Rakenna ArduinoBoy: 8 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:04

GameBoy. Todennäköisesti omistit sellaisen lapsuudessasi. Ja vaikka et, niin todennäköisesti pelasit parhaan ystäväsi GameBoyn kanssa tai ehkä omistit sen lähimmän kilpailijan, Sega Game Gearin tai Nomadin. Upeita pieniä pelilaitteita, mutta nyt kun olette kaikki aikuisia, oletteko ajatelleet, mitä aiotte tehdä sillä nyt? Pidä se ullakolla ja kaivaa esiin ja näytä lapsille, millaista pelaamista oli 1900 -luvulla? Myydään keräilijälle? Koe uudelleen pelimuistot palaamalla Legend of Zelda: Linkin heräämiseen läpi jo moninkertaisen bazillon -ajan?

Oletko koskaan ajatellut muuttaa sen soittimeksi? Timothy "trash80" Lamb on chiptune -säveltäjä, joka asuu tällä hetkellä Los Angelesissa, Kaliforniassa. Chiptune -säveltäjä on henkilö, joka käyttää videopelikonsolien ja kämmenlaitteiden sisällä olevia äänigeneraattoripiirejä (integroituja piirejä) musiikin luomiseen. Lamb on myös ArduinoBoy -nimisen laitteen luoja; avoimen lähdekoodin laitteiston ja ohjelmiston yhdistelmä, joka voi muuttaa minkä tahansa GameBoy -perheen jäsenen, jolla on kasettipaikka ja linkkikaapeliportti, MIDI -äänigeneraattoriksi. Nyt on huomattava, että trash80 ei ollut ensimmäinen, joka loi tällaisen järjestelmän. Ammattimaisten chiptune -säveltäjien, Nanoloopin ja Little Sound Disk Jockeyn tai LSDJ: n käyttämien kahden ison HomeBrew GameBoy -sovelluksen MIDI -kyky on ollut käytössä jo jonkin aikaa. Ongelmana on, että molemmat sovellukset käyttävät Microchip PIC -laitteistoa MIDI -signaalien lähettämiseen ja vastaanottamiseen. Ei halveksuntaa, joka on tarkoitettu sähkötekniikan standardimikro -ohjaimelle, mutta PIC on todella osa ammattimaista laitteistoa ja voi olla pelottava niille, jotka eivät nauti säännöllisesti elektroniikasta. Näiden laitteiden ohjelmoinnissa on myös vähän tai ei lainkaan tukea vähemmän suosittujen käyttöjärjestelmien käyttäjille (ainoa virallinen PIC -kehityspaketti on Windowsille, ei Linux- tai Mac -tukea). Käyttämällä paljon yksinkertaisempaa Arduino-alustaa ArduinoBoy kuitenkin kiertää nämä rajoitukset, mikä helpottaa tulevan chiptune-säveltäjän tarvittavien työkalujen rakentamista. Lisäksi, vaikka ArduinoBoy tehtiin trash80: n oman HomeBrew GameBoy -äänigeneraattoriohjelman, mGB: n kanssa, se tulee myös hyvin toimeen Nanoloopin ja LSDJ: n kanssa. Vaikka trash80 on jakanut työnsä Google Code -verkkosivulla, hänellä ei ole vaiheittaisia ohjeita omien tekemisestä (se on tehtäväluettelossa). Päätin auttaa häntä tässä asiassa. Vaikka tämä opaskirja ei välttämättä ole askel askeleelta, sen pitäisi antaa sinulle yleinen käsitys siitä, mitä tehdä, ja näyttää sinulle joitakin sudenkuoppiani, jotta voit välttää ne.

Vaihe 1: Osat, työkalut ja koodi

Osat

• Arduino, yleinen Arduino tai omat osat. Käytän henkilökohtaisesti Modern Device Compayn Really Bare Bones Board -sarjaa, joka voidaan joko koota sellaisenaan ja kiinnittää projektiin käyttämällä naaraspiirilevyn pistokeliitäntöjä tai kannibalisoida osiksi, jotta Arduinosta tulee pysyvä osa projektia.
• Kaksi 220Ω, seitsemän 2KΩ ja yksi 270Ω vastusta. Tässä projektissa 1/4 tai 1/8 watin vastukset ovat ihanteellisia.
• Yksi 6N138-optoeristin.
• Yksi pieni 1N914 -signaalidiodi. Älä ole yllättynyt, jos voit ostaa niitä vain 10 tai enemmän.
• Yksi painike, joka on päällä vain, kun painiketta painetaan. Niille, jotka puhuvat insinööriä, se on SPST off- (on) -painike.
• Kaksi 5 -napaista naaraspuolista 180 asteen DIN -liitintä. Varmista, että saat nämä tarkat liittimet. DIN -liittimille on monia erilaisia malleja, ja harvat, jos niitä on, ovat yhteensopivia keskenään.
• Neljä kaksinapaista riviliitintä. Vaikka voit juottaa kaikki johdot suoraan piirilevylle, käyttämällä riviliittimiä tai muita liittimiä, kokoaminen, purkaminen ja osien kannibalisointi on paljon helpompaa.
• Yksi yleiskäyttöinen PC-kortti.
• Yksi GameBoy -linkkikaapeli.
• Laite, joka voi tarjota MIDI -lähdön, kuten näppäimistö tai tietokone, jossa on tarvittava ohjelmisto ja sovitin.
• Yksi ohjelmoitava GameBoy -patruuna.
• Juottaa.
• Ylimääräinen lanka. Kiinteä leipälautatyöhön ja PC -kortin johdotukseen.
• Kotelo kaiken täyttämiseksi.
• Kasa sekalaista.

Työkalut

• Juotin.
• Desoderointilamppu, pumppu tai sydän. Varmuuden vuoksi.
• Auttavien käsien juotosväline.
• Suojalasit. Silmälasisi eivät leikkaa sitä.
• Sammutin tai ainakin lasillinen vettä. Vielä kerran, varmuuden vuoksi.
• Lankaleikkurit.
• Langanpoistimet.
• Neula-pihdit.
• Juoton leipälauta.
• Ohjelmointi tai USB -kaapeli (t) sekä Arduinolle että ohjelmoitavalle GameBoy -kasetille, jos sellainen on.
• Pyörivä työkalu ja/tai kaikki muu, mitä tarvitset reikien ja urien leikkaamiseen valitsemassasi tapauksessa.

Koodi Tarvitset tähän projektiin kaksi erilaista koodikappaletta, jotka molemmat löytyvät trash80: n ArduinoBoy Google Code -sivulta. Ne löytyvät sivun oikeasta reunasta Suositellut lataukset. Voit ladata ArduinoBoy -koodin Arduinoon, kun taas mGB ladataan ohjelmoitavaan pelikasettiin.

Vaihe 2: Katsotaan kaaviota

Kaavio on yksinkertaisesti mikä tahansa asiakirja, joka kuvaa kuinka mekaaninen tai sähköinen laite kootaan. Nuo kuvat nurmikon traktoristasi, jossa kaikki osat on purettu pienillä katkoviivoilla, jotka osoittavat, kuinka ne kaikki sopivat yhteen? Suunnitelmat, jotka urakoitsija kotiisi tai huoneistoosi olivat niin pakkomielle? Kaaviot; molemmat heistä.

Kaavioiden osalta trash80: n kaavio ArduinoBoylle on paljon värikkäämpi ja siinä ei ole suoria viivoja, mutta se on täysin luettavissa. Ellet ole täysin anaali insinöörityönä, sinulla ei pitäisi olla ongelmia. Haluat ehkä tulostaa tämän, koska aiomme viitata siihen usein.

Vaihe 3: Leipälevytesti

Ennen kuin pääsemme lopullisen ArduinoBoyn rakentamiseen, haluamme ensin varmistaa, että kaikki osat ovat hyviä. Käytämme tätä varten juotonta leipälautaamme, jonka avulla voimme luoda yhteyksiä elektronisten osien välille ilman, että joudumme yhteen. Se on helppoa. Katso vain kaaviokuvaa ja liitä osat kuvan mukaisesti.

Muista, että jokaisella sivulla on kommenttiosa. Jos jumiudut johonkin, lähetä viesti alle ja yritän auttaa sinua parhaani mukaan.

Vaihe 4: Ensimmäinen testi

On aika tehdä kaksi erittäin tärkeää testiä: savutesti ja toimintatesti. Ensimmäinen testi on melko helppo. Liitä vain GameBoy laitteeseen, kytke GameBoy päälle ja katsele ArduinoBoyn LED -valoja. Jos pin13 -merkkivalo vilkkuu hetken ja loput LED -valot syttyvät peräkkäisessä järjestyksessä ja pyyhkäisevät korkeimmasta nastasta alimpaan ja taaksepäin kaksi kertaa ja päättyvät kahteen LED -valon välähdykseen kerralla, on todennäköistä, että ArduinoBoy toimii Tilaus. Muista myös testata tilanvalintapainike. Kun painat sitä, parhaillaan palavan LED-valon pitäisi sammua ja seuraava sarja syttyy. Jos sen sijaan valot kieltäytyvät syttymästä, osat tuntuvat epätavallisen lämpimiltä kosketettaessa, näet tai haistat savua ja/tai jokin piirin osa räjähtää tai syttyy tuleen, katso sitten kaaviosta, tarkista kaikki liitännät ja johdot, vaihda vaurioituneet osat ja suorita savutesti uudelleen. Toinen testi on hieman hermostuneempi, lähinnä siksi, että jos jokin menee pieleen, ei vain Arduino käänny paahtoleipäksi. Lataa mGB GameBoy-laitteeseesi, kytke ArduinoBoy GameBoy-laitteeseesi ja kytke MIDI-yhteys MIDI-yhteensopivasta laitteestasi ArduinoBoy-levyn MIDI-sisääntuloon. Käynnistä GameBoy ja sitten MIDI -laite pitämällä sammutin lähelläsi, jotta mitään ei tapahdu. Yritä soittaa muutama nuotti MIDI -laitteellasi kanavalla 1, 2, 3, 4 tai 5. Jos GameBoy -laitteesi tuottaa instrumentin tai äänitehosteen muistuttavan melun, hyppää tuolistasi tuijottaen ylöspäin taivaat, kädet ojennettuna, "MATKAA ELÄMÄ" ja nauraa maanisesti. Huomautus sekä ArduinoBoy -laitteen testaamisesta että käytöstä: siellä on verkkosivustoja, jotka tarjoavat ilmaisia MIDI -tiedostoja suosituista kappaleista. Vastusta sitä kiusausta. Ensinnäkin jotkut näiden sivustojen tarjoamista MIDI -kappaleista eivät ole hyvin tehtyjä. Löysin kerran MIDI-kopion Gorillazin kappaleesta "19-2000", ja yksi soittimista ei katkennut tai haalistunut, joten lopulta tämä instrumentti hukkasi loput instrumentit, kunnes pysäytit soittimen ja käynnistit sen uudelleen. Lisäksi näiden valmiiden kappaleiden käyttäminen kannustaa sinua jatkamaan valmiiden kappaleiden käyttöä. Et tee mitään alkuperäistä. Sinun on parempi oppia säveltämään oma musiikkisi heti.

Vaihe 5: Juottaa se

Joten ArduinoBoy -laitteesi toimii. Hyvä, on aika juottaa se piirilevyn prototyyppikortille. "Odota odota!" huudat itsellesi. "Se toimii nyt hienosti ja tiedän, että olen varovainen sen kanssa. Miksi mahdollisesti sotkea se? Miksi vaivautua juottamiseen?" Okei sitten. Mutta ajattele tätä hetki: sinä ja ArduinoBoy teette upeaa musiikkia. Itse asiassa niin hienoa, että muutat chiptunea lailliseksi musiikkimuodoksi. Tuot chiptunea valtavirtaan. Sinusta tulee kuuluisa. Itse asiassa niin kuuluisa, että sinut kutsutaan pelaamaan Wrigley Fieldille juuri ennen kuin Cubs tulee kentälle. Käytät edelleen leipälevyllä varustettua ArduinoBoyasi. Sinä ja miehistö valmistat kaiken juuri niin, kunnes yksi teistä huomaa, että tärkein soittimenne, ArduinoBoy, on kadonnut. Löydät sen vihdoin nuoren pojan käsistä, joka onnistui hiipiä turvallisuuden ohi. Uteliaisuutensa vuoksi hän on poistanut kaikki osat leipälevyltä, ja valitettavasti sinulla ei ole kaavamaista kätevää. Kun esityksen alkuun on enää 5 minuuttia, esitys on peruutettava. Yleisö menee hulluksi ja raivoissaan tuhoaa hyvän osan stadionista, jolloin myös peli perutaan. Pennut menettävät jälleen meikkipelinsä ja laukauksensa World Seriesissä, ja he ovat syyllisiä sinuun. Älä anna tämän erittäin sekavan skenaarion tapahtua sinulle: tee projektistasi aina pysyviä. Kun olet poistanut kaikki osat juottamattomalta leipälevyltä, aseta ne ensin PC -levylle ja selvitä, kuinka asennat ne kaikki. Sinun on pidettävä mielessä pari asiaa:

• Yritä saada kaikki IC: t kohdattua samalla tavalla. Näin voit kertoa yhdellä silmäyksellä, onko ne kaikki asennettu oikein.
• Ruuviliittimet, IC -liittimet ja johdinliittimet ovat ystäväsi. Jos jokin rikkoutuu, haluat pystyä irrottamaan ja vaihtamaan osat helposti. Lisäksi sinun on ehkä kannibalisoitava ArduinoBoy -laitteesi myöhemmin rakentaaksesi jotain muuta. Pistorasioiden ja muiden liittimien lisäämisen avulla voit tehdä tämän helposti.
• Muista tila, jonka kanssa sinun on työskenneltävä. Pidä osat kaukana asennusrei'istä, jotta saat asennustarvikkeet ja työkalut näihin paikkoihin helposti. Lisäksi, jos asennat levyn hyvin pieneen tilaan, kuten Altoids -tinaan, sinun on pidettävä mielessä väliosat, kuten painikkeet. Sinun on ehkä pidettävä levyn osat avoimina, jotta painikkeessa on tilaa kotelon sisällä.

Kun kaikki on juotettu yhteen, on yksinkertaista porata ja leikata sopivat reiät valitsemallasi tapauksella ja asentaa piirilevy sen sisään. Jos käytät metallikoteloa kuten minä, varmista, että käytät paperia tai jotain, joka vuoraa kotelon pohjan, jotta se ei oikosulje mitään piirin osaa. Kumipesurit olisivat myös hyvä idea.

Vaihe 6: ArduinoBoyn käyttäminen

Jos ArduinoBoy on koottu oikein, sen ei pitäisi toimia eri tavalla kuin mikään muu MIDI -syöttölaite. Käytettäessä mGB: n kanssa siinä on 5 erillistä MIDI -kanavaa. Kanavat 1 ja 2 ovat tasaisen sävyn generaattoreita. bassoääniä (käytä kuten rumpua, bassokitaraa tai syntetisaattoria) ja kanava 5 on kohinaa (käytetään useimmiten GameBoy -peleissä räjähdyksille ja juoksevalle vedelle).

Liitä MIDI-ulostulolaite optoeristimeen liitettyyn porttiin, ArduinoBoy -laite GameBoy-laitteeseesi ja uudelleen ohjelmoitava kasetti GameBoy-laitteeseesi. Aseta ArduinoBoy mGB -tilaan painamalla painiketta, kunnes digitaaliseen 8 yhdistetty LED -valo syttyy. Tästä eteenpäin voit käyttää GameBoyasi MIDI -instrumenttina. Säädettäviä ääniä voidaan säätää GameBoyssa käyttämällä mGB: n käyttöliittymää, erityisesti timbria, oktaavia, kanavaa ja nuottihyökkäystä. Muita ArduinoBoy -tiloja käytetään muiden GameBoy -chiptune -luontiohjelmien, erityisesti Nanoloopin ja LSDJ: n kanssa, ja ne eivät kuulu tämän ohjeen soveltamisalaan.

Vaihe 7: Sudenkuopat, joita voit välttää

Tämän projektin valmistumisen aikana tein muutamia suunnittelu- ja rakennusvirheitä, jotka, vaikka ne eivät vaikuttaneet haitallisesti ArduinoBoyn ydintoiminnon suorituskykyyn, tekivät rakentamisesta haastavampaa ja lopullisesta esityksestä hieman huolimatonta. Tässä ovat virheeni ja muutama yleinen virhe, ja kuinka voit välttää tai korjata ne. Ongelma ei ole itse tina, vaan työkalut, jotka minulla oli käytettävissä kotelon valmistelussa, ja se, että olen tehnyt hyvin vähän työtä ohuiden levyjen kanssa. Käytä ensin oikeaa työkalua työhön. Tinaleikat tai ainakin ne, joita käytin, repivät metallin sen sijaan, että leikkaa sen puhtaaksi, jättäen jälkeensä vaikeasti irrotettavat terävät reunat, jotka eivät jää kotelon tasalle. Käytä sen sijaan napostinta. Kun poraat reikiä, poraa aina maalipuolelta tai sivulta, jonka näet useimmiten (ulkona) aina kun mahdollista. Kun poraat reiän, jätät metalliin todennäköisesti porauksia ja metalli taipuu reikään poraussuunnasta. Poraamalla ulkopuolelta jätät purseet kotelon sisäpuolelle, jolloin ulkopuolelta tulee siistimpi ja turvallisempi hajamielisille ihmisille. ArduinoBoyni rakentamiseen käytetyt prototyyppilevyt tulivat RadioShackilta, ja vaikka ne ovat täysin käyttökelpoisia, niitä on vaikea juottaa, koska ne ovat luonteeltaan halpoja. Ei päällystettyjä reikiä, joten juote ei imeydy reikiin, minkä seurauksena levylle tulevat suuret juotoslohkot eivät pidä juotettuja osia kunnolla paikallaan. Yritä parhaasi mukaan löytää levyt, joissa on pinnoitetut reiät. Jos et voi, olen kuullut, että pieni juotosvirta, joka on levitetty reikään juuri ennen juottamista, imee sulan juotteen reikään aivan kuin se olisi päällystetty. Mitä tulee halvoihin protolevyihin, muista, että koska juotos vain kerääntyy yläreunaan, ne voivat olla alttiita… Shortsit Kun lopetin juottamisen yhteen ArduinoBoy-laitteeni kanssa, huomasin, että LEDit eivät syty kunnolla. Ongelma ei ollut johdotuksessa, se oli täydellinen, vaan juotoksessani. Pienet, melkein mahdottomat nähdä juotos- ja pölymäärät siltaavat levyn aukot, estäen joitain LED -valoja syttymästä ja sitomasta muita LED -valoja yhteen. Jos näin käy, aja veitsen terä juotosliitosten väliin ja puhdista se huolellisesti q-kärjillä, paperipyyhkeillä ja hankaamalla alkoholia. Vain yleinen varoitus kaikille siellä oleville. Älä ymmärrä minua väärin, se on hienoa, kun kaksi osaa on tarttunut ja tarttunut nopeasti, mutta älä koskaan oleta, että voit käyttää sitä liimaamatta sormiasi yhteen.

Vaihe 8: Minne mennä täältä?

Onko sinulla vaikeuksia aloittaa koko chiptune -säveltäminen? Tarvitsetko inspiraatiota, vinkkejä, temppuja ja paikkaa, jossa voit esitellä uusimman sävelmäsi? Kaikille chiptuneille ja retropeleille on olemassa 8bitcollective.com. Heillä on vilkas yhteisö chiptune -säveltäjiä, jotka olisivat enemmän kuin valmiita auttamaan sinua urallasi.

Haluatko laajentaa ArduinoBoy -laitteen ominaisuuksia? ArduinoBoy-laitteessasi on sisäänrakennettu toiminto, jota mGB ei itse asiassa käytä: MIDI-lähtö, erityisesti MIDI-synkronointi. Nanoloop ja LSDJ eivät kuitenkaan ole vain yhteensopivia ArduinoBoy -laitteiston kanssa, vaan ne voivat käyttää tätä käyttämätöntä ominaisuutta, jolloin voit synkronoida GameBoyn äänet muiden ohjelmoitavien MIDI -instrumenttien, kuten rumpujen, kanssa. Okei, olet nyt menestynyt chiptune -säveltäjä ja esiintyjä, mutta nyt sinulla on joukko keikkoja ja haluat keventää taakkaa mahdollisimman paljon. Mitä aiot tehdä? No, niin kauan kuin käytät vain ArduinoBoyn MIDI -porttia portissa, voit pienentää sen kokoa vakavasti. Käytä vain niin pienenä Arduino -kloonina, että löydät MIDI -portin ja jätä sen pois. Loppujen lopuksi se näyttää toimivan roskakorille80. Mitä tulee minuun, haluan tehdä muutamia parannuksia prototyyppiini ja samalla oppia lisää siitä, miten se toimii ja kuinka voin säveltää todellista musiikkia sen avulla. Olen ajatellut suunnitella muutamia piirilevyjä Eagle CADissa kahdelle eri versiolle: toiselle, joka käyttää läpireikäkomponentteja ja DIP-pakettipiirilevyjä, kuten tämä, ja toiselle, joka käyttää pinta-asennuskomponentteja aina kun mahdollista, jotta voin kokeilla keittolevyn uudelleenvirtausta juotosmenetelmä ja tee (toivottavasti) pienin täysimittainen ArduinoBoy koskaan. Ennen kaikkea, mitä päätät tehdä ArduinoBoy -laitteellasi, pidä hauskaa. Jos sinulla ei ole hauskaa, teet ilmeisesti jotain väärin. Muista, että kuten kaikessa muussakin elämässä, chiptunesin säveltäminen ei ole jonkun toisen lyömistä. Kyse on itsensä lyömisestä, jolloin jokainen säveltämäsi sävy on parempi kuin edellinen. Kukaan ei koskaan tullut kuuluisaksi tekemällä jotain, mitä hän ei rakastanut. Kysymyksiä? Kommentit? Avioliittoehdotuksia? Kuolemanuhkaus? Lähetä ne alle.