Φορητή κονσόλα παιχνιδιών - Arduboy Clone: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Πριν από μερικούς μήνες συνάντησα το Arduboy, το οποίο σύμφωνα με τον επίσημο ιστότοπό του είναι μια μικροσκοπική πλατφόρμα παιχνιδιών 8-bit που διευκολύνει την εκμάθηση, την κοινή χρήση και την αναπαραγωγή παιχνιδιών στο διαδίκτυο. Είναι μια πλατφόρμα ανοιχτού κώδικα. Τα παιχνίδια για το Arduboy γίνονται από τους χρήστες. Το Arduboy βασίζεται στο ATmega32u4 που είναι ο ίδιος μικροελεγκτής που χρησιμοποιείται στο Arduino Pro Micro. Παρόλο που δεν είμαι ακόμα ικανός να φτιάχνω παιχνίδια, αποφάσισα να φτιάξω το κομμάτι του υλικού σε ένα breadboard. Και ναι, λειτούργησε! Ευχαριστώ τον MrBlinky για τη δημιουργία πακέτου σπιτικού Arduboy. Η σκληρή δουλειά είχε ήδη γίνει.

Διασκέδασα πολύ παίζοντας μερικά ρετρό παιχνίδια σε αυτό. Αλλά το breadboard είναι λίγο αδέξιο με τα καλώδια να τρέχουν παντού. Πάντα ήθελα να δοκιμάσω το σχεδιασμό PCB και να το κατασκευάσω επαγγελματικά. Έτσι, αυτή είναι η κατάλληλη στιγμή για να το κάνετε. Επίσης, αυτό είναι ένα τέλειο έργο καθώς πρέπει να επικεντρωθούμε μόνο στον σχεδιασμό PCB. Σε αυτό το Instructables, θα φτιάξουμε τη δική μας έκδοση του Arduboy, από το διάγραμμα κυκλώματος στην πλακέτα κυκλώματος!

Ας αρχίσουμε

Βήμα 1: Πράγματα που θα χρειαστείτε

1x Arduino Pro Micro (5V)

1x OLED οθόνη (SPI)

6x Tactile Push Button

1x Piezo ηχείο

1x Common Anode RGB LED

Βήμα 2: Δοκιμή σε Breadboard

Συγκεντρώστε όλα τα απαιτούμενα εξαρτήματα και ξεκινήστε να τα συνδέετε στο breadboard όπως φαίνεται στο διάγραμμα κυκλώματος.

Οι συνδέσεις έχουν ως εξής:

Κλειδιά ελέγχου:

ΕΠΑΝΩ - Α0

ΚΑΤΩ - Α3

ΔΕΞΙΑ - Α1

ΑΡΙΣΤΕΡΑ - Α2

Α - Δ7

Β - Δ8

Οθόνη OLED:

SCL - D15

SDA - D16

DC - D4

ΑΠΕ - Δ2

Ομιλητής:

SPEAKER + - D5

ΟΜΙΛΗΤΗΣ - - D6

RGB LED:

ΚΟΚΚΙΝΟ - Δ10

ΠΡΑΣΙΝΟ - Δ3

ΜΠΛΕ - Δ9

Βήμα 3: Μεταφόρτωση παιχνιδιών στο Arduino

Υπάρχουν μερικά βήματα που πρέπει να ακολουθήσετε για να μπορείτε να ανεβάσετε τυχόν παιχνίδια στο Arduino.

• Ανοίξτε το Arduino IDE> Αρχείο> Προτιμήσεις
• Αντιγράψτε και επικολλήστε το παρακάτω URL στο πλαίσιο κειμένου Additional Boards Manager URL και κάντε κλικ στο OK.
• Μεταβείτε στα Εργαλεία> Πίνακες> Διαχειριστής πινάκων.
• Στο πλαίσιο κειμένου πληκτρολογήστε σπιτικό ή Arduboy σπιτικό.
• Επιλέξτε Arduboy Homemade πακέτο και κάντε κλικ στην επιλογή Εγκατάσταση.

Αφού εγκαταστήσετε τη βιβλιοθήκη, μεταβείτε στο μενού Εργαλεία και κάντε την επιλογή ως εξής:

• Πίνακας: Σπιτικό Arduboy
• Bootloader: Cathy3K
• Με βάση: SparkFun Pro Micro 5V - Εναλλακτική καλωδίωση
• Πυρήνας: Βελτιστοποιημένος πυρήνας Arduboy
• Οθόνη: SSD1306

Επιλέξτε και κατεβάστε το αγαπημένο σας παιχνίδι από εδώ.

Ανοίξτε το αρχείο.ino και πατήστε upload.

Βήμα 4: Σχεδιασμός PCB στο EasyEDA

Όταν όλα λειτουργούν σωστά, μπορούμε να ξεκινήσουμε με τη διαδικασία σχεδιασμού PCB. Επέλεξα το EasyEDA για το σχεδιασμό καθώς διευκολύνει τα πράγματα για αρχάριους όπως εγώ. Iθελα να είναι φορητό οπότε αποφάσισα να το λειτουργήσω με μπαταρία LiPo που σημαίνει ότι θα χρειαστεί κύκλωμα φόρτισης και ενίσχυσης. Αποφάσισα να φτιάξω μόνος μου το κύκλωμα ενίσχυσης χρησιμοποιώντας το MT3608, αλλά έκανα επίσης μια πρόβλεψη για τη σύνδεση μιας άμεσα διαθέσιμης μονάδας MT3608 (πράγμα που κατέληξα να χρησιμοποιήσω) σε περίπτωση που η έκδοση μου αποτύχει. Έχω επισυνάψει όλα τα αρχεία σε περίπτωση που επιθυμείτε να χρησιμοποιήσετε το σχέδιο PCB μου.

Αρχικά, ξεκινήστε κάνοντας ένα διάγραμμα κυκλώματος. Βεβαιωθείτε ότι όλα έχουν επισημανθεί σωστά και ότι το διάγραμμα κυκλώματος είναι καθαρό και καθαρό. Αυτό διευκολύνει τη διάγνωση προβλημάτων αργότερα. Ενώ επιλέγετε εξαρτήματα, το αποτύπωμα του στοιχείου και βεβαιωθείτε ότι ταιριάζει με το στοιχείο που έχετε.

Αφού ελέγξετε όλες τις συνδέσεις, κάντε κλικ στην επιλογή Μετατροπή σε PCB. Αυτό θα ανοίξει ένα νέο παράθυρο όπου μπορείτε να βρείτε όλα τα ίχνη των εξαρτημάτων έτοιμα για τοποθέτηση και σύνδεση.

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε είναι να καθορίσετε το περίγραμμα του πίνακα σας. Τοποθετήστε τα εξαρτήματά σας χοντρικά και με λογικό τρόπο για να πάρετε μια γενική ιδέα για το σχήμα και το μέγεθος του πίνακα. Επιλέξτε BoardOutline από το μενού Layers και ξεκινήστε να σχεδιάζετε χρησιμοποιώντας το εργαλείο Track από το μενού PCB Tools.

Τώρα, οριστικοποιήστε τη θέση των εξαρτημάτων. Mightσως έχετε παρατηρήσει τις γραμμές που βγαίνουν από τα τακάκια. Αυτές ονομάζονται Ratlines και μας βοηθούν να πάρουμε μια ιδέα για το πώς τα εξαρτήματα συνδέονται μεταξύ τους, έτσι ώστε η χάραξη των ιχνών να είναι εύκολη.

Μόλις είστε ικανοποιημένοι με την τοποθέτηση του εξαρτήματος, μπορείτε τώρα να αρχίσετε να τα συνδέετε με ίχνη. Το πλάτος του ίχνους καθορίζεται από το ρεύμα που πρέπει να μεταφέρει. Ένας υπολογιστής πλάτους ίχνους PCB είναι χρήσιμος. Πήγα με 0.254mm για σήματα και 0.6mm για τροφοδοτικά. Επιλέξτε TopLayer (ή BottomLayer) από το μενού Layers και ξεκινήστε να σχεδιάζετε χρησιμοποιώντας το εργαλείο Track. Ενώ ο εντοπισμός μπορεί να προκύψει μια κατάσταση όπου δεν υπάρχει χώρος για να ολοκληρωθεί το ίχνος. Σε μια τέτοια περίπτωση, μπορείτε να μεταβείτε στο άλλο επίπεδο και να συνεχίσετε τη σύνδεση. Η σύνδεση μεταξύ των ιχνών των δύο στρωμάτων γίνεται με τη βοήθεια εάν Vias. Στη μέση της δημιουργίας ενός ίχνους, πατήστε V. Το ίχνος θα τελειώσει και τώρα μπορείτε να τοποθετήσετε ένα via. Στη συνέχεια, επιλέξτε το άλλο επίπεδο από το μενού Layer και συνεχίστε το ίχνος ξεκινώντας από το via. Κάντε όλες τις συνδέσεις εκτός από το Ground.

Τώρα επιλέξτε το εργαλείο Περιοχή χαλκού από το μενού Εργαλεία PCB και σχεδιάστε γύρω από τον πίνακα. Βεβαιωθείτε ότι το GND είναι επιλεγμένο στο πλαίσιο κειμένου net. Αυτό θα δημιουργήσει ένα επίπεδο γείωσης και οι υπόλοιπες συνδέσεις γείωσης θα γίνουν αυτόματα σε αυτό.

Ελέγξτε, ελέγξτε και ελέγξτε! Βεβαιωθείτε ότι δεν έχετε χάσει τίποτα. Μόλις είστε απόλυτα σίγουροι, κάντε κλικ στο Δημιουργία αρχείου κατασκευής για να κατεβάσετε τα αρχεία Gerber, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να σταλούν σε μια υπηρεσία κατασκευής της επιλογής σας.

Σημείωση: Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, έχω κάνει ένα κύκλωμα ώθησης χρησιμοποιώντας το MT3608 το οποίο λειτουργεί τέλεια μέχρι να συνδεθεί ένα φορτίο. Η τάση εξόδου μειώνεται σημαντικά. Είχα επίγνωση αυτού του προβλήματος καθώς το φύλλο δεδομένων του MT3608 καθορίζει σαφώς πώς πρέπει να είναι τακτοποιημένα τα εξαρτήματα και το πλάτος ιχνών. Και ως αρχάριος, ήμουν αρκετά σίγουρος ότι αυτό το λάθος θα συμβεί. Θα ήταν χρήσιμο αν κάποιος μου εξηγήσει την αιτία και τη λύση του προβλήματος.

Βήμα 5: Συναρμολόγηση του PCB σας

Παρήγγειλα τα PCB από το JLCPCB και όλα τα απαιτούμενα εξαρτήματα από το LCSC. Αυτό εξοικονομεί κόστος αποστολής καθώς και οι δύο παραγγελίες αποστέλλονται μαζί. Κρατήστε το διάγραμμα κυκλώματος έτοιμο και ξεκινήστε να κολλάτε τα εξαρτήματα σύμφωνα με τη σήμανση της μεταξοτυπίας. Κατά τη συγκόλληση εξαρτημάτων SMD, βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε πολλή ροή καθώς διευκολύνει πολύ τη συγκόλληση μικροσκοπικών πείρων. Firstταν η πρώτη μου φορά συγκόλλησης εξαρτημάτων SMD και η δουλειά συγκόλλησης φαίνεται αρκετά καλή.

Καθαρίστε το PCB μετά τη συγκόλληση με Iso Propyl Alcohol για να αφαιρέσετε το υπόλειμμα ροής.

Επιλέγοντας μια μπαταρία LiPo:

Χρησιμοποίησα μια μπαταρία 380mAh την οποία είχα τοποθετήσει. Με ρεύμα που αντλείται μεταξύ 50mA και 100mA, θα πρέπει να διαρκέσει περίπου 3-4 ώρες.

Βήμα 6: Απολαύστε

Συνδέστε μια μπαταρία LiPo, ανεβάστε το αγαπημένο σας παιχνίδι όπως πριν και απολαύστε!

Σας ευχαριστώ που μείνετε μέχρι το τέλος. Ελπίζω να σας άρεσε πολύ αυτό το έργο και να μάθατε κάτι νέο σήμερα. Ενημερώστε με αν φτιάξετε ένα για τον εαυτό σας. Εγγραφείτε στο κανάλι μου στο YouTube για περισσότερα επερχόμενα έργα. Σε ευχαριστώ για άλλη μια φορά!