GamePi: la consola emuladora de mano: 17 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Intro:

Este instructivo describe la construcción de una consola de emulación portátil con tecnología Raspberry Pi 3; la he bautizado GamePi.

Hay muchos instructables similares para estos dispositivos, pero para mi gusto, la mayoría de ellos son demasiado grandes, demasiado pequeños, demasiado complicados o simplemente no me gusta el aspecto.

Esta es la segunda versión de mi dispositivo GamePi (no escribí un instructivo para la primera). La principal diferencia entre el anterior y este son los joysticks analógicos y algunas mejoras menores.

Si te gusta GamePi, mira mi página AraymBox para ver otras versiones y los próximos dispositivos. También puede publicar ideas sobre cómo mejorar el diseño; hágamelo saber

Otras versiones:

• En thingiverse puedes encontrar una versión actualizada de este GamePi - Versión 2.1. Combina todas las cosas buenas de mi otro dispositivo.
• Echa un vistazo a mi nueva alternancia de este GamePi: el GamePi Zero. Es más barato, más pequeño y más ligero.
• Si te gusta lo súper asequible y simple, deberías echar un vistazo a GamePi XS, una consola en un controlador.

Nota:

Tenga en cuenta que el inglés no es mi primer idioma. Si encuentra algún error o algo no está claro, no dude en comunicármelo e intentaré solucionarlo. Lo mismo ocurre con los errores generales.

Este es mi primer instructivo, así que si tiene alguna sugerencia de mejora, hágamelo saber.

Paso 1: Herramientas y materiales

Asegúrese de tener todo lo que necesita para la construcción. No hay nada más molesto que detener tu proyecto porque tienes que esperar a que se entregue una pequeña parte.

No es necesario que compre las piezas y el material enumerados en los enlaces de Amazon. Estos son ejemplos y muestran las propiedades requeridas de las piezas.

Partes:

• 1x pantalla - LCD táctil de 5"
• 1x Raspberry Pi 3 Modelo B
• 1x tarjeta micro SD - 16GB (el tamaño depende de usted)
• 1x Teensy LC
• 1x banco de energía
• 12 botones táctiles suaves
• 2x botón táctil
• 1x amplificador digital - PAM8403
• 1x conector de audio con interruptor
• 1x altavoz de 1,5 W
• 1x interruptor deslizante
• 1x conector hembra USB tipo A
• 1x conector hembra micro USB tipo B
• 2x módulo de ruptura de joystick
• 1x Potenciómetro B103 10K 16x2mm
• 1x PCB de creación de prototipos

Consumibles:

• Tornillos hexagonales y tuercas (M3)
• Tornillos Torx (M2.5 x 8)
• Cables (por ejemplo, LPT)
• Spray de imprimación
• Pintura en aerosol
• Masilla para madera (blanca)

Instrumentos:

• Macho de roscar (M2.5)
• Brocas (M2 y M3)
• Esponjas de lijado
• Archivos
• Utilidades de soldadura
• Destornilladores
• Taladro
• Pistola de silicona
• Impresora 3D o servicio de impresión 3D

Paso 2: Impresión 3D de la carcasa

He diseñado el estuche para que sea lo más simple y pequeño posible. Solo hay un mínimo de partes individuales: el frente y la parte posterior de la caja y los botones.

La parte delantera y trasera de la carcasa encajan perfectamente en una plataforma de impresora 3D de 20x20 cm si la gira 45 grados.

Imprimí mi funda con filamento ABS negro. Me gusta imprimir con ABS porque me encantan las posibilidades de posprocesamiento. Puedes lijar, cortar, pintar y lo más importante puedes pegarlo o arreglarlo con acetona.

Si tiene una impresora 3D con una cama más pequeña o ninguna impresora, puede utilizar un servicio de impresión 3D como 3D Hubs, Thingiverse, Pinshape, etc. para imprimir las piezas por algo de dinero. O enviarme un mensaje de correo electrónico, tal vez esté de humor para imprimírselo.

Encontrarás todas las piezas 3D necesarias en esta página de diseño de thingiverse. Los mantendré en Thingiverse para evitar redundancias.

Paso 3: posprocesamiento de impresión 3D (caso)

Dependiendo de su gusto este paso es opcional.

Las piezas impresas en 3D no son perfectas: tienen pequeñas grietas, agujeros, burbujas, capas visibles, etc. Si desea un aspecto brillante suave y decente, debe dar un paso más y procesar las piezas posteriormente.

Estos son los pasos que he realizado:

1. Limpiar taladrar los orificios de los tornillos:

Utilice las brocas M2 y M3 y limpie los orificios para los tornillos.

2. Limpiar agujeros y bordes:

Utilice la lima adecuada para limpiar todos los agujeros y bordes.

3. Lije el frente y la parte posterior de la caja:

• ejecución 1: utilice papel de lija de grano 120
• ejecución 2: utilice papel de lija de grano 240
• ejecución 3: utilice papel de lija de grano 600
• ejecución 4: utilice la esponja lijadora extrafina húmeda

4. Limpiar las piezas:

Lave las partes con agua limpia y déjelas secar.

5. Pintura:

1. Rocíe una fina capa de imprimación de pintura. Déjelo secar durante 24 horas.
2. Revisa la superficie.
3. Rocíe una fina capa de pintura. Déjelo secar durante 24 horas.
4. Lijar suavemente la superficie con una esponja de lijado extrafina seca
5. Rocíe una fina capa de pintura. Déjelo secar durante 24 horas.

Paso 4: Postprocesamiento de impresión 3D (botones)

Dependiendo de su gusto este paso es opcional.

Estos son los pasos que he realizado para que los botones impresos se vean como en las imágenes:

Lijado:

• Lije todos los botones con papel de lija de grano 240.
• Lije todos los botones con papel de lija de grano 600.

Etiquetas:

• Llene las etiquetas "grabadas" con la masilla de madera blanca con los dedos.
• Deje que el relleno se seque durante 24 horas.
• Retire el exceso de relleno con papel de lija de grano 240 y 600.

Terminar:

• Limpie las piezas con un paño húmedo.
• Rocíe una fina capa de barniz transparente en los botones.
• Deje secar el barniz transparente durante 24 horas.

Paso 5: Botones (software)

En este paso queremos escribir el código de control del botón en el Teensy LC. Teensy registrará los clics de los botones y el movimiento del joystick y enviará las señales a la Raspberry Pi a través de USB.

Instalar el marco

• Para compilar el código y escribirlo en Teensy, necesitará Arduino Framework y los archivos de soporte de Teensyduino.
• Siga este tutorial para instalar ambos.

Cargue y escriba el código

• Conecte el Teensy LC a su PC (debería detectarse automáticamente si está usando Windows).
• Descarga el archivo de código adjunto.
• Haga doble clic en el archivo descargado. El IDE de arduino debería iniciarse.
• Seleccione el tablero Teensy LC (en la barra de menú: Herramientas> Tablero> Teensy LC)
• Seleccione el puerto correcto al que está conectado Teensy (en la barra de menú: Herramientas> Puerto serie> COM x)
• Si conecta los botones como se muestra en la imagen, puede usar el código adjunto.
• Si conecta los botones de cualquier otra forma, deberá modificar el código adjunto.
• Escribe el código en Teensy LC (en la barra de menú: Sketch> Upload).

Paso 6: Botones (hardware)

Ahora queremos construir los controles y conectarlos al Teensy.

Cortar la PCB

• Use algún tipo de sierra (usé un cuchillo de pan) para cortar el PCB de doble cara.
• Puede ver el tamaño de las piezas necesarias en las imágenes (cuente los agujeros).
• Necesita 2 piezas de cada PCB (cruz, botón, inicio / selección de PCB).
• Taladre con cuidado los orificios de montaje de 3 mm (consulte las imágenes para ver la ubicación) en cada PCB.

Suelde los interruptores a los PCB

• Utilice los interruptores táctiles de clic duro para las placas de circuito impreso de los botones Iniciar y Seleccionar y los interruptores táctiles suaves para todas las demás placas de circuito impreso.
• Inserte las patas de los interruptores en los orificios correctos de la PCB (vea las imágenes).
• Verifique la posición correcta.
• Suelde las patas a la parte trasera de los PCB.

Paso 7: Montaje

Después de terminar todos los PCB, ahora puede ensamblar el dispositivo.

Después de este paso, su construcción debería verse como la de la imagen.

Enhebrado de los casquillos de los tornillos:

1. Utilice la broca M2 para limpiar los orificios de los tornillos.
2. Utilice el macho de roscar M2.5 y corte lentamente el hilo en los agujeros. (Puede omitir este paso si no tiene el grifo de rosca, pero tenga cuidado al atornillar los tornillos, ya que las tomas de plástico podrían romperse si se aplica demasiada fuerza).

Monitor:

1. Conecte la pantalla a la raspberry pi de acuerdo con el manual de la pantalla (conecte la barra GPIO, conecte el conector HDMI).
2. Deslice los dos "pezones" superiores (vea la imagen) de la pantalla en los dos orificios del lado superior de la carcasa.
3. Asegure la pantalla atornillando para bajar dos "pezones" de la pantalla a la carcasa.

PCB de botones y joysticks:

1. Pon los botones en sus agujeros.
2. Coloque las placas de circuito impreso en los enchufes de acuerdo con la imagen y atornille los tornillos torx M2.5x8.
3. Tenga cuidado ya que las tomas de plástico podrían romperse si se aplica mucha fuerza.

Paso 8: cableado

Los siguientes pasos describen cómo se conectan las piezas individuales.

Después de todos los pasos de cableado, su dispositivo debería gustarle al de la imagen.

• Me gusta usar los cables individuales dentro de los cables LPT (o cables paralelos). Hay 25 cables en un cable de este tipo, están codificados por colores y son muy baratos.
• Al soldar, me gusta aplicar soldadura en el cable y en la PCB primero. De esta manera, lleva un poco más de tiempo, pero es más fácil cuando se trabaja en cajas / recintos más pequeños.

Paso 9: Cableado: Teensy LC

Comenzaremos con el componente al que están conectados la mayoría de los cables. En este paso, necesitará soldar más de 27 cables, ¡hurra!

Siempre verifique dos (y tres veces) su soldadura

Conecte los botones y los joysticks:

• Las imágenes de este paso y del Paso 6: Botones (hardware) muestran todos los puntos de cableado.
• Comience con la línea de tierra. La línea de tierra está conectada a todos los botones y joysticks.
• Ahora puede conectar todos los cables de señal a los botones.
• Al conectar los joysticks, compruebe el etiquetado de los pines y asegúrese de utilizar los correctos.
• Cada joystick utiliza dos potenciómetros, por lo que deben conectarse a la salida de potencia de 3,3 V del Teensy LC.
• Si desea probar los controles primero, no conecte el Tennsy LC a la Rasperry Pi todavía.

Prueba de los controles (opcional):

• Después de escribir el código en el Teensy LC y soldar todos los botones y joysticks, puede probar los controles.
• !!! Asegúrese de no haber conectado todavía el Teensy LC a la Raspberry Pi. Si ya lo desconectó. !!!

1. Conecte el Teensy LC a su PC con Windows mediante un cable USB.
2. Windows debería detectar el Teensy LC e instalarlo como un joypad / gamepad.
3. Presione la tecla de Windows + R para abrir el cuadro de diálogo Ejecutar.
4. Ingrese "joy.cpl" y presione Enter.
5. Seleccione Teensy y haga clic en Propiedades.
6. Presione cualquiera de sus botones y vea si sucede algo en la pestaña Prueba.
7. Marque todos los botones. Si algunos de ellos no funcionan, revise su cableado. Si ninguno de ellos funciona, verifique el código. Si Windows no reconoce el Teensy LC, vuelva a escribir el código en Teensy.
8. Si las pruebas fueron exitosas, desconecte el Teensy LC de la PC.

Conecte Teensy LC a la Raspberry Pi:

• He soldado el Teensy directamente a los pines USB de la Raspberry Pi. De esta forma se ahorra mucho espacio que se habría desperdiciado con los cables USB.
• Usa la imagen para conectar Teensy y Pi.

Paso 10: Cableado: sonido

En este paso cablearemos el amplificador PAM8403, el control de volumen, el jack de audio conmutado y el altavoz.

Con esta configuración, tiene la posibilidad de controlar el volumen con la rueda de hardware y redirigir el sonido del altavoz a los auriculares si están conectados.

O, si lo desea, puede omitir la rueda de volumen y el conector de audio. De esta manera, debe controlar el volumen utilizando una solución de software en el Pi. Pero por ahora nos quedamos con la configuración completa de funciones.

Soldadura:

• Suelde los cables de acuerdo con la imagen.

• Esta configuración no utiliza el conector de audio del Pi para ahorrar espacio. Suelde los cables de audio directamente a las almohadillas de prueba Pi:

  • La tierra de audio (línea negra en la imagen) está soldada a PP6
  • el canal izquierdo (línea verde en la imagen) está soldado a PP25
  • el canal derecho (línea azul en la imagen) está soldado a PP26
• El amplificador necesita una potencia de 5V. Sueldelo al pin GPIO de 5V y al pin de tierra de la Raspberry Pi (ver imagen).
• !!! ¡Verifique la polaridad!

Instale los componentes de sonido:

• Coloque el conector de audio conmutado en su orificio de montaje y fíjelo con la tuerca.
• Use pegamento caliente para pegar la rueda de volumen a la pared de la caja de modo que una parte de la rueda sobresalga del frente de la caja. No use demasiado pegamento, la rueda debe girar.
• Coloque cinta adhesiva por todo el amplificador para aislarlo y colocarlo entre la pantalla y la Raspberry Pi.
• Coloque el altavoz donde quede algo de espacio.

Paso 11: Cableado: puerto USB externo

Para la parte más fácil del cableado, agregaremos el conector USB externo.

Este puerto USB externo en el estuche es bastante útil si desea agregar periféricos adicionales como un teclado, un segundo controlador para el reproductor dos o algo más que se ejecute a través de USB.

Soldadura:

Bueno … conecte el conector USB de acuerdo con la imagen

Instale el componente:

• Inserta el conector USB en su orificio en el estuche GamePi.
• Conecte algún dispositivo USB (debe ser un consumidor, por ejemplo, un teclado o una memoria USB) para que el pegamento no entre en el puerto.
• Use pegamento termofusible para asegurar el conector USB. No use mucho pegamento ya que puede obstruir el gato.

Paso 12: Cableado: Energía

Ahora vamos a agregar algo de potencia al sistema.

En este paso, debe verificar con la mayor frecuencia posible la polaridad de sus cables soldados.

Desarme el PowerBank:

• Desmontar el powerbank es fácil ya que la carcasa es bastante delgada.
• Use un destornillador o golpee la caja contra el piso para abrirla.
• Retire la batería y la electrónica.
• Desuelde la batería de la electrónica.

Soldadura:

• Conecte todos los componentes excepto la batería de acuerdo con la imagen.

• Nuevamente, esta configuración no usa el conector micro USB del Pi para ahorrar espacio. Suelde los cables del interruptor deslizante directamente a las almohadillas de prueba Pi. Hay varios puntos de soldadura donde podríamos alimentar el Pi con 5V, p. Ej. los pines GPIO, pero vamos a usar el primer punto posible después del conector USB de alimentación de Pi. De esta forma los 5 Voltios entrantes tienen que pasar un fusible y el Pi queda protegido si pasa algo malo:

  • el cable positivo de 5 V (línea roja en la imagen) está soldado a PP2.
  • el cable GND negativo (línea negra en la imagen) está soldado a PP5.
• !! Antes de agregar la batería, verifique la polaridad de cada componente. !!
• Agrega la batería.

Instale los componentes de energía:

• La electrónica del banco de energía ya debería estar montada en la pieza trasera de la carcasa del GamePi.
• Inserte el conector micro USB en su orificio en el estuche GamePi.
• Use pegamento caliente para asegurar el conector micro USB. No use mucho pegamento ya que puede obstruir el gato.
• Inserta el interruptor deslizante en su orificio en la carcasa de GamePi.
• Use pegamento caliente para asegurar el interruptor deslizante. No use demasiado pegamento.
• Use pegamento termofusible para pegar la batería a la parte posterior de la pantalla. No use demasiado pegamento.

Paso 13: Instalación de RetroPie

Dado que la parte de hardware de este proyecto se ha terminado, ahora podemos echar un vistazo al software.

En este paso, vamos a descargar todo el software necesario, escribir la imagen de RetroPie en la tarjeta SD, iniciar y configurar la estación de emulación.

Software requerido:

• Descarga la imagen de RetroPie prefabricada para Raspberry Pi (el botón rojo "Raspberry Pi 2/3"). Este es básicamente el sistema operativo de esta consola. Por supuesto, puede usar lo que quiera en la Pi; hay docenas de otras soluciones.
• Descargue e instale 7-zip, un descompresor / archivador de archivos gratuito. Lo necesitamos para descomprimir el archivo de imágenes RetroPie.
• Descargue e instale el formateador de tarjetas de memoria SD. Como su nombre lo indica, esta herramienta formatea tarjetas de memoria SD.
• Descarga Win32 Disk Imager. Necesitamos esta herramienta para escribir la imagen RetroPie descomprimida en la tarjeta SD.

Preparación de la tarjeta SD:

1. Conecte la tarjeta SD a su PC con Windows.
2. Asegúrese de que Windows detecte la tarjeta.
3. Abra "Mi PC" o "Esta computadora" o el Explorador de Windows y recuerde la letra de la unidad de la tarjeta SD. En mi caso fue F: (difiere de un sistema a otro). Asegúrese de que sea realmente la letra de la tarjeta y no algunos de sus discos duros.
4. Inicie SDFormatter.exe, seleccione la letra de su unidad en el menú desplegable "Unidad:" y presione el botón Formatear.
5. Cuando el formateo haya terminado, cierre SDFormatter con el botón Salir y desconecte la tarjeta SD.

Escriba la imagen de RetroPie en la tarjeta SD:

1. El archivo de RetroPie descargado debería llamarse algo así como "retropie *.img.gz".
2. Después de instalar 7-zip, haga clic con el botón derecho en el archivo RetroPie y seleccione 7-Zip en el menú contextual. Seleccione "Extraer aquí" y espere a que finalice el desembalaje.
3. Conecte la tarjeta SD a su PC con Windows. Asegúrese de que Windows detecte la tarjeta y recuerde nuevamente la letra de la unidad de la tarjeta SD.
4. Inicie Win32 Disk Imager.
5. Seleccione la imagen RetroPie descomprimida en el campo "Archivo de imagen".
6. Seleccione la letra de la unidad de la tarjeta SD en el menú desplegable "Dispositivo".
7. Haga clic en el botón "Escribir" y espere hasta que finalice la escritura.

Configure la pantalla:

1. Con la tarjeta SD conectada a su PC, navegue hasta el contenido de la tarjeta.
2. Abra el archivo "config.txt".
3. Añada las siguientes líneas al final del archivo, guarde el archivo y desconecte la tarjeta SD:

max_usb_current = 1

hdmi_group = 2 hdmi_mode = 87 hdmi_cvt 800480 60 6 0 0 0 hdmi_drive = 1 display_rotate = 2 lcd_rotate = 2

Paso 14: Configuración de RetroPie

¡Es hora de poner en marcha todo!

1. Inserta la tarjeta SD en la Raspberry Pi y desliza el interruptor de encendido.
2. Espere hasta que aparezca la estación de emulación y le pida "Configurar entrada".
3. Siga las instrucciones en pantalla y mapee sus botones.
4. Ahora vamos a configurar algunos ajustes básicos.

Configurar WiFi:

1. Conecte un teclado al puerto USB externo del GamePi.
2. En el menú principal de la estación de emulación (donde selecciona los sistemas) seleccione RETROPIE y presione el botón A.
3. Seleccione WiFi y presione el botón A.
4. En el nuevo menú, seleccione "Conectarse a la red WiFi" y presione el botón A.
5. Seleccione su SSID (nombre de la red WiFi).
6. Ingrese su contraseña de WiFi usando el teclado adjunto.
7. Bienvenido al internet.

Actualizar RetroPie:

Este paso toma un tiempo: asegúrese de que la batería del GamePi esté completamente cargada o podría morir mientras se actualiza (me pasó a mí, no es genial).

Las actualizaciones se cargarán desde Internet, así que asegúrese de configurar GamePis WiFi.

1. En el menú principal de la estación de emulación (donde selecciona los sistemas) seleccione RETROPIE y presione el botón A.
2. Seleccione "RETROPIE SETUP" y presione el botón A.
3. En el nuevo menú, seleccione "Actualizar RetroPie-Script" y presione el botón A.
4. Seleccione Aceptar un par de veces y presione el botón A.
5. Seleccione "Actualizar" y presione el botón A.
6. Cuando la actualización le pregunte si desea "[…] actualizar el sistema operativo subyacente […]", seleccione Sí y presione el botón A.
7. Espere a que finalice la actualización; en mi caso, lleva un tiempo de 20 minutos.
8. Una vez finalizada la actualización, seleccione Aceptar y presione el botón A.
9. Seleccione Salir y presione el botón A. Espere a que se reinicie la estación de emulación.

Paso 15: Agregar juegos

Para jugar juegos emulados, primero necesitamos esos juegos.

Obtener Roms (los juegos … como archivos):

• No describiré dónde obtener las roms para los emuladores porque, por lo que entiendo, esta es una especie de zona gris legal.
• Use google para encontrar su rom favorita; hay muchos sitios web que las ofrecen. Simplemente busque algo como "Mario Kart Super Nintendo Rom".

Transferir Roms al GamePi:

• Hay tres métodos principales para transferir roms.
• Nos quedamos con el más fácil: Samba-Shares:

1. Encienda GamePi y espere hasta que se inicie por completo.
2. Asegúrate de haber conectado el GamePi a tu WiFi.
3. Abra un Explorador de Windows (una carpeta que no sea Internet Explorer).
4. Ingrese "\ RETROPIE / roms" en el campo de dirección de la carpeta y presione Enter. Ahora estás en una carpeta compartida de GamePi.
5. Copie la rom descargada en el directorio del emulador correcto. Por ejemplo: si descargaste la rom "Super Mario Kart" para Super Nintendo, copia la rom en la carpeta SNES.
6. Reinicie la estación de emulación (presione el botón Inicio en el menú principal, seleccione SALIR, seleccione REINICIAR ESTACIÓN DE EMULACIÓN).
7. Después del reinicio, el nuevo sistema y el juego deberían estar visibles en el menú principal.

Paso 16: El paso final

Si todo salió bien, ahora puede cerrar la carcasa de GamePi y asegurarla con 4 tornillos hexagonales M3x18.

Felicidades:

• Felicitaciones, ha creado su propio GamePi.
• Diviértete jugando a algunos de los clásicos de todos los tiempos.
• Muestre un poco de amor y tenga un buen día.

Paso 17: Historial de cambios

02-MAR-2018:

Se corrigieron algunos enlaces en el paso "Herramientas y materiales"

02-MAR-2018:

Video de demostración agregado

20-MAR-2018:

Se corrigió el enlace del interruptor deslizante en el "Paso 1: Herramientas y materiales"

28-MAR-2018:

Se agregó una oferta para imprimir la carcasa en 3D en el "Paso 2: Impresión en 3D de la carcasa"

20-ABR-2018:

• Se agregaron enlaces a GamePi XS y GampePi Zero.
• Se agregó una nueva imagen de título.