Construye un ArduinoBoy: 8 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:45

El GameBoy. Lo más probable es que tuvieras uno en tu infancia. E incluso si no lo hiciste, lo más probable es que hayas jugado con el GameBoy de tu mejor amigo, o tal vez tuviste su competidor más cercano, el Sega Game Gear o Nomad. Pequeños dispositivos de juego maravillosos, pero ahora que ya son adultos, ¿han pensado en lo que van a hacer con ellos ahora? ¿Guardarlo en el ático para excavar y mostrarles a sus hijos cómo eran los juegos en el siglo XX? ¿Venderlo a un coleccionista? Revive los recuerdos de los juegos retrocediendo por Legend of Zelda: Link's Awakening por enésima vez.

¿Alguna vez pensaste en convertirlo en un instrumento musical? Timothy "trash80" Lamb es un compositor chiptune que actualmente vive en Los Ángeles, California. Un compositor chiptune es una persona que utiliza los circuitos integrados (circuitos integrados) generadores de sonido que se encuentran dentro de las consolas de videojuegos y dispositivos portátiles para crear música. Lamb también es el creador de un dispositivo conocido como ArduinoBoy; una combinación de hardware y software de código abierto que puede convertir a cualquier miembro de la familia GameBoy con una ranura para cartuchos y un puerto de cable de enlace en un generador de sonido MIDI. Ahora debe tenerse en cuenta que trash80 no fue el primero en crear un sistema de este tipo. Las dos grandes aplicaciones caseras de GameBoy utilizadas por los compositores profesionales de chiptune, Nanoloop y Little Sound Disk Jockey, o LSDJ, han tenido capacidad MIDI durante bastante tiempo. El problema es que ambas aplicaciones dependen del hardware PIC de Microchip para enviar y recibir señales MIDI. Sin faltarle el respeto al microcontrolador estándar de la industria de la ingeniería eléctrica, pero el PIC realmente es una pieza de hardware profesional y puede ser un poco intimidante para aquellos que no se entretienen con la electrónica de forma regular. También hay poco o ningún soporte para los usuarios de sistemas operativos menos populares cuando se trata de programar estos dispositivos (el único paquete oficial de desarrollo de PIC es para Windows, no es compatible con Linux o Mac). Sin embargo, al utilizar la plataforma Arduino, mucho más simple, ArduinoBoy evita estas limitaciones, lo que hace que sea mucho más fácil para un futuro compositor de chiptune construir las herramientas que necesita. Además, aunque el ArduinoBoy se hizo para funcionar con el programa generador de sonido casero GameBoy de trash80, mGB, también se lleva bien con Nanoloop y LSDJ. Si bien trash80 ha compartido su trabajo en una página web de Google Code, no tiene instrucciones paso a paso sobre cómo uno puede hacer las suyas propias (está en su lista de tareas pendientes). Decidí ayudarlo en este sentido. Si bien no es necesariamente un paso a paso, este Instructable debería darte una idea general sobre qué hacer y mostrarte algunos de mis escollos para que puedas evitarlos.

Paso 1: Piezas, herramientas y código

Partes

• Un Arduino, un Arduino genérico o las piezas para hacer las suyas propias. Yo personalmente uso el kit de placa Really Bare Bones de Modern Device Compay, que puede ensamblarse tal cual y adjuntarse a su proyecto utilizando enchufes de clavija de placa de circuito hembra, o canibalizar las piezas para hacer del Arduino una parte permanente del proyecto.
• Dos resistencias de 220Ω, siete de 2KΩ y una de 270Ω. Para este proyecto, las resistencias de 1/4 o 1/8 vatios son ideales.
• Un optoaislador 6N138.
• Un diodo de señal pequeña 1N914. No se sorprenda si solo puede comprarlos en cantidades de 10 o más.
• Un botón que se enciende solo cuando se presiona el botón. Para aquellos que hablan Ingeniero, ese es un botón pulsador de apagado (encendido) de SPST.
• Dos conectores DIN hembra de 180 grados de 5 pines. Asegúrese de obtener estos conectores exactos. Hay muchos diseños diferentes para conectores DIN y pocos, si es que hay alguno, son compatibles entre sí.
• Cuatro bloques de terminales de dos pines. Aunque puede soldar todos los cables directamente a la PCB, el uso de bloques de terminales o alguna otra forma de conectores facilitará mucho el montaje, el desmontaje y la canibalización de piezas.
• Una placa de circuito impreso de uso general.
• Un cable de enlace GameBoy.
• Un dispositivo que puede proporcionar salida MIDI, como un teclado o una computadora con el software y el adaptador necesarios.
• Un cartucho GameBoy programable.
• Soldar.
• Alambre extra. Sólido para trabajos de tablero y cableado de la placa de circuito impreso, trenzado para cables que espera mover con frecuencia.
• Un estuche para meterlo todo.
• Montón de Miscelánea.

Instrumentos

• Soldador.
• Bulbo, bomba o mecha desodorantes. Por si acaso.
• Ayudando a las manos a soldar la herramienta.
• Gafas protectoras. Tus gafas no te van a cortar.
• Extintor, o al menos un vaso de agua. Una vez más, por si acaso.
• Cortadores de alambre.
• Pelacables.
• Pinzas de punta de aguja.
• Protoboard sin soldadura.
• Programación o cable (s) USB para Arduino y el cartucho GameBoy programable, si corresponde.
• Herramienta rotativa y / o cualquier otra cosa que necesite para cortar agujeros y ranuras en su caso de elección.

Código Necesitará dos piezas de código diferentes para este proyecto, las cuales se pueden encontrar en la página de códigos de Google ArduinoBoy de trash80. Se encuentran en el lado derecho de la página bajo el título Descargas destacadas. Cargará el código ArduinoBoy en Arduino, mientras que mGB se cargará en el cartucho de juego programable.

Paso 2: veamos el esquema

Un esquema es, simplemente, cualquier documento que describa cómo se ensambla un dispositivo mecánico o eléctrico. ¿Esas fotos de su tractor cortacésped con todas las piezas desmontadas con pequeñas líneas de puntos que muestran cómo encajan todas juntas? ¿Los planos por los que el contratista de su casa o apartamento estaba tan obsesionado? Esquemas; ambos.

En lo que respecta a los esquemas, el esquema de trash80 para ArduinoBoy es mucho más colorido y carece de líneas rectas, pero es perfectamente legible. A menos que seas completamente anal con las convenciones de ingeniería, no deberías tener problemas. Es posible que desee imprimir esto, ya que nos referiremos a él con frecuencia.

Paso 3: Prueba de la placa de pruebas

Antes de llegar a la construcción real del ArduinoBoy terminado, primero queremos asegurarnos de que todas nuestras piezas estén en buenas condiciones. Para eso, usaremos nuestra placa de pruebas sin soldadura, que nos permite crear conexiones entre partes electrónicas sin tener que soldarlas juntas. Es fácil. Solo mire el esquema y conecte las partes como se muestra.

Recuerda que hay una sección de comentarios en cada página. Si te quedas atascado en algo, publica a continuación e intentaré ayudarte lo mejor que pueda.

Paso 4: Primera prueba

Es hora de dos pruebas muy importantes: la prueba de humo y la prueba de funcionamiento. La primera prueba es bastante sencilla. Simplemente conecte su GameBoy al dispositivo, encienda el GameBoy y observe los LED de ArduinoBoy. Si el LED pin13 parpadea brevemente, seguido de los LED restantes que se iluminan en orden secuencial, pasando del pin más alto al más bajo y viceversa dos veces, terminando con dos destellos de los LED a la vez, entonces es muy probable que su ArduinoBoy esté funcionando. pedido. También asegúrese de probar el botón de selección de modo. Cuando lo presiona, el LED iluminado actualmente debería apagarse y el siguiente en la secuencia se encenderá. Si, en cambio, las luces se niegan a encenderse, las partes se sienten anormalmente calientes al tacto, ve u huele a humo, y / o alguna parte del circuito explota o estalla en llamas, vuelva al esquema, vuelva a verificar todo sus conexiones y cableado, reemplace los componentes dañados y vuelva a realizar la prueba de humo. La segunda prueba es un poco más estresante, principalmente porque si algo sale mal aquí, no será solo el Arduino el que se convertirá en pan tostado. Cargue mGB en su GameBoy, conecte el ArduinoBoy en su GameBoy y conecte la salida MIDI de su dispositivo compatible con MIDI a la entrada MIDI del ArduinoBoy integrado. Enciende el GameBoy, luego el dispositivo MIDI, manteniendo tu extintor a mano para que no suceda nada. Intente tocar algunas notas en su dispositivo MIDI en el canal 1, 2, 3, 4 o 5. Si su GameBoy hace un ruido que recuerda a un instrumento o un efecto de sonido, entonces proceda a saltar de su silla, mirando hacia el cielos, brazos extendidos, gritando "ESTÁ VIVO" mientras se reía como un loco. Una nota sobre las pruebas y el uso de ArduinoBoy: hay sitios web que ofrecen archivos MIDI gratuitos de canciones populares, y se sentirá tentado, profundamente tentado, a usarlos tanto para probar como en sus sesiones de composición. Resista esa tentación. En primer lugar, algunas de las pistas MIDI que ofrecen estos sitios no están bien hechas. Una vez encontré una copia MIDI del "19-2000" de Gorillaz, y uno de los instrumentos no se cortó ni se desvaneció, por lo que eventualmente, este instrumento abrumaría al resto de los instrumentos hasta que detuvieras el reproductor y lo volvieras a encender.. Además, el uso de estas canciones prefabricadas le anima a seguir utilizando canciones prefabricadas. No harás nada original. Es mejor que aprenda a componer su propia música de inmediato.

Paso 5: Sueldelo

Entonces, su ArduinoBoy funciona. Bien, es hora de soldarlo a la placa prototipo de circuito impreso. "¡Espera espera!" te estás gritando a ti mismo. "Funciona bien ahora y sé que tendré cuidado con él. ¿Por qué potencialmente estropearlo? ¿Por qué molestarse en soldar?" Bien entonces. Pero piense en esto por un momento: usted y su ArduinoBoy hacen buena música. Tan genial, de hecho, que terminas convirtiendo el chiptune en una forma legítima de música. Traes chiptune a la corriente principal. Te vuelves famoso. Tan famoso, de hecho, que estás invitado a jugar en Wrigley Field justo antes de que los Cachorros salgan al campo. Todavía estás usando tu ArduinoBoy con tabla de pruebas. Usted y el equipo están preparando todo, hasta que uno de ustedes se da cuenta de que el más importante de sus instrumentos musicales, el ArduinoBoy, ha desaparecido. Finalmente lo encuentras en manos de un joven que logró escabullirse por la seguridad. En su curiosidad, ha eliminado todos los componentes de la placa de pruebas y, desafortunadamente, no tiene un esquema a mano. Con solo 5 minutos antes de que comience el espectáculo, debe cancelar su actuación. La multitud se vuelve loca, y en su furia destruyen una buena parte del estadio, provocando que el juego también sea cancelado. Los Cachorros pierden su juego de recuperación y su oportunidad en la Serie Mundial una vez más, y tienen la culpa a usted. No dejes que te suceda este escenario tan complicado: haz siempre permanentes tus proyectos. Primero, después de quitar todas las piezas de la placa de pruebas sin soldadura, colóquelas en la placa de circuito impreso y averigüe cómo las va a colocar todas. Hay un par de cosas que debes tener en cuenta:

• Intente hacer que todos sus circuitos integrados miren de la misma manera. De esa manera, puede saber de un vistazo si todos están montados correctamente.
• Los terminales de tornillo, los enchufes IC y los conectores de cables son tus amigos. Si algo se rompe, querrá poder quitar y reemplazar las piezas fácilmente. Además, es posible que tenga que canibalizar su ArduinoBoy en un momento posterior para construir algo más. Agregar enchufes y otros conectores puede permitirle hacer esto fácilmente.
• Tenga en cuenta el espacio con el que tiene que trabajar. Mantenga las piezas bien alejadas de los orificios de montaje para que pueda llevar el hardware y las herramientas de montaje a esos lugares fácilmente. Además, si va a colocar la placa en un espacio muy pequeño, como una lata de Altoids, debe tener en cuenta el espacio que ocupan las partes, como los botones. Es posible que deba mantener despejadas algunas partes de su tablero para que el botón tenga espacio dentro de la caja.

Una vez que tenga todo soldado, es una simple cuestión de perforar y cortar los orificios apropiados en su caso de elección y montar la placa de circuito en su interior. Si está usando una caja de metal como lo hice yo, asegúrese de usar un trozo de papel o algo para revestir la parte inferior de la caja para que no provoque un cortocircuito en ninguna parte del circuito. Las arandelas de goma también serían una buena idea.

Paso 6: usando su ArduinoBoy

Su ArduinoBoy, si está ensamblado correctamente, no debería comportarse de manera diferente a cualquier otro dispositivo de entrada MIDI. Cuando se usa con mGB, tendrá 5 canales MIDI separados. Los canales 1 y 2 son generadores de tonos constantes, 3 es un generador de tonos que parece tener un patrón de tres notas en mis pruebas limitadas (el timbre de la nota cambiará cada vez que toque en este canal, siguiendo un patrón), el canal 4 proporciona sonidos de bajo (úselo como batería, bajo o sintetizador) y el canal 5 es ruido (se usa con mayor frecuencia en los juegos de GameBoy para explosiones y agua corriente).

Conecte su dispositivo de salida MIDI en el puerto conectado al optoaislador, su ArduinoBoy en su GameBoy y su cartucho reprogramable en su GameBoy también. Configure su ArduinoBoy en modo mGB presionando el botón hasta que se encienda el LED conectado al 8 digital. De aquí en adelante, puedes usar tu GameBoy como un instrumento MIDI. Los ajustes al sonido generado se pueden hacer en GameBoy usando la interfaz de mGB, específicamente, timbre, octava, canal y ataque de nota. Los otros modos de ArduinoBoy se utilizan con otros programas de creación de chiptune de GameBoy, específicamente, Nanoloop y LSDJ y están más allá del alcance de este Instructable.

Paso 7: Escollos que puede evitar

Mientras completaba este proyecto, cometí algunos errores de diseño y construcción que, aunque no afectaron negativamente el rendimiento de la función principal de ArduinoBoy, hicieron que la construcción fuera más desafiante y la presentación final un poco descuidada. Aquí están mis errores y algunos fallos comunes, y cómo puede evitarlos o corregirlos. Trabajo de caja de metal De todas las decisiones de diseño que tomé, la decisión de usar una lata de menta Altoids como caja fue quizás la más desastrosa. El problema no es la lata en sí, sino las herramientas que tenía disponibles para preparar el estuche y el hecho de que he trabajado muy poco con chapas finas. En primer lugar, utilice la herramienta adecuada para el trabajo. Las tijeras de hojalata, o al menos las que utilicé, rompen el metal en lugar de cortarlo limpiamente, dejando atrás los bordes afilados que no quedan planos en la carcasa. En su lugar, use un nibbler. Además, al perforar agujeros, siempre perfore desde el lado del acabado, o desde el lado que verá con más frecuencia (afuera), siempre que sea posible. Cuando perfora un orificio, es probable que deje rebabas en el metal y haga que el metal se doble hacia el orificio desde la dirección en la que perfora. Al perforar desde el exterior, deja las rebabas en el interior de la caja, lo que hace que el exterior se vea más ordenado y sea más seguro para las personas distraídas. Tablero para prototipos Los materiales baratos no siempre son los mejores para trabajar. Las placas prototipo que utilicé para construir mi ArduinoBoy provienen de RadioShack y, aunque son perfectamente utilizables, son difíciles de soldar por su propia naturaleza de fabricación económica. Sin orificios enchapados, por lo que la soldadura no se succiona por los orificios, lo que da como resultado estas grandes manchas de soldadura en la placa que no sujetan completamente las partes soldadas en su lugar. Haga todo lo posible para encontrar tablas con agujeros chapados. Si no puede, he oído que un poco de fundente de soldadura untado en el orificio justo antes de soldar absorberá la soldadura fundida en el orificio, como si estuviera enchapado. Sobre el tema de los proto-tableros baratos, tenga en cuenta que debido a que la soldadura se acumulará en la parte superior, pueden ser propensos a … Cortos Cuando terminé de soldar mi ArduinoBoy, noté que los LED no se iluminaban correctamente. El problema no era mi cableado, que era perfecto, sino mi soldadura. Cantidades diminutas, prácticamente imposibles de ver, de soldadura y polvo cubrían los huecos en la placa, lo que evitaba que algunos LED se iluminaran y unieran otros LED. Si esto le sucede a usted, pase una hoja de cuchillo entre las juntas de soldadura y limpie a fondo con hisopos, toallas de papel y alcohol isopropílico. Solo una advertencia general para todos. No me malinterpretes, es genial cuando dos partes tienen que pegarse y pegarse rápidamente, pero nunca asumas que puedes usarlo sin pegar los dedos.

Paso 8: ¿A dónde voy desde aquí?

¿Tiene problemas para comenzar con todo el asunto de la composición chiptune? ¿Necesita inspiración, consejos, trucos y un lugar para mostrar su última canción? Para todo lo relacionado con los chiptunes y, por extensión, los juegos retro, existe 8bitcollective.com. Tienen una comunidad vibrante de compositores chiptune que estarían más que dispuestos a ayudarte en tu carrera.

¿Quiere ampliar las capacidades de su ArduinoBoy? Su ArduinoBoy tiene una función incorporada que mGB en realidad no utiliza: salida MIDI, específicamente, sincronización MIDI. Nanoloop y LSDJ, sin embargo, no solo son compatibles con el hardware ArduinoBoy, sino que pueden usar esta función no utilizada, lo que le permite sincronizar los sonidos de su GameBoy con otros instrumentos MIDI programables, como la batería. Bien, ahora eres un compositor e intérprete de chiptune exitoso, pero ahora tienes un montón de conciertos a los que ir y quieres aligerar la carga tanto como sea posible. ¿Qué vas a hacer? Bueno, siempre que solo esté utilizando el puerto de entrada MIDI de ArduinoBoy, puede reducir drásticamente su tamaño. Simplemente use un clon de Arduino tan pequeño que pueda encontrar y omita el puerto de salida MIDI. Después de todo, parece funcionar para trash80. En cuanto a mí, estoy buscando hacer algunas mejoras en mi prototipo y, al mismo tiempo, aprender más sobre cómo funciona y cómo puedo componer música real con él. Estoy pensando en diseñar algunas PCB en Eagle CAD para dos versiones diferentes: una que usa componentes de orificio pasante y circuitos integrados de paquete DIP, como esta, y otra que usa componentes de montaje en superficie siempre que sea posible para poder probar el reflujo de la placa calefactora método de soldadura y hacer (con suerte) el ArduinoBoy más pequeño y completo jamás creado. Sobre todo, lo que sea que decidas hacer con tu ArduinoBoy, diviértete. Si no te estás divirtiendo, obviamente estás haciendo algo mal. Recuerda que, como todo lo demás en la vida, componer chiptunes no se trata de vencer a otra persona. Se trata de superarte a ti mismo, hacer que cada tema que compones sea mejor que el anterior. Nadie se hizo famoso por hacer algo que no amaba. ¿Preguntas? Comentarios ¿Propuestas de matrimonio? ¿Amenazas de muerte? Publícalos a continuación.