Bauen Sie einen ArduinoBoy - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:22

Der GameBoy. Wahrscheinlich besaßen Sie in Ihrer Kindheit einen. Und selbst wenn Sie es nicht getan haben, haben Sie höchstwahrscheinlich mit dem GameBoy Ihres besten Freundes gespielt, oder vielleicht besaßen Sie seinen nächsten Konkurrenten, den Sega Game Gear oder Nomad. Wunderbare kleine Spielgeräte, aber jetzt, wo Sie alle erwachsen sind, haben Sie sich schon Gedanken gemacht, was Sie jetzt damit machen werden? Bewahren Sie es auf dem Dachboden auf, um auszugraben und Ihren Kindern zu zeigen, wie Gaming im 20. Jahrhundert war? An einen Sammler verkaufen? Erlebe Gaming-Erinnerungen, indem du zum x-ten Bazillon-Zeitpunkt durch The Legend of Zelda: Link's Awakening zurückkehrst?

Haben Sie jemals darüber nachgedacht, daraus ein Musikinstrument zu machen? Timothy "trash80" Lamb ist ein Chiptune-Komponist, der derzeit in Los Angeles, Kalifornien, lebt. Ein Chiptune-Komponist ist eine Person, die die Soundgenerator-ICs (integrierte Schaltkreise) in Videospielkonsolen und Handhelds verwendet, um Musik zu erzeugen. Mr. Lamb ist auch der Schöpfer eines Geräts, das als ArduinoBoy bekannt ist. eine Kombination aus Open-Source-Hardware und -Software, die jedes Mitglied der GameBoy-Familie mit einem Cartridge-Slot und einem Link-Kabelanschluss in einen MIDI-Soundgenerator verwandeln kann. Nun ist anzumerken, dass trash80 nicht der erste war, der ein solches System erstellt hat. Die beiden großen Homebrew-GameBoy-Apps, die von professionellen Chiptune-Komponisten, Nanoloop und Little Sound Disk Jockey, oder LSDJ, verwendet werden, sind seit geraumer Zeit MIDI-fähig. Das Problem ist, dass diese beiden Apps auf Microchip PIC-Hardware angewiesen sind, um MIDI-Signale zu senden und zu empfangen. Keine Respektlosigkeit gegenüber dem Standard-Mikrocontroller der Elektroindustrie, aber der PIC ist wirklich eine professionelle Hardware und kann für diejenigen, die nicht regelmäßig mit Elektronik herumspielen, einschüchternd wirken. Es gibt auch wenig bis gar keine Unterstützung für Benutzer weniger beliebter Betriebssysteme, wenn es um die Programmierung dieser Geräte geht (die einzige offizielle PIC-Entwicklungssuite ist für Windows, keine Linux- oder Mac-Unterstützung). Durch die Verwendung der viel einfacheren Arduino-Plattform umgeht der ArduinoBoy diese Einschränkungen und macht es einem angehenden Chiptune-Komponisten viel einfacher, die Werkzeuge zu bauen, die er oder sie benötigt. Während der ArduinoBoy für die Arbeit mit dem eigenen Homebrew GameBoy-Soundgeneratorprogramm mGB von trash80 entwickelt wurde, kommt er auch mit Nanoloop und LSDJ gut zurecht. Obwohl trash80 seine Arbeit auf einer Google Code-Webseite geteilt hat, hat er keine Schritt-für-Schritt-Anleitung, wie man sie selbst erstellen kann (sie steht auf seiner To-Do-Liste). Ich beschloss, ihm in dieser Hinsicht zu helfen. Obwohl nicht unbedingt eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, sollte dieses Instructable Ihnen eine allgemeine Vorstellung davon geben, was zu tun ist, und Ihnen einige meiner Fallstricke zeigen, damit Sie sie vermeiden können.

Schritt 1: Teile, Werkzeuge und Code

Teile

• Ein Arduino, ein generisches Arduino oder die Teile zum Selbermachen. Ich persönlich verwende das Really Bare Bones Board-Kit von Modern Device Compay, das entweder so zusammengebaut und mit Buchsen für Leiterplattenstifte an Ihrem Projekt befestigt werden kann, oder für Teile kannibalisiert werden, um das Arduino zu einem dauerhaften Teil des Projekts zu machen.
• Zwei 220Ω-, sieben 2KΩ- und ein 270Ω-Widerstand. Für dieses Projekt sind 1/4 oder 1/8 Watt Widerstände ideal.
• Ein Opto-Isolator 6N138.
• Eine 1N914 Kleinsignaldiode. Seien Sie nicht überrascht, wenn Sie sie nur in Mengen von 10 oder mehr kaufen können.
• Eine Drucktaste, die nur eingeschaltet ist, wenn die Taste gedrückt wird. Für diejenigen, die Ingenieur sprechen, ist das eine SPST-Aus-(Ein)-Taste.
• Zwei 5-polige 180-Grad-DIN-Buchsen. Stellen Sie sicher, dass Sie genau diese Anschlüsse erhalten. Es gibt viele verschiedene Ausführungen für DIN-Steckverbinder, und nur wenige, wenn überhaupt, sind miteinander kompatibel.
• Vier zweipolige Klemmenblöcke. Obwohl Sie einfach alle Ihre Drähte direkt an die Leiterplatte löten können, wird die Verwendung von Klemmenblöcken oder einer anderen Form von Steckverbindern die Montage, Demontage und die Kannibalisierung von Teilen erheblich erleichtern.
• Eine Allzweck-PC-Platine.
• Ein GameBoy-Linkkabel.
• Ein Gerät, das MIDI-Ausgang bereitstellen kann, wie ein Keyboard oder ein Computer mit der erforderlichen Software und dem Adapter.
• Eine programmierbare GameBoy-Cartridge.
• Lot.
• Extra-Draht. Solide für die Arbeit mit Steckbrettern und die Verdrahtung der Leiterplatte, verseilt für Drähte, von denen Sie erwarten, dass sie häufig verschoben werden.
• Ein Koffer, um alles hineinzustopfen.
• Haufen von Verschiedenes.

Werkzeuge

• Lötkolben.
• Entwässerungsbirne, Pumpe oder Docht. Nur für den Fall.
• Helfende Hände Lötwerkzeug.
• Schutzbrillen. Ihre Brille wird es nicht schneiden.
• Feuerlöscher oder zumindest ein Glas Wasser. Noch einmal, nur für den Fall.
• Kabelschneider.
• Abisolierzangen.
• Spitzzange.
• Lötfreies Steckbrett.
• Programmier- oder USB-Kabel für Arduino und die programmierbare GameBoy-Cartridge, falls zutreffend.
• Drehwerkzeug und/oder alles andere, was Sie zum Schneiden von Löchern und Schlitzen in Ihrem Fall Ihrer Wahl benötigen.

Code Sie benötigen zwei verschiedene Codestücke für dieses Projekt, die beide auf der ArduinoBoy Google Code-Seite von trash80 zu finden sind. Sie finden sie rechts auf der Seite unter der Rubrik Empfohlene Downloads. Sie laden den ArduinoBoy-Code in das Arduino, während mGB in die programmierbare Spielkassette geladen wird.

Schritt 2: Schauen wir uns den Schaltplan an

Ein Schaltplan ist ganz einfach jedes Dokument, das zeigt, wie ein mechanisches oder elektrisches Gerät zusammengebaut wird. Diese Bilder Ihres Rasentraktors mit allen zerlegten Teilen und kleinen gestrichelten Linien, die zeigen, wie alles zusammenpasst? Die Baupläne, von denen der Auftragnehmer für Ihr Haus oder Ihre Wohnung so besessen war? Schema; beide.

Was die Schaltpläne angeht, ist das Schema von trash80 für den ArduinoBoy viel bunter und es fehlen gerade Linien, aber es ist perfekt lesbar. Wenn Sie keine technischen Konventionen kennen, sollten Sie keine Probleme haben. Vielleicht möchten Sie dies ausdrucken, da wir oft darauf zurückkommen werden.

Schritt 3: Steckbretttest

Bevor wir zum eigentlichen Bau des fertigen ArduinoBoy kommen, wollen wir zunächst sicherstellen, dass alle unsere Teile gut sind. Dafür verwenden wir unser lötfreies Steckbrett, mit dem wir Verbindungen zwischen elektronischen Teilen herstellen können, ohne sie zusammenlöten zu müssen. Es ist einfach. Schauen Sie sich einfach den Schaltplan an und verbinden Sie die Teile wie gezeigt.

Denken Sie daran, dass es auf jeder Seite einen Kommentarbereich gibt. Wenn Sie bei etwas nicht weiterkommen, posten Sie unten und ich werde versuchen, Ihnen so gut wie möglich zu helfen.

Schritt 4: Erster Test

Es ist Zeit für zwei sehr wichtige Tests: den Rauchtest und den Funktionstest. Der erste Test ist ganz einfach. Verbinden Sie einfach Ihren GameBoy mit dem Gerät, schalten Sie den GameBoy ein und beobachten Sie die LEDs des ArduinoBoy. Wenn die Pin13-LED kurz blinkt, gefolgt von den verbleibenden LEDs, die der Reihe nach aufleuchten, zwei Mal vom höchsten Pin zum niedrigsten und zurück streichen und mit zwei Blinken der LEDs auf einmal enden, dann stehen die Chancen gut, dass Ihr ArduinoBoy funktioniert Auftrag. Testen Sie auch die Modusauswahltaste. Wenn Sie sie drücken, sollte die aktuell leuchtende LED erlöschen und die nächste in der Sequenz wird eingeschaltet. Wenn die Lichter stattdessen nicht aufleuchten, sich Teile ungewöhnlich warm anfühlen, Sie Rauch sehen oder riechen und / oder ein Teil des Stromkreises explodiert oder in Flammen aufgeht, dann sehen Sie sich den Schaltplan an und überprüfen Sie alle noch einmal Ihre Anschlüsse und Verkabelung, ersetzen Sie die beschädigten Komponenten und führen Sie den Rauchtest erneut durch. Der zweite Test ist etwas nervenaufreibender, vor allem, weil, wenn hier etwas schief geht, nicht nur das Arduino zum Toasten wird. Laden Sie mGB in Ihren GameBoy, stecken Sie den ArduinoBoy in Ihren GameBoy und verbinden Sie den MIDI-Ausgang Ihres MIDI-kompatiblen Geräts mit dem MIDI-Eingang des ArduinoBoy mit Steckbrett. Schalten Sie den GameBoy und dann das MIDI-Gerät ein und halten Sie Ihren Feuerlöscher griffbereit, damit nichts passiert. Versuchen Sie, auf Kanal 1, 2, 3, 4 oder 5 ein paar Noten auf Ihrem MIDI-Gerät zu spielen Himmel, die Arme ausgestreckt, "IT'S ALIVE" brüllend und manisch lachend. Ein Hinweis zum Testen und Verwenden Ihres ArduinoBoy: Es gibt Websites, die kostenlose MIDI-Dateien beliebter Songs anbieten, und Sie werden sehr versucht sein, sie sowohl zum Testen als auch in Ihren Kompositionssitzungen zu verwenden. Widerstehen Sie dieser Versuchung. Zunächst einmal sind einige der von diesen Seiten angebotenen MIDI-Tracks nicht gut gemacht. Ich habe einmal eine MIDI-Kopie des "19-2000" der Gorillaz gefunden, und eines der Instrumente hat sich nicht ausgeblendet oder ausgeblendet, so dass dieses eine Instrument irgendwann den Rest der Instrumente überwältigt, bis Sie den Player angehalten und erneut gestartet haben. Außerdem ermutigt Sie die Verwendung dieser vorgefertigten Songs dazu, weiterhin vorgefertigte Songs zu verwenden. Sie werden nichts Originelles machen. Es ist besser, sofort zu lernen, wie man seine eigene Musik komponiert.

Schritt 5: Löten Sie es auf

Ihr ArduinoBoy funktioniert also. Gut, es ist an der Zeit, es an die Prototypenplatine der gedruckten Schaltung zu löten. "Warte warte!" du schreist zu dir selbst. „Es funktioniert jetzt ganz gut und ich weiß, dass ich damit vorsichtig sein werde. Warum es möglicherweise durcheinander bringen? Alles klar. Aber denken Sie einen Moment darüber nach: Sie und Ihr ArduinoBoy machen großartige Musik. So großartig, dass Sie Chiptune in eine legitime Form von Musik verwandeln. Du bringst Chiptune in den Mainstream. Sie werden berühmt. So berühmt, dass Sie eingeladen sind, im Wrigley Field zu spielen, kurz bevor die Cubs das Feld betreten. Sie verwenden immer noch Ihren ArduinoBoy mit Steckbrett. Sie und die Crew richten alles so ein, bis einer von Ihnen bemerkt, dass das wichtigste Ihrer Musikinstrumente, der ArduinoBoy, verschwunden ist. Sie finden es schließlich in den Händen eines kleinen Jungen, der es geschafft hat, sich an der Sicherheitskontrolle vorbeizuschleichen. Aus Neugier hat er alle Bauteile vom Steckbrett entfernt und leider hat man keinen Schaltplan zur Hand. Nur noch 5 Minuten vor Beginn der Show müssen Sie Ihren Auftritt absagen. Die Menge dreht durch und zerstört in ihrer Wut einen großen Teil des Stadions, wodurch auch das Spiel abgesagt wird. Die Cubs verlieren wieder einmal ihr Make-up-Spiel und ihre Chance auf die World Series, und sie sind schuld. Lassen Sie sich dieses höchst verworrene Szenario nicht passieren: Machen Sie Ihre Projekte immer dauerhaft. Nachdem Sie alle Teile vom lötfreien Steckbrett entfernt haben, legen Sie sie auf die Leiterplatte und finden Sie heraus, wie Sie sie alle anbringen. Es gibt ein paar Dinge, die Sie beachten sollten:

• Versuchen Sie, alle Ihre ICs auf die gleiche Weise auszurichten. So erkennen Sie auf einen Blick, ob alle richtig montiert sind.
• Schraubklemmen, IC-Sockel und Kabelverbinder sind Ihre Freunde. Wenn etwas kaputt geht, möchten Sie die Teile einfach entfernen und ersetzen können. Außerdem müssen Sie Ihren ArduinoBoy möglicherweise zu einem späteren Zeitpunkt ausschlachten, um etwas anderes zu bauen. Durch das Hinzufügen von Buchsen und anderen Anschlüssen können Sie dies problemlos tun.
• Achten Sie auf den Platz, mit dem Sie arbeiten müssen. Halten Sie die Teile von den Befestigungslöchern fern, damit Sie die Befestigungsteile und Werkzeuge leicht an diese Stellen bringen können. Auch wenn Sie das Board in einem sehr kleinen Raum, wie einer Altoids-Dose, einbauen, müssen Sie den Platzbedarf von Teilen wie Knöpfen berücksichtigen. Möglicherweise müssen Sie Teile Ihres Boards frei halten, damit der Knopf im Gehäuse Platz hat.

Sobald Sie alles zusammengelötet haben, müssen Sie nur noch die entsprechenden Löcher in Ihrem Gehäuse Ihrer Wahl bohren und schneiden und die Platine darin montieren. Wenn Sie wie ich ein Metallgehäuse verwenden, verwenden Sie unbedingt ein Stück Papier oder etwas, um den Boden des Gehäuses auszukleiden, damit kein Teil des Stromkreises kurzgeschlossen wird. Gummischeiben wären auch eine gute Idee.

Schritt 6: Verwenden Ihres ArduinoBoy

Ihr ArduinoBoy sollte sich bei korrekter Montage nicht anders verhalten als jedes andere MIDI-Eingabegerät. Bei Verwendung mit mGB verfügt es über 5 separate MIDI-Kanäle. Kanal 1 und 2 sind Dauertongeneratoren, 3 ist ein Tongenerator, der in meinen begrenzten Tests ein Drei-Noten-Muster zu haben scheint (das Timbre der Note ändert sich jedes Mal, wenn Sie auf diesem Kanal spielen, einem Muster folgend), Kanal 4 bietet Bassklänge (wie Schlagzeug, Bassgitarre oder Synthesizer) und Kanal 5 ist Rauschen (am häufigsten in GameBoy-Spielen für Explosionen und fließendes Wasser verwendet).

Stecken Sie Ihr MIDI-Out-Gerät in den Port, der mit dem Opto-Isolator verbunden ist, Ihren ArduinoBoy in Ihren GameBoy und Ihren umprogrammierbaren Tonabnehmer auch in Ihren GameBoy. Stellen Sie Ihren ArduinoBoy in den mGB-Modus, indem Sie die Taste drücken, bis die mit Digital 8 verbundene LED aufleuchtet. Von nun an können Sie Ihren GameBoy als MIDI-Instrument verwenden. Anpassungen des erzeugten Sounds können am GameBoy über die Schnittstelle von mGB vorgenommen werden, insbesondere Timbre, Oktave, Kanal und Note Attack. Die anderen ArduinoBoy-Modi werden mit anderen GameBoy-Chiptune-Erstellungsprogrammen verwendet, insbesondere Nanoloop und LSDJ und liegen außerhalb des Rahmens dieses Instructable.

Schritt 7: Fallstricke, die Sie vermeiden können

Im Zuge dieses Projekts habe ich einige Design- und Konstruktionsfehler gemacht, die die Leistung der Kernfunktion des ArduinoBoy zwar nicht beeinträchtigten, die Konstruktion jedoch schwieriger und die endgültige Präsentation etwas schlampig machten. Hier sind meine Fehler und einige häufige Fehler und wie Sie sie vermeiden oder korrigieren können. Metallgehäusearbeit Von allen Designentscheidungen, die ich getroffen habe, war die Entscheidung, eine Altoids-Minzdose als Gehäuse zu verwenden, vielleicht die katastrophalste. Das Problem liegt nicht an der Dose selbst, sondern an den Werkzeugen, die ich bei der Vorbereitung des Gehäuses zur Verfügung hatte und daran, dass ich sehr wenig mit dünnem Blech gearbeitet habe. Verwenden Sie zunächst das richtige Werkzeug für den Job. Blechscheren, oder zumindest die, die ich verwendet habe, zerreißen das Metall, anstatt es sauber zu schneiden, und hinterlassen schwer zu entfernende scharfe Kanten, die nicht flach am Gehäuse bleiben. Verwenden Sie stattdessen einen Knabber. Bohren Sie beim Bohren von Löchern nach Möglichkeit immer von der Endseite oder von der Seite, die Sie am häufigsten (von außen) sehen. Wenn Sie ein Loch bohren, hinterlassen Sie wahrscheinlich Grate im Metall und bewirken, dass sich das Metall aus der Bohrrichtung in das Loch biegt. Wenn Sie von außen bohren, lassen Sie die Grate auf der Innenseite des Gehäuses, was die Außenseite aufgeräumter und für Zerstreute sicherer macht. Prototype Board Billige Materialien sind nicht immer die besten, um damit zu arbeiten. Die Prototypenplatinen, mit denen ich meinen ArduinoBoy gebaut habe, stammen von RadioShack und sind, obwohl sie perfekt verwendbar sind, aufgrund ihrer billigen Herstellung schwer zu löten. Keine durchkontaktierten Löcher, so dass kein Lötzinn in die Löcher gesaugt wird, was zu diesen großen Lötflecken auf der Platine führt, die die gelöteten Teile nicht vollständig an Ort und Stelle halten. Versuchen Sie Ihr Bestes, um Bretter mit plattierten Löchern zu finden. Wenn Sie dies nicht können, habe ich gehört, dass ein wenig Lötflussmittel, das kurz vor dem Löten in das Loch geschmiert wird, geschmolzenes Lot in das Loch saugt, als ob es plattiert wäre. Denken Sie beim Thema billige Proto-Boards daran, dass, da sich das Lot nur oben ansammelt, sie anfällig sein können für … Shorts Als ich mit dem Löten meines ArduinoBoy fertig war, bemerkte ich, dass die LEDs nicht richtig aufleuchteten. Problem war nicht meine Verkabelung, das war perfekt, sondern mein Löten. Winzige, so gut wie unmöglich zu sehende Mengen an Lot und Staub überbrückten die Lücken auf der Platine, verhinderten das Leuchten einiger LEDs und verbanden andere LEDs. Wenn Ihnen das passiert, fahren Sie mit einer Messerklinge zwischen die Lötstellen und reinigen Sie sie gründlich mit Wattestäbchen, Papiertüchern und Reinigungsalkohol. Sekundenkleber Versuchen Sie es auch, Sie können niemals Sekundenkleber verwenden, ohne etwas an Ihre Finger zu bekommen. Nur eine allgemeine Warnung an alle da draußen. Versteh mich nicht falsch, es ist eine tolle Sache, wenn zwei Teile schnell kleben und kleben müssen, aber niemals davon ausgehen, dass man es verwenden kann, ohne die Finger zusammenzukleben.

Schritt 8: Wohin gehe ich von hier aus?

Haben Sie Schwierigkeiten, mit der ganzen Chiptune-Komposition zu beginnen? Brauchen Sie Inspiration, Tipps, Tricks und einen Ort, um Ihre neueste Melodie zu präsentieren? Für alles, was mit Chiptunes und Retro-Gaming zu tun hat, gibt es 8bitcollective.com. Sie haben eine lebendige Gemeinschaft von Chiptune-Komponisten, die mehr als bereit sind, Ihnen bei Ihrer Karriere zu helfen.

Möchten Sie die Fähigkeiten Ihres ArduinoBoy erweitern? Ihr ArduinoBoy hat eine eingebaute Funktion, die mGB nicht verwendet: MIDI-Ausgang, insbesondere MIDI-Synchronisation. Nanoloop und LSDJ sind jedoch nicht nur mit der ArduinoBoy-Hardware kompatibel, sondern können auch diese ungenutzte Funktion nutzen, sodass Sie die Sounds Ihres GameBoy mit anderen programmierbaren MIDI-Instrumenten wie Schlagzeug synchronisieren können. Okay, Sie sind jetzt ein erfolgreicher Chiptune-Komponist und -Interpret, aber jetzt haben Sie eine Menge Auftritte und möchten die Last so weit wie möglich reduzieren. Was wirst du machen? Nun, solange Sie nur den MIDI-In-Port des ArduinoBoy verwenden, können Sie seine Größe stark reduzieren. Verwenden Sie einfach einen kleinen Arduino-Klon, den Sie den MIDI-Ausgangsanschluss finden und weglassen können. Immerhin scheint es für trash80 zu funktionieren. Was mich betrifft, möchte ich ein paar Verbesserungen an meinem Prototyp vornehmen und gleichzeitig mehr darüber lernen, wie er funktioniert und wie ich damit echte Musik komponieren kann. Ich denke darüber nach, ein paar PCBs in Eagle CAD für zwei verschiedene Versionen zu entwerfen: eine, die Durchsteckkomponenten und DIP-Gehäuse-ICs verwendet, wie diese, und eine andere, die nach Möglichkeit SMD-Komponenten verwendet, damit ich das Hotplate-Reflow ausprobieren kann Lötmethode und machen (hoffentlich) den kleinsten vollwertigen ArduinoBoy, der je hergestellt wurde. Vor allem, was auch immer Sie mit Ihrem ArduinoBoy machen, viel Spaß. Wenn Sie keinen Spaß haben, dann machen Sie offensichtlich etwas falsch. Denken Sie daran, dass es beim Komponieren von Chiptunes wie bei allem anderen im Leben nicht darum geht, jemand anderen zu schlagen. Es geht darum, sich selbst zu schlagen und jede Melodie, die Sie komponieren, besser zu machen als die letzte. Niemand wurde jemals berühmt dafür, etwas zu tun, das er nicht liebte. Fragen? Kommentare? Heiratsanträge? Todesdrohungen? Poste sie unten.