Как Сделать Игровой Автомат Устройство И Принцип Работы

Материалы по теме:

• Рабочее зеркало
• Автоматы Как В Игровых Залах

DIY Gaming Arcade (Habr)

Home Arcade for the Rest of Us (Habr)

DIY Console Gaming (Habr)

... и ещё!

Так что сначала пройду легкую часть и покажу свой дизайн!

Дизайн

Сначала нужно спроектировать данное аппарат. Когда я начинал, у меня было в голове всего две принципы: я буду применять Raspberry Pi в качестве основного компонента игровой автоматы и специализированные аркадные клавиши, но я также хотел иметь возможность подключать геймпады, мышь и клавиатуру.

У машины должен быть дисплей. Для ретро-развлечений желательно соотношение сторон 4:3, но у меня его нет и мне не хотелось возиться с поиском. Ноутбук-дисплей сгодится как достойная альтернатива. У меня есть восьмилетний ноутбук (Fujitsu Siemens Amilo 3438G) с 17-дюймовым дисплеем. У него сломан VGA-порт, ОЗУ исчезла (я не знаю, где), и HDD снят. Для творческого подхода можно кроме того включить динамическую подсветку экрана в рамках проекта, чтобы визуально нарастить размер дисплея.

Теперь могу набросать макет, и на указанный раз сделаю это в SketchUp.

Для людей, не увлекающихся 3D-графикой, создание макета автоматы в SketchUp может занять вечер. Точность инструмента несколько низкая, но допустимо примерно с точностью около 1–2 сантиметров определить, как будет выглядеть ваша машина. Можно применить текстуры и начать процесс восхищения.

Для указанного проекта я в первую очередь буду использовать имеющиеся сосновые доски, хотя у меня есть шанс применять MDF, древесноволокнистую плита, или фанеру. Планирую разделить проект на две части: верхняя часть будет «bartop» автоматы, нижняя — столик. Определил индивидуальную высоту стола 90 см, что устанавливает высоту клавиш стола на 105 см. Важно определить высоту стола в этом ситуации, потому что она зависит от роста пользователя машины, как будет зависеть монитор и панель управления. Высота щитка с кнопками зачастую варьируется от 90 до 115 см. Цель — разместить экран как можно ближе к игроку, чтобы погружение в развлечение было максимальным. В случае bartop это не так, и дисплей будет установлен под углом 30 градусов, а панель кнопок — под углом 15 градусов и с зазором в 5 см для освещения LED и определения машины.

Заказывайте доски, уголки 30 x 30, шарниры вида пианино (250 мм), комплект винтов (саморезы 3,5 x 16 мм), дверной замок, сетку, акриловое стекло и краску. Примерная потребность — 8 м распиленного панельного сырья и один пакет винтов. Панели будут черными, края и фаски фуксия. Я буду использовать краску для внутреннего зазора вместо ПВХ-кабеля, поскольку не нашёл нужного цвета. Черная краска покроет внутренние стороны щитков из-за видимого зазора освещения. Открытые внутренние стороны щитков также требуется покрасить черной краской для согласованности и чтобы не конфликтовать с дизайном.

Убедитесь, что шаблоны точны для резки боковых панелей и пластины переключателей. Я использовал модифицированную вариацию шаблонов Starcade (ряд отверстия под переключатели и хот-клавиши включены, ряд удалены). Исходная вариант тоже имеет весьма хорошую DIY-инструкцию с пошаговыми инструкциями.

Плотницкое дело

Режьте пластины и сверлите отверстия под клавиши, джойстики и колонки, задействуя фостнеровское сверло или циркулярную пилу. Отверстия под кнопки — 24 мм, отверстия под джойстики — 14 мм, отверстия под динамики варьируются в зависимости от размера динамиков, но мои — 30 мм.

Крайки нужно отшлифовать и скруглить.

Отверстия необходимо заполнить (черной краской) и края покрасить (лак-фуксия).

После того как плотницкие деятельности и покраска завершены, вы можете по своему усмотрению обработать лакированные щитка и края яхтенным лаком. Это те края, что не будут обклеиваться фольгой. Это необязательный шаг для повышения долговечности и износостойкости панелей.

Электрика и электроника

Сначала я думал собрать машину «из мусора» — применяя всё, что было у меня от старой матрицы (в том числе от старого Raspberry Pi v1.0), что служил ретро-игровым центром последние семь лет (хотя у меня есть множество сломанных консолей) и готов был задействовать старый хлам. Но я понял, что данное превысит обычный бюджет, и сборка аппараты должна быть выполнена правильно. Мне кроме того требуется было купить актуальный Raspberry Pi, чтобы снизить искушение сэкономить деньги. Основываясь на прошлом опыте с Raspberry Pi v1.0, нельзя с уверенностью считать, что Raspberry Pi v1.0 будет надёжной рабочей лошадкой для развлекательной машины. Чтобы проиллюстрировать указанное, он либо не работает вовсе, либо развлечения MAME (аркада) вместе с крупным объёмом развлечений N64 и PS1 сильно лагают и становятся непригодными для игры. Проблема также возникла бы с динамическим подсветлением с Hyperion, поскольку устаревшая RetroPie в сочетании с устарелими библиотеками, репозиториями и подобным создавали бы проблемы. Поэтому мы покупаем Raspberry Pi 4 с 4 ГБ, вместе с теплоотводами (а возможно и вентиляторами), карточку microSD на 64 ГБ, адаптер питания USB-C (3–4 А) и кабель microHDMI→HDMI, а кроме того матрицу.

Теперь нам требуется тщательно разобрать ноутбук.

Также необходимо открутить матрицу, чтобы узнать её точную модель.

Мы неизменно заказываем LVDS-драйвер матрицы для ноутбука на AliExpress. Так как существует много вариантов драйверов и у большинства различаются конфигурации входа и выхода, мы всегда проверяем описание, чтобы увидеть, сгодится ли LVDS-драйвер к матрице, и кроме того просим продавца подтвердить. Для нашей автоматизации нам нужен вход HDMI и выход LVDS на матрицу, выход освещения на матрицу и выход в внутренний усилитель с парой подключённых динамиков. Эта плата образца обладает 4-пиновый разъём с выходом на 2 динамика по 8 Ом, 1 В. Она рассчитана на питание от источника 12 В, 4 А. Мы закажем её независимо, если она не идёт в комплекте с платой.

Выбор переключателей достаточно велик, чтобы удовлетворить вкус любого дизайна. У меня в том числе есть несколько.

Мы также закажем 2 м адресной светодиодной ленты в формате SK9822 или APA012 с источником питания 2–6 А и закажем уголковые крепления.

Мы заказали светодиодную ленту SMD 3528 12 В длиной 1 м или более (в ней 60 светодиодов на метр и потребляет 4,8 Вт на метр) вместе с трансформатором на 15 Вт.

Ниже приведён список мелочей, которые необходимо заказать

• 1 шт. тройной электрический сетевой штепсель

• 1 шт. цепной переключатель длиной 5 м (в том числе, PVE 3x1.5)

• 1 шт. силовой разъём

• 1 м аудиокабеля (в том числе, 2x1)

• 1 шт. выключатель (уже имеется)

• 2 шт. динамика по 1 Вт 8 Ом

• 1 шт. разъём для питания/аудио (типа JST-ZH1.5)

• 2 шт. быстросъёмных коннектора TP-001B и выше

• 1 шт. корпус с вентилятором 12 В 120×120 мм

• Пайка, флюс и т. п. (при необходимости)

Наконец, наша автоматизация будет функционировать от mains. Мы сможем «запустить» её выключателем на передней пластины. Главный выключатель питает стандартную розетку на 220 В. Все остальные адаптеры будут включаться в неё. Адаптер 12 В (15 Вт) питается через другой проводник (к контактам). Светодиодная лента и вентилятор будут подключены к указанному адаптеру.

Сначала мы подаем питание на LVDS-драйверную плату и подключаем её к матрице через LVDS и питания подсвечивания. HDMI соединяется к видеоприёмнику Raspberry Pi. В такой конфигурации матрица должна включиться и показать изображение. Как исключительно она запустится, используйте пульт дистанционного управления для тонкой настройки цвета и яркости. Далее переходим к CN20 на плате. Подключаем его к JTS, а после этого аудиокабелем к соответствующим динамикам. Маршрут на моей плате таков: [+LEFT, GROUND, GROUND, +RIGHT]

Теперь переходим к динамическому подсвечиванию. Светодиодные ленты освещения (SK9822) требуется разрезать на 4 участка, затем соединить, чтобы получился квадрат с угловыми разъёмами. Угловые соединители подключаются к 5V и GND, а кроме того к пинам GPIO 19 и 23 на Raspberry Pi, чтобы предотвратить мерцание. Светодиод подсвечивания должен быть приклеен к матрице. Лента должна быть крайне прочной, чтобы не отклеиться. У меня кроме того есть несколько кусочков ткани на плате, чтобы матрица прижалась к плате и не повредила её.

ПРОГРАММНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ

Настройка RetroPie для задействования с Raspberry Pi стала довольно понятный. Нужно только загрузить системное изображение на microSD-карту, присоединить контроллеры и включить питание. К сожалению, вариант, которую мы используем, требует более продвинутой настройки.

Первым шагом является загрузка образа RetroPie для Raspberry Pi четвёртого поколения. Затем используйте BalenaEtcher или Win32 Disk Imager для записи образа на microSD-карту. Затем включите Raspberry Pi и задайте статический IP для облегчения переноса ROM.

Чтобы настроить статический IP, введите следующую команду

sudo nano /etc/dhcpcd.conf

Когда находитесь в конфигурационном файле, внесите последующие преобразования для статического IP:

interface wlan0 (или eth0, если вы используете Ethernet)

static ip_address=192.168.0.66/24

static routers=192.168.0.1

static domain_name_servers=192.168.0.1 8.8.8.8

Чтобы включить SSH и SPI, введите следующую команду

sudo raspi-config

Здесь перейдите в Разрешения интерфейсов, включите их, сохраните и выйдите для перезагрузки Raspberry Pi.

ДИНАМИЧЕСКОЕ ПОДСВЕЧИВАНИЕ

После завершения этого вы можете разместить Hyperion для управления освещением либо с помощью оригинального Hyperion, либо Hyperion NG.

Чтобы установить старую вариацию, загрузите installer-скрипт

```bash

wget https://github.com/hyperion-project/hyperion/blob/master/bin/install_hyperion.sh

```

Этот скрипт должен функционировать на Raspberry Pi 3, но не поддерживает Raspberry Pi 4, потому вам нужно переработать скрипт. Найдите следующую строку в скрипте и обновите её:

```bash

CPU_RPI=`grep -m1 -c 'BCM2708\|BCM2709\|BCM2710\|BCM2835' /proc/cpuinfo` # add BCM2711

```

Затем найдите и обновите

```bash

RPI_3=`grep -m1 -c BCM2710 /proc/cpuinfo`

```

На

```bash

RPI_4=`grep -m1 -c BCM2711` # add this line

```

Далее найдите следующую строку

```bash

elif [ $CPU_RPI -eq 1 ] && [ $RPI_3 -eq 1 ]; then

```

Становится

```bash

elif [ $CPU_RPI -eq 1 ] && [ $RPI_3 -eq 1 ] && [ $RPI_4 -eq 1 ]; then

```

Чтобы скрипт стал исполняемым, используйте команду

```bash

sudo chmod +x install_hyperion.sh

```

Затем запустите скрипт

Новый Hyperion NG гораздо удобнее для ваших нужд, но есть компромисс. Вам придётся собрать его самостоятельно. Следуйте приведённым ниже инструкциям:

# установка зависимостей

sudo apt-get update

sudo apt-get install git cmake build-essential qtbase5-dev libqt5serialport5-dev libqt5sql5-sqlite libqt5x11extras5-dev libusb-1.0-0-dev python3-dev libcec-dev libxcb-image0-dev libxcb-util0-dev libxcb-shm0-dev libxcb-render0-dev libxcb-randr0-dev libxrandr-dev libxrender-dev libavahi-core-dev libavahi-compat-libdnssd-dev libjpeg-dev libturbojpeg0-dev libssl-dev zlib1

# на всякий обстоятельство, куда могли закончиться Hyperion

which hyperiond

# далее вам понадобится полный путь к нему

Чтобы зарегистрировать Hyperion NG как службу, вам придётся отредактировать или разработать файл службы, hyperion.service. В файле включите следующее:

[Unit]

Description=Hyperion Systemd service

[Service]

Type=simple

User=root

Group=root

UMask=007

ExecStart=/usr/local/bin/hyperiond /etc/hyperion/hyperion.config.json

ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID

Restart=on-failure

TimeoutStopSec=10

[Install]

WantedBy=multi-user.target

Затем просто (пере)загрузите службу

# убедитесь, что hyperion не запущен

systemctl status hyperion.service

Остановите и отключите службу, если hyperion запущен

sudo systemctl stop hyperion.service

sudo systemctl disable hyperion.service

# добавьте hyperion как службу, чтобы она запускалась при загрузке

sudo cp hyperion.service /etc/systemd/system/hyperion.service

sudo systemctl start hyperion.service

На этом Hyperion NG будет действовать. Доступ к веб-интерфейсу допустимо извлечь по адресу:

http://192.168.0.66:8090

В веб-интерфейсе перейдите в Configuration -> LED Hardware -> LED Controller и укажите:

Controller type == apa102

RGB byte order == BGR

Затем сохраните и перейдите в Configuration -> LED Hardware -> LED Layout, чтобы настроить конфигурацию светодиодов. Они будут расположены инверсно к зрителю, так как находятся за матрицей.

Сохраните порядок светодиодов и укажите положение начального светодиода.

Убедитесь, что в Configuration -> Capturing Hardware -> Platform Capture разновидность = DispmanX. Кроме того, установите предпочтительные настройки в Image Processing.

В Configuration -> Effects -> Boot Effect/Color допустимо выбрать цветовой эффект для загрузки. Можно вплоть до задать эффект загрузки для EmulationStation и сделать срок загрузки более интересным, заполнив время загрузки (которое допустимо задать продолжительностью 20 000–40 000 миллисекунд) увлекательным эффектом, пока не появится меню.

Вот и всё, перейдите в Configuration -> General и сохраните. Было бы полезно экспортировать конфигурацию в безопасное место. Наши последние изменения должны быть отражены в /etc/hyperion/hyperion.config.json. Если по каким‑то причинам изменения в конфигурации не отражаются, перезагрузите Pi после копирования экспортированной конфигурации.

Используйте данную команду

sudo shutdown -r now

Функция отображения работает исключительно с подключенным монитором, в связи с этим учтите: если вы попытаетесь посмотреть журнал Hyperion и HDMI не подключен к Pi, вы увидите ошибки DispmanX. Если вы повторно подключите HDMI и захват, отображение начнет работать, и индикаторы будут захватывать и отображать контент.

Настройки RetroPie

Что касается настроек оболочки, они в большинстве случаев зависят от вас. Есть множество статей по этой теме, и я приведу лишь пару «улучшений».

Во-первых, добавим шанс воспроизводить музыку. Вам необходимо установить mpg123:

sudo apt-get install mpg123

Теперь сделаем так, чтобы музыка воспроизводилась при загрузке. Сделайте следующее:

sudo nano /opt/retropie/configs/all/autostart.sh

И добавьте в конец

while pgrep omxplayer >/dev/null; do sleep 1; done

(sleep 10; mpg123 -Z /home/pi/bgm/*.mp3 >/dev/null 2>&1) &

Команды запуска при старте и завершении должны иметь два созданных файла:

sudo nano /opt/retropie/configs/all/runcommand-onstart.sh

И добавьте

pkill -STOP mpg123

Затем команда на завершение также должна иметь созданный файл:

sudo nano /opt/retropie/configs/all/runcommand-onend.sh

И добавьте

pkill -CONT mpg123

Теперь сделайте файлы исполняемыми

sudo chmod a+x /opt/retropie/configs/all/runcommand-onstart.sh

sudo chmod a+x /opt/retropie/configs/all/runcommand-onend.sh

Теперь отредактируйте .bashrc

sudo nano /home/pi/.bashrc

И перед строкой, которая говорит # RETROPIE PROFILE END, добавьте:

[[ $(tty) == "/dev/tty1" ]] && pkill mpg123

Также создайте каталог

mkdir /home/pi/bgm

Теперь можете добавлять музыкальные файлы для фона.

Теперь добавим загрузочное окно, какое воспроизводится во срок загрузки консоли. Просто скопируйте

Далее используйте scp/Winscp и т. д. для копирования ROM-игр в консоль (для Raspberry Pi/Linux-Unix/).

Чтобы ввести игровые азарта в RetroPie, скопируйте BIOS в тот же каталог, что и ROM. BIOS-файлы находятся на Emu-land. Аркадные азарта сложнее добавлять, потому что требуется несколько вариаций эмулятора MAME и разных BIOS. Кроме того, ряд игровые игры требуют иные версии эмуляторов. Чтобы разместить больше пакетов, перейдите в RetroPie Setup -> Manage Packages -> Manage optional packages (или Manage experimental packages).

Чтобы ваши развлечения отображались корректно во frontend, вам понадобится включить скрейпер развлечений. Пример скрейпера — Skyscraper. Чтобы разместить Skyscraper, перейдите в RetroPie Config -> Manage Packages -> Manage optional packages, выберите Skyscraper, после этого Install from the pre-compiled binary. Затем, в терминале (или консоли), выполните следующую команду.

```bash

sudo ./RetroPie-Setup/retropie_setup.sh

```

Снова перейдите в Configuration / Tools и выберите Skyscraper. Затем выберите опцию GATHER и cache resources. Эта опция соберёт ресурсы для всех развлечений и может занять некоторое время.

Будет приятно иметьVIDEOS as screensavers тоже. Чтобы реализовать эту опцию для нескольких игр, просто укажите путь к видео в параметре video. Если у пользователя включен параметр Random-video в интерфейсе Start Menu Options UI Screensaver Settings, аркада будет воспроизводить случайные видео из списка, указанного в параметре video. Конечно, возможно иметь отдельное видео для любой развлечения, задействуя video scraper, но подумайте о затратах памяти. Поэтому скопируйте одно или несколько видео-экраны (в формате mp4) в, в частности, /home/pi/RetroPie/screensavers/ и настройте параметры для любой консоли (например, ZX Spectrum).

Инструкции говорят

</game>

</gameList>

Соединяя всё воедино, мы будем применять наклейки, чтобы придать внешнему виду нашего кастомного корпуса. С помощью графического редактора возможно подготовить графику для печати. Мы можем задать размер печати и профиль CMYK. Размер печати возможно разместить с плотностью пикселей 250–300 PPI, но мои исходные изображения имели плотность всего 95 PPI, что печать могла бы сделать немного размытой. К счастью, печать получилась аккуратной, и размытость незаметна.

Мы заказываем наклейки, напечатанные на самоклеящейся глянцевой бумаге, какая идет с требуемой ламинацией. Ламинация полезна на поверхностях, которые соприкасаются с игроками, что по крайней мере предлагает панель кнопок. По возможности также ламинируем нижний слой панели клавиш. Панель кнопок иногда обладает акриловую крышку, но я считаю данное чрезмерным для бытового использования. Что касается вывески, допустимо задействовать пленку, которая либо светопропускаема, либо полупрозрачна. К сожалению, у большинства типографий, с которыми я работаю, не получается разумной расценки на мелкие запросы (около 20 x 50 см), потому пленка не вариант. Исходя из того, что я видел на практике, двухметровая светодиодная лента, размещенная за акриловой панелью, достаточно освещает, чтобы пропустить свет в том числе через обычную пленку, приложенную к акрилу.

Какова польза задействования полупрозрачной пленки?

Когда пленка приходит, наносим её на поверхность и используем ткань, чтобы выдавить воздух. Любая пленка, оставшаяся по краям, срезается ножом.

Мы тоже устанавливаем кнопки на панель управления. Гайки демонтируются с кнопок и снова устанавливаются в пластину управления. Каждая клавиша и её подсвечивание соединяются четырьмя проводами. Два провода — положительный и отрицательный. Джойстики прикручиваются самонарезающимися винтами. Идеи и переключатели вставляются в энкодеры с 4-контактными разъемами K1–K12. Конфигурацию клавиш не проблема, так как она выполняется автоматически при запуске EmulationStation. Единственное различие между игроками: у исходного игрока есть горячая клавиша, у второго — нет (и она не нужна).

Увидев энкодеры, вы заметите, что предусмотрено подключение ещё четырех клавиш, четырех тумблеров для турбо, авто, режим и очистка, и четырех 2-контактных разъёмов для 2-контактного джойстика, а кроме того предусмотрено питание и прокладка проводов. В комплекте нет проводов и тумблеров, и так как выход Raspberry Pi — мини-USB, мы подсоединяем провода двух энкодеров к USB-портам Raspberry Pi.

Теперь по корпусу. Это самая простая часть, так как нужно всего лишь просверлить отдельные отверстия и соединить углы винтами, а после этого собрать корпус.

Матрица сидит вплотную к передней панели.

Задняя панель содержит вентиляцию с направляющим шарниром и замком. Я добавил кулер 120 мм. Он шумит как старый мотоцикл, но быстро становится едва заметным. Кажется, он хорошо подходит к корпусу. Эта вентиляция гарантирует доступ к сборке и обслуживанию внутренних электронных деталей. Все детали и провода зафиксированы зажимами, большинство из каковых видны через щели. Это сочетание с винтажной эстетикой хорошо подходит к теме «киберпанк».

Мы режем акриловое стекло и пластину и размещаем её. Её допустимо закреплять навсегда винтами или клеем, но чтобы избежать беспорядка, я размещаю её на месте с нижней пластиной этикетки.

Мы помещаем стекло дисплея впереди на последнем этапе. Оно закрывает нижнюю этикетку, на которой приклеены динамики, и скрываем динамики сеткой. Теперь можно включить механизм, и если клавиши не были настроены, возможно включить их для воспроизведения.

Все ссылки в статье не являются спонсируемыми или оплачиваемыми, хотя мне бы хотелось, чтобы они были, и предназначены для того, чтобы показать части, каковые я использовал для сборки аркадного аппарата (или эквиваленты). Я не поддерживаю ни одного поставщика на Habr.

За исключением инструментов, компонентов, расходных сырья, труда и логистики, рассчитанная стоимость игрового аппарата составила около 24 000 рублей. Эта стоимость сопоставима либо с современной консолью видеоигр, либо с готовым аркадным устройством с PandoraBox, какое возможно найти на AliExpress. Однако этот опыт бесценен по удовольствие от проектирования и сборки чего-то уникального.