ArduinoBoy építése: 8 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:44

A GameBoy. Valószínűleg gyerekkorában birtokolt egyet. És ha nem is, akkor valószínűleg a legjobb barátja GameBoy -jával játszott, vagy talán a legközelebbi versenytársa, a Sega Game Gear vagy a Nomad volt a tulajdonosa. Csodálatos kis játékeszközök, de most, hogy már felnőttetek, elgondolkodtatok azon, hogy mit fogtok vele most csinálni? Tartsa a padláson, hogy előássa és megmutassa gyermekeinek, milyen volt a játék a 20. században? Eladni egy gyűjtőnek? Élje át újra a játék emlékeit úgy, hogy visszamegy a Legend of Zelda: Link ébredése című sorozatba a sokadik bazillon idején?

Gondolt már arra, hogy hangszerré alakítsa? Timothy "trash80" Lamb egy chiptune zeneszerző, aki jelenleg Los Angelesben, Kaliforniában él. A chiptune zeneszerző az a személy, aki a videojáték -konzolokon és kézi számítógépeken található hanggenerátor IC -ket (integrált áramköröket) használja zene létrehozásához. Mr. Lamb az ArduinoBoy néven ismert eszköz megalkotója is; nyílt forráskódú hardver és szoftver kombinációja, amely a GameBoy család bármely tagját patronnyílással és összekötő kábelporttal képes MIDI hanggenerátorrá alakítani. Most meg kell jegyezni, hogy a trash80 nem az első, aki ilyen rendszert hozott létre. A professzionális chiptune zeneszerzők, a Nanoloop és a Little Sound Disk Jockey, vagy az LSDJ által használt két nagy homebrew GameBoy alkalmazás már jó ideje rendelkezik MIDI -képességgel. A probléma az, hogy mindkét alkalmazás a Microchip PIC hardverére támaszkodik a MIDI jelek küldésére és fogadására. Nincs tiszteletlenség az elektromos mérnöki ipar szabványos mikrokontrollerével szemben, de a PIC valóban egy professzionális hardver, és megfélemlítő lehet azok számára, akik rendszeresen nem szórakoznak az elektronikával. Ezen eszközök programozását illetően a kevéssé népszerű operációs rendszerek felhasználói is alig vagy egyáltalán nem támogatottak (az egyetlen hivatalos PIC fejlesztői csomag a Windows, nem támogatja a Linuxot vagy a Macet). A sokkal egyszerűbb Arduino platform használatával azonban az ArduinoBoy kikerüli ezeket a korlátokat, így a leendő chiptune zeneszerző sokkal könnyebben meg tudja építeni a szükséges eszközöket. Ezenkívül, bár az ArduinoBoy -t a trash80 saját, házilag készített GameBoy hanggenerátor programjával, az mGB -vel dolgozták össze, a Nanoloop és az LSDJ is jól kijön egymással. Míg a trash80 megosztotta munkáját egy Google Code weboldalon, nincsenek lépésről lépésre szóló útmutatásai arról, hogyan készíthet saját (ez a teendők listáján szerepel). Úgy döntöttem, hogy segítek neki ebben a kérdésben. Noha nem feltétlenül lépésről lépésre, ez az útmutató leírja az általános elképzelést arról, hogy mit kell tennie, és megmutatja néhány buktatómat, hogy elkerülje őket.

1. lépés: Alkatrészek, eszközök és kód

Alkatrészek

• Egy Arduino, általános Arduino, vagy a saját készítésű alkatrészek. Én személy szerint a Modern Device Compay Really Bare Bones Board készletét használom, amelyet vagy úgy lehet összeszerelni, és a projekthez csatolni a női áramköri érintkező aljzatok segítségével, vagy kannibalizálni alkatrészekhez, hogy az Arduino a projekt állandó része legyen.
• Két 220Ω, hét 2KΩ és egy 270Ω ellenállás. Ehhez a projekthez az 1/4 vagy 1/8 wattos ellenállások ideálisak.
• Egy 6N138 opto-leválasztó.
• Egy 1N914 kis jelző dióda. Ne lepődjön meg, ha csak 10 vagy annál nagyobb mennyiségben vásárolhat.
• Egy nyomógomb, amely csak akkor van bekapcsolva, ha a gombot lenyomják. Azok számára, akik mérnököt beszélnek, ez egy SPST ki- (be) nyomógomb.
• Két 5 tűs, 180 fokos DIN csatlakozó. Győződjön meg róla, hogy pontosan ezeket a csatlakozókat kapja. Sokféle kivitel létezik a DIN csatlakozókhoz, és kevés, ha van, kompatibilis egymással.
• Négy kétcsapos sorkapocs. Bár az összes vezetéket közvetlenül a NYÁK -ra forraszthatja, a sorkapocs vagy más csatlakozó használata sokkal könnyebbé teszi az összeszerelést, szétszerelést és az alkatrészek kannibalizálását.
• Egy általános célú PC-kártya.
• Egy GameBoy összekötő kábel.
• Olyan eszköz, amely képes MIDI -kimenet biztosítására, például billentyűzet vagy számítógép a szükséges szoftverrel és adapterrel.
• Egy programozható GameBoy patron.
• Forrasztó.
• Extra vezeték. Szilárd a kenyérszemléti munkához és a PC -kártya bekötéséhez, sodrott a gyakran mozgatható vezetékekhez.
• Egy tok, amibe mindent be lehet tölteni.
• Különböző halom.

Eszközök

• Forrasztópáka.
• Desodering izzó, szivattyú vagy kanóc. Csak abban az esetben.
• Segítő kéz forrasztó eszköz.
• Védőszemüveg. A szemüveged nem fogja levágni.
• Tűzoltó készülék, vagy legalább egy pohár víz. Még egyszer, minden esetre.
• Drótvágók.
• Huzalhúzók.
• Tű-orr fogó.
• Forrasztás nélküli kenyeretábla.
• Programozás vagy USB -kábel (ek) mind az Arduino, mind a programozható GameBoy kazetta számára, ha van ilyen.
• Forgószerszám és/vagy bármi más, amire szüksége van a lyukak és rések kivágásához.

Kód A projekthez két különböző kódrészletre lesz szüksége, mindkettő megtalálható a trash80 ArduinoBoy Google Code oldalán. Ezek az oldal jobb oldalán találhatók Kiemelt letöltések címszó alatt. Betölti az ArduinoBoy kódot az Arduino -ba, míg az mGB betöltődik a programozható játékkazettába.

2. lépés: Nézzük a vázlatot

A vázlat egyszerűen minden olyan dokumentum, amely egy mechanikus vagy elektromos eszköz összeállítását mutatja be. Azok a képek a fűnyíró traktorról, ahol az összes alkatrészt kis szaggatott vonallal szétszedték, bemutatva, hogyan illeszkednek egymáshoz? A tervrajzok, amelyeket a vállalkozó az otthonában vagy a lakásában annyira megszállott volt? Sémák; mindkettő.

Ami a rajzokat illeti, a trash80 vázlata az ArduinoBoy -hoz sokkal színesebb, és nincsenek egyenesek, de tökéletesen olvasható. Ha nem vagy teljesen anális a mérnöki konvenciókkal kapcsolatban, akkor nem lehet gond. Érdemes ezt kinyomtatni, mivel gyakran hivatkozunk rá.

3. lépés: Breadboard teszt

Mielőtt hozzáfognánk a kész ArduinoBoy konstrukcióhoz, először meg kell győződnünk arról, hogy minden alkatrészünk jó. Ehhez a forrasztás nélküli kenyérlapunkat fogjuk használni, amely lehetővé teszi számunkra, hogy kapcsolatokat hozzunk létre az elektronikus alkatrészek között anélkül, hogy össze kellene forrasztani őket. Könnyű. Csak nézze meg a vázlatot, és csatlakoztassa az alkatrészeket az ábrán látható módon.

Ne feledje, hogy minden oldalon található egy megjegyzés szakasz. Ha elakadsz valamiben, írj alább, és megpróbálok a lehető legjobban segíteni.

4. lépés: Első teszt

Itt az ideje két nagyon fontos tesztnek: a füstvizsgálatnak és a működésvizsgálatnak. Az első teszt nagyon egyszerű. Egyszerűen csatlakoztassa GameBoy -ját a készülékhez, kapcsolja be a GameBoy -t, és nézze meg az ArduinoBoy LED -jeit. Ha a pin13 LED rövid ideig villog, majd a fennmaradó LED -ek egymást követő sorrendben felvillannak, a legmagasabb csapszegtől a legalacsonyabbig és visszafelé, majd a LED -ek két villanásával végződnek, akkor nagy valószínűséggel működik az ArduinoBoy rendelés. Ezenkívül ellenőrizze az üzemmódválasztó gombot. Ha megnyomja, az éppen világító LED-nek kialudnia kell, és a sorozat következője bekapcsol. Ha ehelyett a lámpák nem világítanak, az alkatrészek szokatlanul melegnek érzik az érintést, füstöt látnak vagy szagolnak, és/vagy az áramkör bármely része felrobban vagy lángra lobban, akkor olvassa el a sematikus ábrát, csatlakoztassa a vezetékeket, cserélje ki a sérült alkatrészeket, és hajtsa végre újra a füstvizsgálatot. A második teszt egy kicsit idegőrlőbb, főleg azért, mert ha itt valami baj történik, nem csak az Arduino lesz a pirítós. Töltse fel az mGB-t a GameBoy-ba, csatlakoztassa az ArduinoBoy-t a GameBoy-hoz, és csatlakoztassa a MIDI-t a MIDI-kompatibilis eszközéről a panírozott ArduinoBoy MIDI-jéhez. Kapcsolja be a GameBoyt, majd a MIDI -eszközt, tartsa kéznél a tűzoltó készüléket, nehogy valami történjen. Próbáljon meg néhány hangot lejátszani a MIDI -eszközén az 1., 2., 3., 4. vagy 5. csatornán. Ha a GameBoy hangszerre vagy hanghatásra emlékeztet, akkor ugorjon ki a székből, és bámuljon felfelé ég, karok kinyújtva, mormogva "ÉLET", mániákusan nevetve. Megjegyzés az ArduinoBoy tesztelésével és használatával kapcsolatban: vannak olyan webhelyek, amelyek ingyenes MIDI -fájlokat kínálnak a népszerű dalokról, és nagyon kísértésbe esnek majd, hogy ezeket tesztelésre és zeneszerzésre használják. Állj ellen ennek a kísértésnek. Először is, az ezeken az oldalakon kínált MIDI -sávok egy része nem jól készült. Egyszer találtam egy MIDI-példányt a Gorillaz-féle "19-2000" -ből, és az egyik hangszer nem szakadt ki vagy nem halványult el, így végül ez az egyetlen hangszer elnyomta a többi hangszert, amíg le nem állította a lejátszót, és nem indította újra.. Ráadásul ezen előre elkészített dalok használata arra ösztönzi Önt, hogy továbbra is használja az előre elkészített dalokat. Semmi eredetit nem fogsz készíteni. Jobb, ha azonnal megtanulja saját zenéjének komponálását.

5. lépés: Forrasztás

Tehát az ArduinoBoy működik. Jó, ideje forrasztani a nyomtatott áramkör prototípuslapjára. "Várj várj!" kiabálsz magadnak. "Most tökéletesen működik, és tudom, hogy óvatos leszek vele. Miért kell esetleg elrontani? Miért zavarja a forrasztást?" Akkor rendben. De gondolkozz el ezen egy pillanatra: te és az ArduinoBoy nagyszerű zenét csinál. Valójában olyan nagyszerű, hogy végül a chiptune -t legális zenei formává változtatja. A chiptune -t beviszed a mainstreambe. Híres leszel. Valójában olyan híres, hogy meghívnak a Wrigley Field -re játszani, mielőtt a kölykök pályára lépnek. Még mindig a kenyérsütő táblán lévő ArduinoBoy -t használja. Te és a legénység mindent úgy állítasz össze, amíg egyikőtök észre nem veszi, hogy a legfontosabb hangszerei, az ArduinoBoy eltűnt. Végül egy fiatal fiú kezében találja, akinek sikerült elsurrannia a biztonság mellett. Kíváncsiságában eltávolította az összes alkatrészt a kenyértábláról, és sajnos nem rendelkezik sematikus kézzel. Már csak 5 perccel a műsor kezdete előtt le kell mondania az előadást. A tömeg megbolondul, és dühükben elpusztítják a stadion jó részét, ami miatt a játékot is törlik. A Kölykök ismét elveszítik a sminkjátékukat és a World Series-en való lövésüket, és téged okolhat. Ne hagyja, hogy megtörténjen veletek ez a rendkívül összetett forgatókönyv: mindig legyen állandó a projektje. Először is, miután eltávolította az összes alkatrészt a forrasztás nélküli kenyértábláról, helyezze őket a PC -lapra, és találja ki, hogyan fogja mindet felszerelni. Van pár dolog, amit érdemes észben tartani:

• Próbálja meg minden IC -jét azonos módon szembeállítani. Így egy pillanat alatt megállapíthatja, hogy mindegyik megfelelően van -e felszerelve.
• A csavaros csatlakozók, az IC -aljzatok és a vezetékes csatlakozók a barátai. Ha valami eltörik, azt szeretné, hogy az alkatrészek könnyen eltávolíthatók és cserélhetők legyenek. Ezenkívül előfordulhat, hogy később kannibalizálnia kell ArduinoBoyját, hogy valami mást építsen. Az aljzatok és egyéb csatlakozók hozzáadásával könnyedén megteheti ezt.
• Ügyeljen arra a térre, amellyel dolgoznia kell. Tartsa távol az alkatrészeket a szerelőfuratoktól, hogy könnyen hozzájusson a szerelőeszközökhöz és szerszámokhoz. Továbbá, ha a táblát nagyon kicsi helyre, például egy Altoids bádogba helyezi, szem előtt kell tartania azokat a térrészeket, mint a gombok. Lehet, hogy tisztán kell tartania a tábla egyes részeit, hogy a gomb szabadon maradjon a tokban.

Miután összeforrasztotta az egészet, egyszerű a fúrás és a megfelelő lyukak kivágása az Ön által választott esetben, és az áramköri lap belsejébe szerelés. Ha olyan fém tokot használ, mint én, mindenképpen használjon papírt vagy valamit a tok aljának kibélelésére, hogy ne zárja rövidre az áramkört. A gumi alátét is jó ötlet lenne.

6. lépés: Az ArduinoBoy használata

Ha az ArduinoBoy helyesen van összeszerelve, akkor nem kell másképp viselkednie, mint bármely más MIDI beviteli eszköz. Az mGB -vel együtt használva 5 különálló MIDI csatornát tartalmaz. Az 1. és 2. csatorna egyenletes hanggenerátor, a 3. egy hanggenerátor, amely úgy tűnik, hogy három hangmintával rendelkezik a korlátozott tesztjeim során (a hang hangja minden alkalommal változik, amikor ezen a csatornán játszik, egy minta alapján), a 4. csatorna biztosítja basszus hangok (például dob, basszusgitár vagy szintetizátor), az 5. csatorna pedig zaj (leggyakrabban a GameBoy játékokban használják robbanásokhoz és folyóvízhez).

Csatlakoztassa a MIDI kimeneti eszközt az opto-leválasztóhoz csatlakoztatott porthoz, az ArduinoBoy-t a GameBoy-hoz, és az újraprogramozható patront a GameBoy-hoz is. Állítsa az ArduinoBoy készüléket mGB üzemmódba a gomb megnyomásával, amíg a digitális 8 -hoz csatlakoztatott LED ki nem gyullad. Innentől kezdve GameBoyját MIDI hangszerként használhatja. A létrehozott hang beállításait a GameBoy -ban lehet elvégezni az mGB interfészének, különösen a hangszínnek, oktávnak, csatornának és hangjegynek a segítségével. A többi ArduinoBoy mód más GameBoy chiptune -készítő programokkal, különösen a Nanoloop és az LSDJ programokkal használható, és nem tartoznak a jelen utasítás hatálya alá.

7. lépés: Buktatók, amelyeket elkerülhet

A projekt befejezése során elkövettem néhány tervezési és kivitelezési hibát, amelyek bár nem befolyásolták hátrányosan az ArduinoBoy alapfunkciójának teljesítményét, mégis megnehezítették az építkezést, a végső bemutatást pedig kissé hanyagul. Íme a hibáim és néhány gyakori hibám, valamint az, hogy hogyan kerülheted el vagy javíthatod őket. Fém esetek Az összes tervezési döntésem közül az Altoids menta konzervdoboz használatára vonatkozó döntés volt talán a legkatasztrofálisabb. A probléma nem magával a bádoggal van, hanem az eszköz előkészítéséhez rendelkezésre álló eszközökkel és azzal, hogy nagyon kevés munkát végeztem vékony fémlemezekkel. Először is használja a feladathoz megfelelő szerszámot. A bádogdarabok, vagy legalábbis azok, amelyeket használtam, inkább felszakítják a fémet, mintsem tisztára vágják, és nehezen távolíthatók el az éles élek, amelyek nem maradnak laposak a tokhoz. Használjon inkább rágcsálót. Továbbá, amikor lyukakat fúr, mindig futtasson a céloldalról, vagy attól az oldalról, amelyet a leggyakrabban lát (kívülről), amikor csak lehetséges. Amikor lyukat fúr, valószínűleg sorja marad a fémben, és a fém a fúrási irányból a lyukba hajlik. Ha kívülről fúr, a sorjait a tok belsejében hagyja, így a külső tisztább megjelenésű és biztonságosabb lesz a távollétű emberek számára. Prototípus tábla Az olcsó anyagok nem mindig a legjobbak vele. Az ArduinoBoy építéséhez használt prototípus táblák a RadioShack -ből származnak, és bár tökéletesen használhatóak, de nehéz forrasztani, mivel természetüknél fogva olcsón készülnek. Nincsenek átlátszó lyukak, így a forraszanyagot nem szívják be a lyukakba, ami azt eredményezi, hogy ezek a nagy forrasztófoltok a táblán nem tartják alaposan a forrasztott részeket. Próbáljon meg legjobban találni borított lyukakkal rendelkező táblákat. Ha nem teheti, hallottam, hogy a forrasztás előtt a lyukba bekenett kis forrasztófolyadék az olvadt forrasztóanyagot a lyukba szívja, ugyanúgy, mintha bevonva lenne. Ami az olcsó proto-táblákat illeti, ne feledje, hogy mivel a forrasztóanyag csak a tetején fog összegyűlni, hajlamosak lehetnek… Rövidnadrág Amikor befejeztem az ArduinoBoy forrasztását, észrevettem, hogy a LED-ek nem világítanak megfelelően. Nem a vezetékezéssel volt a baj, hanem tökéletes, hanem a forrasztással. Az apró, nagyjából lehetetlen mennyiségű forraszanyagot és port áthidalni a táblán lévő réseket, megakadályozva, hogy egyes LED -ek világítsanak, és más LED -eket összekössenek. Ha ez megtörténik Önnel, futtasson egy kést a forrasztási kötések közé, és tisztítsa meg alaposan q-tippek, papírtörlők és alkoholos dörzsölés segítségével. Szuper ragasztó Próbálja ki, ahogy szeretné, soha nem használhat szuperragasztót anélkül, hogy az ujjaira kerülne. Csak egy általános figyelmeztetés mindenkinek. Félreértés ne essék, nagyszerű dolog, ha két alkatrésznek gyorsan tapadnia kell, de soha ne feltételezze, hogy használhatja anélkül, hogy összeragasztaná az ujjait.

8. lépés: Hová menjek innen?

Problémái vannak az egész chiptune komponálással? Szüksége van inspirációra, tippekre, trükkökre és arra, hogy megmutassa legújabb dallamát? Minden dologhoz chiptunes, és kiterjesztve retro játékok, van 8bitcollective.com. Élénk közösségük van a chiptune zeneszerzőkkel, akik szívesen segítenének a karrierjében.

Bővíteni szeretné az ArduinoBoy képességeit? Az ArduinoBoy beépített funkcióval rendelkezik, amelyet az mGB valójában nem használ: a MIDI kimenetet, különösen a MIDI szinkronizálást. A Nanoloop és az LSDJ azonban nem csak az ArduinoBoy hardverrel kompatibilisek, hanem képesek kihasználni ezt a kihasználatlan funkciót, lehetővé téve a GameBoy hangjainak szinkronizálását más programozható MIDI hangszerekkel, például dobokkal. Rendben, most sikeres chiptune zeneszerző és előadóművész vagy, de most egy csomó koncertre kell menned, és szeretnéd a lehető legnagyobb mértékben enyhíteni a terhelést. Mit fogsz tenni? Nos, amíg csak az ArduinoBoy MIDI -jét használja a portban, jelentősen csökkentheti annak méretét. Egyszerűen használja kicsi Arduino klónként a MIDI kimeneti portot, és hagyja ki azt. Végül is úgy tűnik, hogy működik a trash80 esetében. Ami engem illet, szeretnék néhány fejlesztést végrehajtani a prototípusomon, miközben egyszerre többet megtudni annak működéséről és arról, hogyan tudok valódi zenét komponálni vele. Gondolkodom azon, hogy tervezzek néhány PCB-t az Eagle CAD-ben két különböző verzióhoz: az egyik, amely átmenő lyukú alkatrészeket és DIP-csomag IC-ket használ, mint ez, és egy másik, amely felületszerelhető alkatrészeket használ, amikor csak lehetséges, hogy kipróbálhassam a főzőlap visszaáramlását forrasztási módszerrel, és készítse el (remélhetőleg) a valaha készült legkisebb teljes értékű ArduinoBoy-t. Mindenekelőtt, bármit is dönt az ArduinoBoy -val, érezze jól magát. Ha nem szórakozik, akkor nyilván valamit rosszul csinál. Ne feledje, hogy mint minden más az életben, a chiptunes komponálása nem arról szól, hogy valaki mást megver. Arról szól, hogy megverje magát, és minden egyes dallamot jobban összeállítson, mint az előző. Senki sem lett híres arról, hogy olyasmit tett, amit nem szeret. Kérdések? Hozzászólások? Házassági javaslatok? Halálos fenyegetéseket? Tedd közzé őket alább.