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1:1还原,自制树莓派复古街机:教程已开源

要说起「入股不亏」的电子设备,树莓派绝对能排前列。不消说用树莓派打造车牌识别检测系统训练游戏智能体这些「常规操作」了,现在它连波士顿动力机器狗都能自制。最近,更有人用树莓派制造了一台 1:1 还原的街机!


八九个月前,来自 Combient Mix 的数据科学家 Max Fischer 开始了一个从头开始构建全尺寸街机的项目,这台街机的核心计算设备就是树莓派。

昨天,Max 将街机创建的全过程写成文档,并发布在 GitHub 上。

项目地址:https://github.com/maxvfischer/DIY-arcade

该项目详细介绍了搭建全尺寸街机的所有步骤,包括预先设计好的 CAD 文件(可免费下载)、组装机身的方法、运行街机程序的树莓派设置方法等。

每一步教程都有具体的照片可以参考,当然,除了树莓派,你还需要一个设备齐全的工具间。

项目包括两个主要部分:街机机身搭建、内部电子器件设置与连接。

机身搭建

下载 CAD 文件

这是作者第一次使用 CAD 软件,他开放了所有原始文件的下载链接。


下载地址:https://github.com/maxvfischer/DIY-arcade/tree/master/cad_files

零件切割

为了制作出完美匹配的街机按钮、摇杆、屏幕、电源键和扬声器,「按钮面板」和「屏幕面板」均使用了数控切割(CNC-cut)。这比手工切割贵很多,但是抛光效果更好。框侧板的制作也使用了数控切割,因为它们需要打穿两组完全相同的圆孔。

需要注意的是,要以 1:1 的比例对 CAD 文件进行数控切割。

其余的零件可以采用手工切割的方法,作者在这里使用裁板锯将 MDF 板切成较小的片,再用台锯切割成最终需要的木板片。

唯一需要多费功夫的就是舱盖板 (hatch panel)。首先要在板上绘制出舱口的轮廓,然后用圆锯切出实际的舱口,这里在四角的边缘处使用了手持的曲线锯,因为在切割时更容易掌控。
绘制零件轮廓

为了让组装后的机身能够保持对称,要保证所有零件安装的位置是准确的。最简单的方法就是在每张面板上绘制出轮廓。这可能会花点时间,但很重要。

开始组装

接下来就是将所有的面板组装到一起了,这里使用了木工接合片来加强固定作用,屏幕面板是唯一不使用木工接合片固定的地方,因为以后还可能随时更换。在粘合之前,要先将各个面板装在一起试试,确保位置不偏不倚。

调节完毕后,上胶水,此时动作要快。粘合完成后,使用钉枪进行加固。

搞定屏幕面板

首先,使用两根细木条作为固定的支架:

为了获得平滑的外观,此处使用手持铣床打了一个凹槽出来。

同时,还需要根据屏幕按钮的位置在木板上打孔,实现单击功能。

喷漆,完成

在喷漆之前,用电动砂光机对机身表面进行处理。喷漆的难度有些大,需要请专业的师傅来操作。作者选择黑色作为机身颜色,灯箱内部选了白色,反射效果更好。

出于设计感考虑,作者还打印了很多机身贴纸:

按钮说明:

至此,机身部分已经完成,接下来可以安装电子器件了。

安装电子器件

连接电源

将圆形的塑料电缆索环穿过背板底部的孔,从而连接电源。

安装屏幕

使用电镀打捆带固定屏幕:

灯箱

为了与整体的设计感保持一致,作者重用了侧板的一些图形组件:

打印一张大的贴纸,将贴纸上的「ARCADE MACHINE」镂空处理,以便光线通过。稍后贴纸会被粘在磨砂玻璃上。

光源使用的是 LED 灯管,灯管的线可以连接至机身底部的电源插排。使用双面胶将 LED 灯管粘在背板上。

为了防止光从玻璃处漏出,Max 剪下一些长泡沫条,并用双面胶粘在玻璃的边角背后。

使用双面胶固定玻璃的位置,并把贴纸贴在上面:

安装街机按钮和摇杆

Max 事先购买了两组街机按钮和摇杆,它们便于使用,没有电路板知识也不妨碍。因此,街机按钮的安装就很简单了。将每个按钮和摇杆安装到自带的电路板上,然后把 USB 线和电路板与计算机连接起来。

为了使摇杆位于孔的中心,Max 使用宽双面胶,将摇杆置入按钮面板。

在树莓派上配置 RetroPie

RetroPie 可以将树莓派改造成复古游戏机,它是一个持续更新的开源项目,你可以从官网获取安装指南:https://retropie.org.uk/docs/First-Installation/

配置街机按钮和摇杆

街机按钮电路板的 USB 线与树莓派连接。开启树莓派和 RetroPie,出现欢迎界面,这时你可以配置控制器了。

电源键

为了方便开关街机,作者在屏幕面板上加了一个孔来安装电源键。

将两根线与电源键焊接在一起,这两根线分别连接树莓派的 GPIO pins 5 和 6。缩短 GPIO pins 5 和 6 时,树莓派将从暂停状态中被激活。

然后添加一小段脚本,在树莓派启动时执行。该脚本听从另一种 GPIO pins 5 和 6 的缩短情况,进而触发树莓派安全关闭。

关闭脚本的添加过程此处不再赘述,详情参见 GitHub 项目。

目前,电源键只能关闭树莓派。Max 表示,他计划后续安装由树莓派控制的 relay,用于开关其他电子器件(如屏幕、灯箱等)。

扬声器

每一个扬声器焊接了两根线。将扬声器置入 CNC 钻孔,与屏幕面板相连。所有线均连接至扩大器。然后用 3.5mm AUX 立体声音响线连接扩大器和树莓派。

完善线路结构

为了使机身内部的线路结构清晰,Max 用双面胶粘贴了理线器。

街机搭建完成

至此,利用树莓派搭建街机的过程就全部完成了。

试问谁不想拥有这样一台街机呢?

目前,这台「自建」街机能够运行很多复古游戏。作者还打算将树莓派 3 升级到树莓派 4,这样就可以运行更多 Nintendo 64 和 PS1 的经典游戏了!

参考链接:https://www.reddit.com/r/raspberry_pi/comments/inpll7/i_built_a_fullsize_arcade_machine_running_on_a/
工程游戏树莓派
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