2016年4月厚GB改造,全平台插拔卡带的乐趣,彩屏,4键,USB锂电



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    用树莓派进行Gameboy掌机改造并不是一件新鲜事,哪怕是用上市没多久的树莓派零。但是wermy此次的改造有如下几个特点

    • 完成度高(外壳完整,可用电池独立工作,有充电保护)
    • 增加了XY键之后,外观依然漂亮
    • 将树莓派主板上的SD卡转移到了卡带中,保留了Gameboy插拔卡带的趣味
    • 采用丁西板模拟USB键盘,使得此次改造日后的升级空间非常大。


    当然缺点也是显而易见的:

    • 物料成本相当高。全套下来约150~180美元
    • 内部布线混杂
    • 转量产仍有不少挑战
    • 屏幕不是点对点

  • wermy 制作了一款掌机,采用Gameboy的外形,可运行多种类型的游戏。本改造的核心是将多合一的模拟器的安装在低功耗的微型电脑上。本文将介绍如何进行这次改造。


    软件


    RetroPie集成了多种模拟器,你只需要下载软件镜像,并烧录到SD卡上即可。


    软件下载链接


    https://retropie.org.uk/download/


    RetroPie的安装和使用都很简单,请自行搜索。


    主板


    树莓派 零 (Raspberry Pi Zero)




    原作者是在树莓派零上完成的制作。实际上,树莓派1代,2代,3代均可行,不过功耗不如树莓派零低。另外,其它树莓派在匹配厚GB外壳上要花些时间。


    电源


    采用3.7伏可充电锂聚合物电池作为主电源。充电和升压由PowerBoost 1000C电源管理模块负责。电源管理模块将电压从3.7伏升到树莓派零的工作电压5伏。该电源管理模块的核心是TI的升压转换器TPS61090,MicroChip的锂聚合物电池充电管理芯片MCP73871。该电源管理模块的特点是当外部电源通过USB给电池充饱电后,PowerBoost 1000C将直接从外部电源取电。


    屏幕

    这款3.5寸屏幕的特点是采用了传统的RCA复合视频端子(俗称“莲花头”),直接采用树莓派零上的莲花头引脚口,无GPIO引脚占用之虞。


    当然,你也可以用GPIO来驱动常规TFT。这样的常规屏幕在淘宝上非常容易找到。


    按键


    除了AB键,作者还从超任(SNES)上拆了XY键下来。为此,作者用铜箔胶带制作了两个按键触点。




    原作者改造了背面的螺丝安装孔,加入了LR肩键,虽然现在已经不是在肩膀上了。


    按键的输入本可以直接接入GPIO并映射到RetroPie系统中。但原作者将所有按键都接到了丁西 (Teensy) 开发板。这样就可以以键盘的形式,通过USB接入树莓派零。这样做的好处是,后期如果要升级按键功能,增加状态灯,可以通过丁西来完成,非常方便。


    声音


    在树莓派零上并没有提供单独的音频接口。原作者通过GPIO接口与PWM调制实现了声音输出。技术细节较为繁琐,具体可以参考


    https://learn.adafruit.com/add…aspberry-pi-zero/overview


    原作者用Adafruit Mono 2.5W Class D Audio Amplifier PAM8302 作为功放来驱动扬声器。



    卡带


    树莓派零上有板载SD卡插槽,用来安装系统。为了高度还原,原作者加入了插拔卡带功能。因此,将SD卡移植到了一张自制的卡带中。该卡带仅仅是将SD卡的各接口接入到金手指。在主机方面,金手指插槽的对应引脚连接到SD卡的对应引脚上,然后将SD卡安装到树莓派上。


    将卡带插槽和树莓派零SD卡插槽对应飞线。电线已用黑胶带包裹


    移除所有芯片,仅保留卡带接口。将SD卡各引脚焊接到卡带金手指







    最后的话


    原作者采用的部件,除了采用莲花头输出的3.5寸屏幕在淘宝不容易找,其他部件或者芯片都是很容易购置的。大部分玩家都会采用GPIO直接接入的TFT屏,这并不会印象显示性能。


    希望本文能给各位读者启发,熟悉树莓派相关掌机的制作,并给读者提供相关元件的使用经验。



    附:BOM


    编号 名称 参考链接 参考价格(美元)
    1 屏幕 https://www.adafruit.com/products/913 44.95
    2 USB B 接口 https://www.sparkfun.com/products/12035 1.95
    3 锂聚合物电池 https://www.adafruit.com/products/2011 12.5
    4 充电模块 https://www.adafruit.com/products/2465 19.95
    5 音频放大器 https://www.adafruit.com/products/2130 3.95
    6 扬声器 https://www.adafruit.com/products/1890 1.5
    7 丁西LC 32位微控制器板 http://www.amazon.com/PJRC-Teensy-LC/dp/B00VAZDRJ0 19.95
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