Retro-CM3: Erőteljes RetroPie kezelt GAME konzol: 8 lépés (képekkel)

2025 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2025-01-23 14:48

Ezt az utasítást az adafruit PiGRRL Zero, Wermy eredeti Gameboy Zero felépítése és a GreatScottLab Handled Game Console ihlette. Ezek a RetroPie alapú játékkonzolok a málna pi nullát (W) használják. DE, miután megépítettem több Pi Zero konzolt, két fő problémát találtunk.

1) A Raspberry Pi Zero (W) csak egymagos Cortex-A7 és 512 MB RAM-mal rendelkezik, ami NES/SNES/GB típusú dolgokhoz megfelelő. Amikor azonban megpróbáltam futtatni a PS/N64 Emus programot, az élmény elfogadhatatlan volt. Még néhány GBA-játék sem fut zökkenőmentesen (némi audió késleltetés, néhány NEOGEO-játékban is, mint például a Metal Slug, amikor bonyolult jeleneteket kezel); 2) A legtöbb játékkonzol-konstrukció SPI-t vagy TV-kimenetet használ megjelenítési felületként. Az SPI kijelzőnek szüksége lesz a CPU -ra, hogy segítsen a keretpuffer -illesztőprogramban, ami rontja a játékélményt, és az fps -t is korlátozza az SPI órajele. És a TV-kimenet minősége nem elég jó.

Ebben az utasításban a RaspberryPi Compute Module 3 -at és a DPI interfész LCD -t fogjuk használni a tökéletes RetroPie játékkonzol létrehozásához. Képesnek kell lennie az összes emulátor zökkenőmentes futtatására, és nagy felbontást és magas képsebességet kell biztosítania.

A játékkonzol végső mérete 152x64x18mm, akár 2000mAh akkumulátorral. A teljes felépítés körülbelül 65 dollárba kerül, beleértve az egyedi PCB -t, az összes összetevőt, a 16 GB -os TF kártyát és a RaspberryPi 3 Lite számítási modult. Mivel már van 3D nyomtatóm, a tok csak 64 g PLA szálba kerül.

Kezdjük.

Megjegyzés: Mivel nem az angol az első nyelvem, ha hibákat talál, vagy valami nem világos, kérjük, jelezze nekem.

Ez az első bejegyzésem az instructable.com webhelyen, és nagyon szükségem van mindenféle javaslatra.

1. lépés: Hozzávalók

Itt találhatók a játékkonzol építéséhez szükséges összetevők. Előfordulhat, hogy egyes alkatrészek nem érhetők el az Ön régiójában, próbálkozzon alternatív alkatrészekkel.

1) A RaspberryPi Compute Module 3 Lite. Vásárolja meg a boltban, ahol a RaspberryPi 3B -t vásárolta, vagy próbálja ki az ebay -en.

2) 3,2 hüvelykes LCD RGB/DPI interfésszel. Győződjön meg róla, hogy RGB/DPI interfész LCD modult kapott, mert ezt a konzolt KELL építeni. Az LCD-t egy helyi e-boltból kaptam, és ugyanez a modul megtalálható az alibabában. Ha alternatív LCD modult vásárol, kérje meg a szolgáltatót, hogy küldje el a részletes paramétert és az inicializáló kódot. Az is bölcs választás, ha ugyanabból a boltból vásárolja meg a megfelelő csatlakozókat, mivel annyi különböző típusú csatlakozó létezik.

3) ALPS SKPDACD010. Taktikus kapcsoló 1,75 mm -es mozgással. Keressen rá a helyi elektronikai alkatrész boltban.

4) Néhány más kulcs. Használja a START/SELECT/VOL+/VOL- gombok bármelyikét.

5) Hangszóró. Bármilyen 8 ohmos, 0,5-1,5 W-os hangszóró.

6) Akkumulátor. 34*52*5,0 mm 1S 1000mAh Li-ion akkumulátort választottam x2.

7) Néhány IC. STM32F103C8T6, IP5306, TDA2822, NC7WZ16, SY8113, PT4103 stb.

8) Néhány csatlakozó. USB-Micro Female, PJ-237 (telefon jack), TF-Card Jack, DDR2 SODIMM stb.

9) Néhány passzív komponens. Ellenállások, kondenzátorok és induktorok.

10) Egyéni PCB. A vázlatos és a PCB fájlok a végén találhatók. Ne felejtse el változtatni rajta, ha bármilyen más alkatrészt használ.

11) 3D nyomtató. Győződjön meg arról, hogy képes nyomtatni 152*66*10 mm méretű részeket.

12) Elég PLA szál.

2. lépés: A számítási modul 3

A Raspberry Pi Compute Module 3 egy nagyon erőteljes alaplap néhány érdeklődő modul prototípusának létrehozásához. A részletes bevezető itt található. És néhány hasznos információt itt talál.

A modul DDR2 SODIMM típusú csatlakozót használ, ami valamivel nehezebben használható. Ezenkívül a BCM2837 mag BANK1 és BANK0 összes GPIO csapja ki van vezetve.

A számítási modul használatának megkezdéséhez több különböző feszültséget kell biztosítanunk: 1.8V, 3.3V, 2.5V és 5.0V. Ezek közül az 1,8 V -ot és a 3,3 V -ot használják egyes perifériák táplálására, amelyek egyenként körülbelül 350 mA -t igényelnek. A 2,5 V-os tápvezeték hajtja a TV-kimeneti DAC-t, és 3,3 V-ra köthető, mivel nincs szükségünk TV-kimenetre. Az 5,0 V -ot a VBAT csapokhoz kell csatlakoztatni, és ez táplálja a Core -t. A VBAT bemenet 2,5 V -tól 5,0 V -ig terjedő feszültséget fogad el, és csak győződjön meg arról, hogy a tápegység akár 3,5 W -ot is képes kimenni. A VCCIO csapok (GPIO_XX-XX_VREF) 3,3 V-ra csatlakoztathatók, mivel 3,3 V-os CMOS-szintet használunk. Az SDX_VREF tűt szintén 3.3V -ra kell csatlakoztatni.

Az összes HDMI, DSI, CAM érintkezőt itt nem használják, csak hagyja lebegni. Ne felejtse el az EMMC_DISABLE_N tűt 3.3V -ra kötni, mivel TF kártyát használunk merevlemezként az USB rendszerindítási funkció helyett.

Ezután csatlakoztassa az SDX_XXX csapokat a TF kártyahely megfelelő csapjaihoz, és nincs szükség fel- vagy lehúzó ellenállásokra. Ebben a lépésben készen állunk a Raspberry Pi Compute Module 3 indítására. Kapcsolja be a tápegységet csökkenő sorrendben: 5V, 3,3V, majd 1,8V, a rendszer képes legyen az indításra, de mivel nincs kimenet eszköz, csak nem tudjuk, hogy jól működik -e. Tehát a következő lépésben ellenőriznünk kell egy kijelzőt.

Mielőtt azonban folytatnánk, először meg kell mondanunk a Pi -nek, hogy mi az egyes GPIO funkciói. Itt adok meg néhány fájlt, tegye a "dt-blob.bin", "bcm2710-rpi-cm3.dtb" és "config.txt" fájlokat az újonnan felvillantott TF kártya rendszerindító mappájába. Tegye a "dcdpi.dtbo" fájlt a /boot /overlay mappába. A dt-blob.bin határozza meg az egyes GPIO-k alapértelmezett funkcióját. A GPIO14/15 -öt normál GPIO -ra cserélem, és az UART0 funkciót GPIO32/33 -ra állítom át, mivel GPIO14/15 -re van szükségünk az LCD -modulhoz való illesztéshez. Azt is mondom a Pi -nek, hogy használja a GPIO40/41 -et pwm funkcióként, és tegye őket jobb és bal hangkimenetnek. A dcdpi.dtbo egy eszközfa-fedvényfájl, és azt mondja a Pi-nek, hogy a GPIO0-25-öt fogjuk használni DPI funkcióként. Végül a „dtoverly = dcdpi” feliratot írjuk, hogy tudatosítsuk a Pi -ben, hogy betöltse az átfedő fájlt.

Jelenleg a Raspberry Pi teljesen megérti, hogy melyik funkciót kell használni az egyes GPIO -khoz, és készen állunk a továbblépésre.

3. lépés: Az LCD -modul illesztése

Mivel ebben a konzolban különböző DPI/RGB interfész LCD modul használható, itt példaként a saját konstrukciómban használt modult vesszük. És ha másikat választott, ellenőrizze a modul pin -definícióját, és csak a példában látható módon hozza létre a kapcsolatokat a pin nevek szerint.

Az LCD modulon két interfész található: SPI és DPI. Az SPI az LCD vezérlő IC kezdeti beállításainak konfigurálására szolgál, és bármely nem használt GPIO -hoz csatlakoztathatjuk. Csak a Reset, CS, MOSI (SDA/SDI) és SCLK (SCL) csapokat csatlakoztassa, a MISO (SDO) csap nem használható. Az LCD -illesztőprogram inicializálásához itt a BCM2835 C könyvtárat használjuk a GPIO -k meghajtására, és a modulszállító által biztosított bizonyos inicializálási sorrendet ad ki. A forrásfájl később megtalálható ebben az utasításban.

Telepítse a BCM2835 C könyvtárat egy másik Raspberry Pi 3 készülékre az itt található utasítások szerint. Ezután használja a "gcc -o lcd_init lcd_init.c -lbcm2835" parancsot a forrásfájl fordításához. Ezután adjon hozzá egy új sort az /etc/rc.local fájlban az "exit 0" előtt: "/home/pi/lcd_init" (tegyük fel, hogy az összeállított alkalmazást a/home/pi mappába helyezte). Hangsúlyozni kell, hogy a forrásfájlt csak az általam használt modulhoz és egy másik LCD -modulhoz használják, csak kérje a szállítótól az inicializálási sorrendet, és ennek megfelelően módosítsa a forrásfájlt. Ez a folyamat meglehetősen bonyolult, mert ezen a ponton semmi sem látható a képernyőről, ezért javaslom, hogy ezt RPI-CMIO táblán tegye meg, mivel az minden GPIO-t kivezet, így uart vagy wlan segítségével hibakereshető.

A következő rész egyszerű, csak csatlakoztassa az LCD modul bal csapjait az itt leírtak szerint. Attól függően, hogy milyen LCD modulja van, okosan válassza az RGB módot. Számomra itt a DPI_OUTPUT_FORMAT_18BIT_666_CFG2 (6. mód) lehetőséget választottam. Módosítsa a "dpi_output_format = 0x078206" sort tetszés szerint. És ha az LCD modul más felbontást használ, állítsa be a "hdmi_timings = 480 0 41 60 20 800 0 5 10 10 0 0 0 60 0 32000000" hivatkozást az itt található fájlra.

Ha minden beállítás helyes, a Pi következő indításakor 30-40 másodperces fekete után (a tápellátástól a rendszerig betölti az SPI inicializáló parancsfájlját) a kijelzőn kell látnia a képernyőt.

4. lépés: A billentyűzet és az audio

A maggal és a kimenettel az utolsó két lépésben végeztünk. Most térjünk át az Input részre.

A játékkonzolhoz gombokra és gombokra van szükség. Itt 10 ALPS SKPDACD010 kapcsolóra van szükségünk fel/le/jobbra/balra, LR és A/B/X/Y gombként. A többi gombhoz, például a start/select és a hangerő növelése/csökkentése, normál 6x6 felületi rögzítő gombokat használnak.

Kétféle módon lehet a gombokat a Raspberry Pi -vel összekötni. Az egyik módszer a gombok közvetlen csatlakoztatása a Pi GPIO -jához, a másik pedig a gombok MCU -hoz és interfészhez való csatlakoztatása a Pi USB HID protokollal. Itt a másodikat választottam, mert mindenképpen szükségünk van egy MCU -ra, hogy kezelni tudjuk a bekapcsolási sorrendet, és biztonságosabb, ha távol tartjuk a Pi -t az emberi érintéstől.

Tehát csatlakoztassa a kulcsokat az STM32F103C8T6 -hoz, majd csatlakoztassa az MCU -t a Pi -hez USB -n keresztül. Ennek a lépésnek a végén talál egy példát az MCU programra. Módosítsa a pin definíciókat a hw_config.c fájlban, és fordítsa le az MCU itt található USB könyvtárával. Vagy egyszerűen letöltheti a hexafájlt közvetlenül az MCU -ba, amennyiben ugyanazokat a pin -definíciókat osztja meg az utasítás végén található vázlatban.

Ami az audio kimeneteket illeti, a Raspberry Pi 3 B hivatalos vázlata jó módszert ad a pwm hullám szűrésére, és ugyanazon áramkörnek tökéletesen kell működnie. Egy dologra kell felhívni a figyelmet, hogy ne felejtse el hozzáadni az "audio_pwm_mode = 2" sort a config.txt végéhez, hogy csökkentse a hangkimenet zaját.

A hangszóró meghajtásához hangszóró -illesztőprogramra van szükség. Itt a TDA2822 -et választottam, és az áramkör a hivatalos BTL áramkör. Vegye figyelembe, hogy a PJ-327 telefoncsatlakozó automatikus leválasztó tüskével rendelkezik a jobb kimeneten. Ha nincs fejhallgató csatlakoztatva, a 3 -as érintkező a megfelelő csatornához van csatlakoztatva. És amint a fejhallgató csatlakoztatva van, ez a tű leválik a megfelelő csatornáról. Ez a tű használható hangszóró bemeneti tűként, és a hangszóró elnémul, amikor a fejhallgatót csatlakoztatja.

5. lépés: A hatalom

Térjünk vissza az áramellátáshoz, és nézzük meg az áramellátás részletes tervezését.

Három tápegység van: az MCU tápegység, a töltő/erősítő és a DC-DC Bucks.

Az MCU tápegység el van osztva az összes többi tápegységtől, mert szükségünk van rá az előkapcsolási sorrend végrehajtásához. Amint a bekapcsoló gombot lenyomják, a PMOS csatlakoztatja az LDO EN tűjét az akkumulátorhoz az LDO engedélyezéséhez. Ekkor az MCU bekapcsol (a gomb továbbra is le van nyomva). Az MCU rendszerindításakor ellenőrzi, hogy a bekapcsológombot elég hosszú ideig nyomta -e. Kb. 2 másodperc elteltével, ha az MCU úgy találta, hogy a bekapcsológomb még mindig le van nyomva, felhúzza a "PWR_CTL" tűt, hogy a PMOS be legyen kapcsolva. Ebben a pillanatban az MCU veszi át az MCU tápegység vezérlését.

Ha a bekapcsológombot ismét 2 másodpercig lenyomja, az MCU lefuttatja a kikapcsolási folyamatot. A kikapcsolási folyamat végén az MCU elengedi a "PWR_CTL" érintkezőt, hogy a PMOS kikapcsoljon, és az MCU tápellátása le legyen tiltva.

A töltő/erősítő rész az IP5306 IC -t használja. Ez az IC 2,4 A töltésű és 2,1 A kisülésű, erősen integrált Soc az árambank használatához, és tökéletesen megfelel az igényeinknek. Az IC képes feltölteni az akkumulátort, 5 V -os kimenetet biztosítani, és az akkumulátor töltöttségi szintjét egyszerre 4 LED -del megjeleníteni.

A DC-DC Buck rész két SY8113 nagy hatékonyságú 3A bakot használ. A kimeneti feszültség 2 ellenállással programozható. Az áramellátás biztosításához először az MCU -nak kell engedélyeznie a Booster -t. A KEY_IP jel egy gombnyomást szimulál az IP5306 KEY csapjára, és lehetővé teszi a belső 5 V -os erősítőt. Ezt követően az MCU engedélyezi a 3,3 V -os feszültséget a RASP_EN csap magasra húzásával. A 3,3 V feszültség biztosítása után az 1,8 V -os bak EN -tűje magasra húzódik, és lehetővé teszi az 1,8 V -os kimenetet.

Ami az akkumulátort illeti, két 1000 mAh-s Li-ion tészta elegendő a konzolhoz. Az ilyen típusú akkumulátor normál mérete 50*34*5 mm.

6. lépés: A rendszer beállítása

Ebben a lépésben az összes beállítást összeállítjuk.

Először le kell töltenie és be kell villannia a RetroPie képet egy új TF kártyára. Az oktatóanyag és a letöltés itt található. Töltse le a Raspberrypi 2/3 verzióját. A kép villanása után 2 partíció jelenik meg: egy FAT16 formátumú "boot" partíció és egy EXT4 formátumú "Retropie" partíció.

Ha elkészült, ne helyezze be azonnal a Raspberry Pi -be, mert hozzá kell adnunk egy FAT32 partíciót a ROM -okhoz. Használjon olyan partíciószerszámokat, mint a DiskGenius, hogy beállítsa az EXT4 partíciót 5-6 GB-ra, és hozzon létre egy új FAT32 partíciót a TF-kártyán maradt szabad hellyel. Tekintse meg a feltöltött képet.

Győződjön meg arról, hogy a rendszer képes azonosítani a TF kártyaolvasót USB-HDD eszközként, és 3 partíciót fog látni a felfedezőben. Kettő közülük elérhető, és a Windows megkéri, hogy formázza a bal oldalt. NE formázza !!

Először nyissa meg a "boot" partíciót, és kövesse a 2. lépést a pin konfigurációk beállításához. Vagy egyszerűen csomagolja ki a boot.zip fájlt ebben a lépésben, és másolja az összes fájlt és mappát a rendszerindító partícióra. Ne felejtse el másolni az összeállított lcd_init parancsfájlt a rendszerindító partícióba is.

Itt készen állunk az első rendszerindításra, de mivel nincs kijelző, határozottan javaslom, hogy használjon RPI-CMIO kártyát usb wlan eszközzel. Ezután konfigurálhatja a wpa_supplicant fájlt, és engedélyezheti az ssh -t ebben a lépésben. Ha azonban nem kíván ilyet beszerezni, akkor a GPIO32/33 UART -terminálként használható. Csatlakoztassa a TX (GPIO32) és az RX (GPIO33) tűt egy usb-uart kártyához, és érje el a terminált 115200 bites adatátvitellel. Akárhogy is, terminál hozzáférést kell kapnia a Pi-hez.

Az első indításkor a rendszer elakad, amikor megpróbálja kibővíteni a fájlrendszert. Hagyja figyelmen kívül, nyomja meg a start gombot (adja meg az USB HID billentyűzet billentyűjét), és indítsa újra. A terminálon másolja az lcd_init parancsfájlt a "pi" felhasználó saját mappájába, és kövesse a 3. lépést az automatikus indítás beállításához. Egy újabb újraindítás után látnia kell a képernyőt, hogy világítson és mutasson valamit.

Jelenleg a játékkonzol készen áll a játékra. Ahhoz azonban, hogy a ROM -okat és a BIOS -okat betöltse a TF kártyájára, minden alkalommal hozzá kell férnie egy terminálhoz. Az egyszerűség kedvéért javaslom a FAT32 partíció beállítását.

Először készítsen biztonsági másolatot a RetroPie mappáról a /home /pi alatt a RetroPie-bck-re: "cp -r RetroPie RetroPie-bck". Ezután adjon hozzá egy új sort az/etc/fstab mappába: "/dev/mmcblk0p3/home/pi/RetroPie alapértelmezett értékek, uid = 1000, gid = 1000 0 2", hogy automatikusan rögzítse a FAT32 partíciót a RetroPie mappába a tulajdonos beállításával "pi". Az újraindítás után a RetroPie mappa tartalma eltűnt (ha nem, akkor indítsa újra), és néhány hiba megjelenik a képernyőn. Másolja vissza a RetroPie-bck összes fájlját a RetroPie-be, és indítsa újra. A hibáknak el kell tűnniük, és a képernyőn megjelenő utasításokat követve konfigurálhatja a beviteli eszközt.

Ha ROM -ot vagy BIOS -t szeretne hozzáadni, húzza ki a TF kártyát, amikor ki van kapcsolva, és csatlakoztassa a számítógéphez. Nyissa meg a 3. partíciót (EMLÉKEZZET, hogy IGNORE a formázási tippet !!!), és másolja a fájlokat a megfelelő mappákba.

7. lépés: A 3D nyomtatott tok és gombok

A GameBoy Micro stílusú tokot a játékkonzolra terveztem.

Csak nyomtatni

4x ABXY. STL

2x LR. STL (támogatást kell hozzáadni)

1x CROSS. STL

1x TOP. STL

1x BOTTOM. STL

Nyomtatom őket PLA -val, 20% kitöltéssel, 0,2 mm -es réteggel, és elég erős.

Mivel a tok szoros, ellenőrizze a nyomtató pontosságát néhány tesztkockával nyomtatás előtt.

Három 5 mm hosszú φ 3 mm -es csavart és négy 10 mm hosszú φ 3 mm -es csavart kell összeszerelni.

8. lépés: Minden együtt és hibaelhárítás

Mivel az áramkör bonyolult, jó választás PCB -munkák elvégzésére. A teljes vázlatos rajz és a saját PCB verzióm ennek a lépésnek a végén kerül feltöltésre. Ha a PCB verziómat kívánja használni, kérjük, ne távolítsa el a logómat a Top_Solder rétegről. Jobb, ha saját testreszabást végez, és átadja saját PCB -fájlját a helyi gyártónak, hogy elkészítse, mert nagyon nehéz megvásárolni ugyanazokat az alkatrészeket, amelyeket a PCB -n használok.

Az összes alkatrész forrasztása és a PCB tesztelése után először le kell tölteni a hexa fájlt az MCU -ba. Ezt követően ragassza az LCD modult a NYÁK -ra. Az LCD modulnak 3 mm -rel a NYÁK felett kell lennie, hogy illeszkedjen a tokba. Használjon vastag kétoldalas ragasztószalagot a ragasztáshoz. Ezután csatlakoztassa az FPC -t a csatlakozóhoz, és helyezze be a CM3L és TF kártyát. NE forrasztja most az akkumulátort, csatlakoztasson egy USB tápegységet és indítsa el!

Ellenőrizze az összes gombot és a kijelzőt. Mérje meg a BAT+ és a GND közötti feszültséget, ellenőrizze, hogy a feszültség 4,2 V körül van -e. Ha a feszültség rendben van, húzza ki az USB kábelt és forrasztja be az akkumulátort. Próbálja ki a bekapcsoló gombot.

Tegye a CROSS és ABXY gombot a TOP tokba, és tegye a NYÁK -t a tokba. Rögzítse a PCB -t a házban 3 csavarral. Tegyen vastag dupla oldalsó szalagot az összes SKPDACD010 gomb hátoldalára, és ragassza rá az akkumulátort. NE használjon vastag szalagot, hogy az SKPDACD010 csapjai ne károsítsák az akkumulátort. Ezután ragassza a hangszórót a BOTTOM tokhoz. Mielőtt bezárja, lehet, hogy ki kell próbálnia az összes gombot, ellenőriznie kell, hogy működnek -e és megfelelően pattognak -e. Ezután csavarja le a házat 4 csavarral.

Élvezd.

Néhány hibaelhárítási tipp:

1) Háromszor ellenőrizze az LCD modul tüskés csatlakozását a sematikus ábrán és a NYÁK -on.

2) Vezesse el az LCD jelvezetékeket hosszkorlátozással.

3) Ha nem biztos az áramellátási szakaszokban, forrasztja és tesztelje az egyes részeket a tápellátási sorrend szerint. Először 5V, majd 3.3V és 1.8V. Az összes tápegység tesztelése után forrasztja a többi alkatrészt.

4) Ha a kijelző gyakran elmosódik, próbálja megfordítani a PCLK jel polaritását a dpi_output_format beállításával.

5) Ha a kijelző túlságosan középen van, próbálja megfordítani a HSYNC vagy VSYNC jel polaritását.

6) Ha a kijelző kissé középen áll, próbálja meg módosítani a túlpásztázási beállításokat.

7) Ha a kijelző fekete, próbálja megvárni, amíg a rendszer elindul az rc.local szkriptre. Ha a kezdetektől megjelenítésre van szüksége, próbálja meg az SPI interfészt az MCU -hoz vezetni, és használja az MCU -t az LCD modul inicializálásához.

8) Ha a kijelző folyamatosan fekete, ellenőrizze újra az inicializálási sorrendet.

9) Bátran tegyen fel kérdéseket itt vagy e -mailben: [email protected]