Postavte ArduinoBoy: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:25

GameBoy. S největší pravděpodobností jste jeden vlastnili už v dětství. A i kdyby ne, s největší pravděpodobností jste hráli s GameBoy svého nejlepšího přítele, nebo jste možná vlastnili jeho nejbližšího konkurenta, Sega Game Gear nebo Nomad. Úžasná malá herní zařízení, ale teď, když jste všichni dospělí, přemýšleli jste o tom, co s tím teď uděláte? Ponechat to v podkroví, abyste mohli vykopat a ukázat svým dětem, jaké bylo hraní her ve 20. století? Prodat sběrateli? Prožijte znovu herní vzpomínky tím, že se vrátíte přes Legend of Zelda: Link's Awakening už po 17. století?

Přemýšleli jste někdy o tom, že byste z toho udělali hudební nástroj? Timothy „trash80“Lamb je skladatel chiptune, který v současné době žije v Los Angeles v Kalifornii. Chiptune skladatel je osoba, která k tvorbě hudby používá integrované obvody (IC) generátoru zvuku, které se nacházejí v herních konzolách a kapesních počítačích. Pan Lamb je také tvůrcem zařízení známého jako ArduinoBoy; kombinace hardwaru a softwaru s otevřeným zdrojovým kódem, která dokáže z jakéhokoli člena rodiny GameBoy se slotem pro kazetu a portem propojovacího kabelu udělat zvukový generátor MIDI. Nyní je třeba poznamenat, že trash80 nebyl první, kdo vytvořil takový systém. Dvě velké aplikace HomeBrew GameBoy používané profesionálními skladateli chiptune, Nanoloop a Little Sound Disk Jockey nebo LSDJ, mají MIDI schopnost již nějakou dobu. Problém je v tom, že obě tyto aplikace spoléhají na hardware Microchip PIC pro odesílání a přijímání MIDI signálů. Žádná neúcta určená standardnímu mikrokontroléru elektrotechnického průmyslu, ale PIC je opravdu kus profesionálního hardwaru a může být trochu zastrašující pro ty, kteří se pravidelně nemotají s elektronikou. Existuje také malá až žádná podpora pro uživatele méně populárních operačních systémů, pokud jde o programování těchto zařízení (jediná oficiální vývojová sada PIC je pro Windows, bez podpory Linuxu nebo Macu). Použitím mnohem jednodušší platformy Arduino však ArduinoBoy tato omezení obchází, což potenciálnímu skladateli chiptune značně usnadňuje budování nástrojů, které potřebuje. Navíc, i když byl ArduinoBoy navržen tak, aby fungoval s vlastním programem generátoru zvuku GameBoy od společnosti trash80, mGB, také dobře vychází s Nanoloop a LSDJ. Přestože trash80 sdílí svou práci na webové stránce Google Code, nemá žádné podrobné pokyny, jak si ji vytvořit (na seznamu úkolů). V tomto ohledu jsem se rozhodl mu pomoci. I když to nemusí být krok za krokem, tento návod by vám měl poskytnout obecnou představu o tom, co dělat, a ukázat vám některá z mých nástrah, abyste se jim mohli vyhnout.

Krok 1: Díly, nástroje a kód

Díly

• Arduino, generické Arduino nebo součásti, které si můžete vytvořit vlastní. Osobně používám sadu Really Bare Bones Board od Modern Device Compay, kterou lze buď sestavit tak, jak je, a připojit ji k vašemu projektu pomocí zásuvkových konektorů na desce s plošnými spoji, nebo kanibalizovat na součástky, aby se Arduino stalo trvalou součástí projektu.
• Dva rezistory 220Ω, sedm 2KΩ a jeden 270Ω. Pro tento projekt jsou ideální odpory 1/4 nebo 1/8 wattů.
• Jeden optoizolátor 6N138.
• Jedna malá signální dioda 1N914. Nenechte se překvapit, pokud je můžete koupit pouze v množství 10 a více.
• Jedno tlačítko, které je zapnuté pouze při stisknutí tlačítka. Pro ty, kteří mluví inženýrem, je to tlačítko SPST vypnuto (zapnuto).
• Dva 5kolíkové samičí 180stupňové konektory DIN. Ujistěte se, že získáte tyto přesné konektory. Existuje mnoho různých provedení konektorů DIN a jen málo z nich, pokud existuje, je navzájem kompatibilních.
• Čtyři dvoukolíkové svorkovnice. Ačkoli můžete všechny své vodiče pájet přímo na desku plošných spojů, použití svorkovnic nebo jiných forem konektorů značně usnadní montáž, demontáž a kanibalizaci součástí.
• Jedna univerzální deska PC.
• Jeden propojovací kabel GameBoy.
• Zařízení, které může poskytovat MIDI výstup, například klávesnice nebo počítač s potřebným softwarem a adaptérem.
• Jedna programovatelná kazeta GameBoy.
• Pájka.
• Extra drát. Pevné pro práci na prkénku a zapojení desky PC, splétané pro vodiče, u kterých očekáváte, že se budete často pohybovat.
• Případ, do kterého to všechno nacpete.
• Hromada různých.

Nástroje

• Páječka.
• Dezoderující žárovka, pumpa nebo knot. Jen pro případ.
• Pomocné ruce pájecí nástroj.
• Ochranné brýle. Vaše brýle to neřežou.
• Hasicí přístroj nebo alespoň sklenici vody. Pro jistotu ještě jednou.
• Nůžky na drát.
• Odstraňovače drátů.
• Kleště s jehlovým nosem.
• Nepájivá deska.
• Programovací nebo USB kabel (y) pro Arduino a programovatelnou kazetu GameBoy, pokud je k dispozici.
• Rotační nástroj a/nebo cokoli jiného, co potřebujete k řezání otvorů a štěrbin ve vašem případě.

Kód K tomuto projektu budete potřebovat dva různé kousky kódu, oba najdete na stránce kódu Google ArduinoBoy společnosti trash80. Najdete je na pravé straně stránky pod nadpisem Doporučené stahování. Načtete kód ArduinoBoy do Arduina, zatímco mGB se načte do programovatelné herní kazety.

Krok 2: Podívejme se na schéma

Schéma je, jednoduše řečeno, jakýkoli dokument, který zobrazuje, jak je mechanické nebo elektrické zařízení sestaveno. Ty obrázky vašeho zahradního traktoru se všemi díly rozebranými s malými tečkovanými čarami, které ukazují, jak do sebe všechny zapadají? Plány dodavatele vašeho domu nebo bytu byly tak posedlé? Schémata; oba dva.

Pokud jde o schémata, schéma trash80 pro ArduinoBoy je mnohem barevnější a postrádá rovné čáry, ale je dokonale čitelné. Pokud nejste úplně anální ohledně technických konvencí, neměli byste mít žádné problémy. Možná si to budete chtít vytisknout, protože se k tomu budeme často vracet.

Krok 3: Test Breadboard

Než se dostaneme ke skutečné konstrukci hotového ArduinoBoy, nejprve se chceme ujistit, že všechny naše díly jsou dobré. K tomu použijeme naši nepájivou desku, která nám umožňuje vytvářet spojení mezi elektronickými součástmi, aniž bychom je museli pájet dohromady. Je to snadné. Stačí se podívat na schéma a spojit součásti podle obrázku.

Pamatujte, že na každé stránce je sekce s komentáři. Pokud se na něčem zaseknete, napište níže a já se vám pokusím pomoci, jak nejlépe umím.

Krok 4: První test

Nastal čas pro dva velmi důležité testy: kouřový test a funkční test. První test je celkem snadný. Jednoduše připojte GameBoy k zařízení, zapněte GameBoy a sledujte LED diody ArduinoBoy. Pokud krátce bliká LED dioda pin13, poté se rozsvítí zbývající LED diody v sekvenčním pořadí, dvakrát se táhnou od nejvyššího pinu k nejnižšímu a zpět a končí dvěma záblesky z LED diod najednou, pak je pravděpodobné, že váš ArduinoBoy funguje objednat. Nezapomeňte také vyzkoušet tlačítko pro výběr režimu. Když jej stisknete, aktuálně svítící LED by měla zhasnout a rozsvítí se další v pořadí. Pokud se místo toho světla odmítají rozsvítit, části jsou na dotek neobvykle teplé, vidíte nebo cítíte kouř a/nebo jakákoli část obvodu exploduje nebo vzplane, pak se vraťte ke schématu, znovu zkontrolujte vše vaše připojení a zapojení, vyměňte poškozené součásti a proveďte znovu kouřový test. Druhý test je trochu nervóznější, hlavně proto, že pokud se něco pokazí, nebude to jen Arduino, které se bude toustovat. Načtěte mGB do svého GameBoy, zapojte ArduinoBoy do svého GameBoy a připojte MIDI z vašeho zařízení kompatibilního s MIDI k MIDI v chlebovém ArduinoBoy. Zapněte GameBoy a poté MIDI zařízení a mějte hasicí přístroj po ruce, aby se nic nestalo. Zkuste na zařízení MIDI na kanálu 1, 2, 3, 4 nebo 5 přehrát několik not. Pokud váš GameBoy vydává zvuk připomínající nástroj nebo zvukový efekt, vyskočte ze židle a zírejte nahoru nebesa, natažené paže, řvou „JE TO ŽIVÉ“a přitom se manicky smějí. Poznámka k testování a používání vašeho ArduinoBoy: existují webové stránky, které nabízejí bezplatné soubory MIDI populárních písní, a budete v pokušení, velmi v pokušení je používat jak pro testování, tak pro vaše kompoziční sezení. Odolejte tomuto pokušení. Za prvé, některé MIDI stopy nabízené těmito stránkami nejsou dobře udělané. Kdysi jsem našel MIDI kopii Gorillazova „19-2000“a jeden z nástrojů se nevypnul ani nevybledl, takže nakonec tento jeden nástroj zahltí zbytek nástrojů, dokud přehrávač nezastavíte a znovu nespustíte. Navíc používání těchto předem připravených skladeb vás vybízí k tomu, abyste nadále používali předem připravené skladby. Nic originálního neuděláš. Raději se hned naučíte skládat vlastní hudbu.

Krok 5: Pájejte to

Takže váš ArduinoBoy funguje. Dobře, je čas jej připájet k prototypové desce tištěných obvodů. "Počkej počkej!" křičíš na sebe. „Teď to funguje dobře a vím, že s tím budu opatrný. Proč to potenciálně zpackat? Proč se obtěžovat pájením?“Tak dobře. Ale přemýšlejte o tom na chvíli: vy a váš ArduinoBoy děláte skvělou hudbu. Ve skutečnosti tak skvělé, že nakonec proměníte chiptune v legitimní formu hudby. Přinášíte chiptune do hlavního proudu. Stanete se slavnými. Ve skutečnosti je tak slavný, že jste pozváni hrát na Wrigley Field těsně předtím, než se na hřiště dostanou Cubs. Stále používáte svůj deskový ArduinoBoy. Vy a posádka vše nastavujete tak, dokud jeden z vás nezpozoruje nejdůležitější ze svých hudebních nástrojů, ArduinoBoy, zmizel. Nakonec ho najdete v rukou mladého chlapce, kterému se podařilo proklouznout kolem ochranky. Ve své zvědavosti odstranil všechny součásti z prkénka a bohužel nemáte schematický návod. Do zahájení představení zbývá pouhých 5 minut a musíte představení zrušit. Dav šílí a ve své zuřivosti zničí pořádný kus stadionu, což také způsobí zrušení hry. Mláďata opět prohrávají s líčením a mají šanci na World Series a mohou za to. Nedovolte, aby se vám tento vysoce spletitý scénář stal: vždy nechte své projekty trvalé. Nejprve po vyjmutí všech dílů z nepájivého prkénka položte na desku PC a zjistěte, jak je všechny osadíte. Existuje několik věcí, které byste měli mít na paměti:

• Pokuste se, aby všechny vaše integrované obvody čelily stejným způsobem. Tímto způsobem můžete na první pohled zjistit, zda jsou všechny správně namontovány.
• Šroubové svorky, zásuvky IC a drátové konektory jsou vaši přátelé. Pokud se něco rozbije, chcete mít možnost díly snadno vyjmout a vyměnit. Také možná budete muset kanibalizovat svůj ArduinoBoy později, abyste mohli postavit něco jiného. Přidání zásuvek a dalších konektorů vám to umožní snadno.
• Dávejte pozor na prostor, se kterým musíte pracovat. Udržujte součásti v dostatečné vzdálenosti od montážních otvorů, abyste mohli snadno dostat montážní hardware a nástroje na tato místa. Také, pokud montujete desku na velmi malý prostor, jako je altónový plech, musíte mít na paměti prostorové části, jako jsou knoflíky. Možná budete muset ponechat části desky volné, aby mělo tlačítko volný prostor uvnitř pouzdra.

Jakmile budete mít vše pájené dohromady, je to jednoduchá záležitost vrtání a vyřezávání příslušných otvorů ve vašem případě a montáž desky s plošnými spoji do něj. Pokud používáte kovové pouzdro jako já, ujistěte se, že použijete kousek papíru nebo něco k vyložení spodní části pouzdra, aby nezkratovalo žádnou část obvodu. Gumové podložky by byly také dobrý nápad.

Krok 6: Používání ArduinoBoy

Pokud je váš ArduinoBoy správně sestaven, neměl by se chovat jinak než jakékoli jiné vstupní zařízení MIDI. Při použití s mGB bude mít 5 samostatných MIDI kanálů. Kanály 1 a 2 jsou generátory stálých tónů, 3 je generátor tónu, který v mých omezených testech vypadá, že má třítónový vzor (tón noty se změní pokaždé, když na tomto kanálu hrajete, podle vzoru), kanál 4 poskytuje basové zvuky (použijte jako buben, basovou kytaru nebo syntetizátor) a kanál 5 je hluk (nejčastěji se používá ve hrách GameBoy pro výbuchy a tekoucí vodu).

Zapojte své MIDI výstupní zařízení do portu připojeného k optoizolátoru, ArduinoBoy do GameBoy a přeprogramovatelnou kazetu také do GameBoy. Nastavte svůj ArduinoBoy na režim mGB stisknutím tlačítka, dokud se nerozsvítí LED připojená k digitálnímu 8. Od této chvíle můžete svůj GameBoy používat jako MIDI nástroj. Úpravy generovaného zvuku lze na GameBoy provádět pomocí rozhraní mGB, konkrétně timbre, octave, channel a notový útok. Ostatní režimy ArduinoBoy se používají s jinými programy pro vytváření čipů GameBoy, konkrétně Nanoloop a LSDJ, a přesahují rámec tohoto Instructable.

Krok 7: Nástrahy, kterým se můžete vyhnout

V průběhu dokončování tohoto projektu jsem udělal několik konstrukčních a konstrukčních chyb, které, ačkoliv nepříznivě neovlivnily výkon základní funkce ArduinoBoy, učinily stavbu náročnější a závěrečnou prezentaci trochu odfláknutou. Zde jsou mé chyby a několik běžných závad a jak se jim můžete vyhnout nebo je opravit. Kovová práce Ze všech návrhových rozhodnutí, která jsem učinil, bylo rozhodnutí použít jako případ mincovní plech Altoids snad nejničivější. Problém není v samotném cínu, ale v nástrojích, které jsem měl k dispozici při přípravě pouzdra, a v tom, že jsem s tenkým plechem udělal jen velmi málo práce. Nejprve pro práci použijte správný nástroj. Plechové nůžky, nebo alespoň ty, které jsem použil, kov spíše trhají, než aby ho čistě rozřezávaly, a zanechávaly za sebou těžké odstranitelné ostré hrany, které nezůstávají ploché v pouzdře. Místo toho použijte nibbler. Kdykoli je to možné, při vrtání otvorů také vždy vrtejte z cílové strany nebo ze strany, kterou uvidíte nejčastěji (venku). Když vyvrtáte otvor, pravděpodobně v kovu zanecháte otřepy a způsobíte, že se kov ohne do otvoru ze směru vrtání. Vrtáním zvenčí necháte otřepy na vnitřní straně pouzdra, takže vnější úhlednější vzhled bude pro nepřítomně smýšlející lidi bezpečnější a bezpečnější. Prototypová deska S levnými materiály není vždy nejlepší pracovat. Prototypové desky, které jsem použil ke stavbě svého ArduinoBoy, pocházely z RadioShacku, a přestože jsou dokonale použitelné, je těžké je pájet, protože jsou vyrobeny levně. Žádné pozlacené otvory, takže pájka není nasávána do otvorů, což má za následek tyto velké pájecí kuličky na desce, které důkladně nedrží pájené části na místě. Pokuste se najít desky s pokovenými otvory. Pokud nemůžete, slyšel jsem, že trochu tavidla pájejícího se do otvoru těsně před pájením vtáhne roztavenou pájku do otvoru, jako by byl pokovený. Pokud jde o levné proto-desky, mějte na paměti, že protože pájka se bude nahoře jen shromažďovat, mohou být náchylná k … Shorts Když jsem dokončil pájení dohromady můj ArduinoBoy, všiml jsem si, že LED diody nesvítí správně. Problém nebyl v mém zapojení, to bylo perfektní, ale v mém pájení. Drobné, téměř neviditelné množství pájky a prachu překlenovalo mezery na desce, což bránilo některým LED diodám v rozsvícení a spojování ostatních LED dohromady. Pokud se vám to stane, přejeďte mezi pájecími spoji čepel nože a důkladně očistěte pomocí špiček q, papírových ručníků a tření alkoholu. Jen obecné varování pro všechny. Nechápejte mě špatně, je to skvělá věc, když se dva díly musí rychle lepit a lepit, ale nikdy nepředpokládejte, že ho můžete použít, aniž byste k sobě lepili prsty.

Krok 8: Kam mám jít odsud?

Máte potíže se začátkem celé věci skládání chiptune? Potřebujete inspiraci, tipy, triky a místo, kde můžete předvést svou nejnovější melodii? Pro všechny věci chiptunes a potažmo retro hraní je tu 8bitcollective.com. Mají živou komunitu skladatelů chiptune, kteří by vám více než ochotně pomohli ve vaší kariéře.

Chcete rozšířit možnosti svého ArduinoBoy? Váš ArduinoBoy má vestavěnou funkci, kterou mGB ve skutečnosti nevyužívá: MIDI out, konkrétně MIDI synchronizaci. Nanoloop a LSDJ však nejsou kompatibilní pouze s hardwarem ArduinoBoy, ale dokážou využít tuto nevyužitou funkci, která vám umožní synchronizovat zvuky vašeho GameBoy s jinými programovatelnými MIDI nástroji, jako jsou bicí. Dobře, nyní jste úspěšný skladatel a interpret chiptune, ale nyní vás čeká spousta koncertů a chcete co nejvíce odlehčit zátěž. Co budeš dělat? Dokud používáte pouze MIDI ArduinoBoy v portu, můžete jeho velikost výrazně snížit. Jednoduše použijte jako malý klon Arduina, který můžete najít, a vynechejte port MIDI out. Koneckonců, zdá se, že to funguje pro trash80. Pokud jde o mě, snažím se provést několik vylepšení svého prototypu a zároveň se dozvědět více o tom, jak funguje, a jak s ním mohu skládat skutečnou hudbu. Přemýšlím o návrhu několika desek plošných spojů v Eagle CAD pro dvě různé verze: jednu, která používá komponenty s průchozími otvory a integrované obvody DIP, jako je tato, a další, která používá komponenty pro povrchovou montáž, kdykoli je to možné, abych mohl vyzkoušet přetavení plotny pájecí metodou a udělejte (doufejme) nejmenší plnohodnotný ArduinoBoy, jaký kdy byl vyroben. Hlavně ať se rozhodnete se svým ArduinoBoy dělat cokoli, mějte se krásně. Pokud se nebavíte, děláte zjevně něco špatně. Pamatujte, že jako všechno ostatní v životě, skládání chiptunes neznamená porazit někoho jiného. Jde o to porazit sebe, aby každá skladba, kterou složíte, byla lepší než ta předchozí. Nikdo se nikdy proslavil tím, že udělal něco, co neměl rád. Otázky? Komentáře? Návrhy na svatbu? Výhružky smrtí? Pošlete je níže.