה החיצוניות של הג'ויסטיק והאמצעית תהיה סיכת הקריאה של המתח המשתנה שלך. אם 5V ו- GND שונים משלי הפקדים שלך יהיו הפוכים, ניתן לתקן זאת בתוכנה או בחיווט מחדש.).

מעגל חשמל:

סוללת אנקר תלת התאים מספקת כוח למכשיר כולו. כדי להפעיל/לכבות את המכשיר, הפלט של וסת הסוללה מחובר למתג ולאחר מכן לאחר מכן Raspberry Pi. מכיוון שהמכשיר יכול לצייר עד 2A מתג מתג פשוט של 250mA אינו יכול להתמודד עם הדרישה הנוכחית. במקום זאת אתה יכול להשתמש במתג כדי לשלוט במתח השער על טרנזיסטור PMOS כדי לשרת את מטרת המתג. חבר את 5V של הסוללה למקור הטרנזיסטור PMOS והמתג. הקצה השני של המתג מחובר לשער הטרנזיסטור PMOS ונגד 10K המחובר ל- GND (כאשר המתג פתוח כדי למנוע מהצף של השער הוא קושר אותו ל- GND דרך הנגד). הניקוז מחובר לקלט 5V ב- Raspberry Pi יחד עם הקרקע. כדי לטעון את הסוללה, פשוט חברו את לוח הפריצה הנשי של מיקרו USB לפיני הטעינה הנכונים (מרחיב קלט למארז). הסתרתי את המתג הזה בכניסת האוויר בחלק האחורי של המכשיר. במקור תכננתי להפעיל ולכבות את כפתור הסוללה על ידי החזקתו למשך זמן מסוים, למרבה הצער נגמר לי החדר והייתי צריך לבצע את היישום הפשוט. עיצוב חלופי זה מוצג בסכימה שלהלן.

מעגל אודיו:

עבור האודיו רציתי שהצליל יופעל באופן טבעי מתוך הרמקולים (אם הוא אינו מושתק) ויפנה לאוזניות אם הן מחוברות למרבה המזל, למרבה המזל, הרבה משקעי האוזניות 3.5 מ מ מסוגלים לעשות זאת מבחינה מכנית. כאשר מוכנס תקע זכר כבלי הרמקול יתכופפו וייצרו מעגל פתוח, ובכך ימנעו מהאות להגיע לרמקולים. מכיוון שהרמקולים הם בעומס גדול יותר, יש להגביר את אות השמע כדי להיות מסוגל לשמוע אותו. זה נעשה באמצעות מגבר סטריאו מסוג D שמצאתי ב- adafruit. פשוט הטיה את המגבר עם 5V ו- GND. אין לנו כניסות שמע דיפרנציאליות, לכן חברו את הרמקולים השמאליים והימניים למסופים החיוביים וקשרו את הטרמינלים השליליים ל- GND. הרווח מותאם באמצעות המגשר. אני מגדיר את הרווח למקסימום ומשנה את משרעת אותות האודיו של הפלט באמצעות תוכנה כדי להתאים את עוצמת הקול. כדי להשתיק את המכשיר יש לי טרנזיסטור NMOS השולט בהטיה של 5V. שער טרנזיסטורים NMOS זה נשלט על ידי ה- Teensy. בעיה שיש לי היא רעש תדיר גבוה קבוע ברמקולים החיצוניים. אני אנתח את זה באוסילוסקופ, ייתכן שמקורו בהטיה של 5V בגלל החלפת וסת כלשהי בסוללה או שהקווים יאספו RF איפשהו. כמו כן, הקפד לסובב את הקווים הימניים והשמאליים כדי למזער הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI).

שלב 4: מעגל היקפי

מעגל זה כולל את תושבות ה- USB ומחוון LED. הזמינו את ה- PCB בקישור שלי וחתכו לשניים לאורך קו מקווקו באמצעות מסור פס. בצד ה- USB כל הלחמת שתי יציאות ה- USB הנשיות על הלוח. בצד הלחמה בצד LED 5 נוריות ו- 5 נגדים בסדרה. ניתן להרחיב 5V, GND, D+, D באמצעות חוטים מה- USB המותק של ה- RPberry PI למעגל הלוח. ניתן למקם את לוח ה- LED כך שהאור זורח דרך החורים שעל גבי המארז. חברו 5 יציאות PWM של ה- Teensy לנוריות יחד עם GND. על ידי שינוי מחזור העבודה ניתן לשנות את בהירות נוריות הלדים.

רכישת PCB:

שלב 5: תכנות

נוער:

אם חיברת אותו בדיוק כמוני אתה יכול פשוט להשתמש בקוד שסיפקתי ב- Github. עם זאת, הייתי ממליץ לכתוב אותה בעצמך מכיוון שתבין את המערכת טוב יותר ותוכל לתפעל אותה ולהתאים אותה אישית לטעמך. התכנות פשוט מאוד, זה באמת מסתכם בכתיבת חבורה של הצהרות אם לבדוק אם לחצו על הכפתורים שלך. ערכת הדרכה מועילה מ- PJRC. אתה יכול להשתמש ב- IDE של Arduino כדי לכתוב את הקוד שלך וגם להעלות אותו ל- Teensy.

קוד:

github.com/timlindquist/Nintimdo-RP

לחצנים דיגיטליים: דוגמה זו מראה אותי בודק אם נלחץ סיכה דיגיטלית 20 ולאחר מכן מוציאה את הפקודה הנכונה של הג'ויסטיק הטורי. אתה יכול לבחור 1 עד 32 לכפתור מכיוון ש- Retropie ממילא מגדיר מיפוי בקר בתחילת הדרך. כפתור ג'ויסטיק (כפתורים: 1-32, לחצו = 1 שוחרר = 0)

לחצנים אנלוגיים:

בדוגמה, אנכי הג'ויסטיק הימני מחובר לסיכה אנלוגית 41. הפונקציה analogRead (סיכה) מקבלת רמת מתח בין 0 ל- 5V ומחזירה ערך של 0 עד 1023. מיקום מרכזי אידיאלי יתאים ל- 2.5V או 512, אולם זה לא היה המקרה של המקל האנלוגי שלי ולכן היה צורך לבצע התאמה. זה נעשה באמצעות מיפוי מחודש המוצג להלן. לאחר מכן הייתי צריך לבדוק אם הגבול אינו עולה על 0 עד 1023. לבסוף פקודת הג'ויסטיק האנלוגי נשלחה באמצעות סדרה בכפתור האנלוגי Z באמצעות ג'ויסטיק.ז (ערך 0 עד 1023).

שלב 6: עגינה אופציונלית

לַעֲגוֹן:

בנייה זו לא תהיה שלמה ללא עגינה לטעינה וחיבור קל לטלוויזיה, כך שעיצבתי אחד בתמונות למטה. דגמי התלת מימד זמינים עם האחרים בחבילת Github שלי.

דגמים:

github.com/timlindquist/Nintimdo-RP_3D_mod…

שלב 7: תוצאות

בדיעבד הלוואי שעשיתי את יציאת ה- HDMI עם לוח PCB במקום מתקן קיר קבוע נקבה. זה היה חוסך הרבה מקום בפועל. הייתי צריך להכניס את הכבל לספירלה כדי להימנע מחיתוך שלו והלחמה מחדש של 19 החוטים. אני מתלבט ללכת עם סוללה קטנה יותר מכיוון שגובה התא היה הגורם המגביל שלי בעובי המכשיר כולו. עם זאת, צמצום זה ישפיע לרעה על חיי הסוללה שלי.

בסך הכל זה עלה לי בסביבות 350 $ להכנה. זה לא כולל את פאי הפטל ששברתי בניסיון לגלח את הגודל … עדיין שמח שניסיתי את זה. זה היה פרויקט קיץ מהנה לראות אם אוכל להפוך אותו לקומפקטי ככל האפשר ובמקביל להתאים הרבה תכונות מגניבות בפנים.