Bygg en ArduinoBoy: 8 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:26

GameBoy. Mest sannsynlig eide du en tilbake i barndommen. Og selv om du ikke gjorde det, sannsynligvis spilte du med din beste venns GameBoy, eller kanskje du eide den nærmeste konkurrenten, Sega Game Gear eller Nomad. Fantastiske små spelenheter, men nå som dere alle er voksne, har dere tenkt på hva dere skal gjøre med det nå? Hold det på loftet for å grave ut og vise barna hvordan spillingen var på 1900 -tallet? Selge den til en samler? Gjenopplev spillminner ved å gå tilbake gjennom Legend of Zelda: Link's Awakening for den største bazillon -tiden?

Har du noen gang tenkt på å gjøre det til et musikkinstrument? Timothy "trash80" Lamb er en chiptune -komponist som for tiden bor i Los Angeles, California. En chiptune -komponist er en person som bruker lydgeneratorens ICer (integrerte kretser) som finnes inne i videospillkonsoller og grafregnere for å lage musikk. Mr. Lamb er også skaperen av en enhet kjent som ArduinoBoy; en kombinasjon av åpen kildekode -maskinvare og programvare som kan gjøre ethvert medlem av GameBoy -familien med et kassettspor og en koblingskabelport til en MIDI -lydgenerator. Nå skal det bemerkes at trash80 ikke var den første som opprettet et slikt system. De to store hjemmebrygde GameBoy -appene som ble brukt av profesjonelle chiptune -komponister, Nanoloop og Little Sound Disk Jockey, eller LSDJ, har hatt MIDI i bruk lenge. Problemet er at begge disse appene er avhengige av Microchip PIC -maskinvare for å sende og motta MIDI -signaler. Ingen respektløshet er beregnet på den vanlige mikrokontrolleren i elektroteknikkindustrien, men PIC er virkelig et stykke profesjonell maskinvare og kan være litt skremmende for de som ikke tuller med elektronikk regelmessig. Det er også liten eller ingen støtte for brukere av mindre populære operativsystemer når det gjelder programmering av disse enhetene (den eneste offisielle PIC -utviklingspakken er for Windows, ingen Linux- eller Mac -støtte). Ved å bruke den mye enklere Arduino-plattformen, kommer ArduinoBoy imidlertid rundt disse begrensningene, noe som gjør det mye lettere for en kommende chiptune-komponist å bygge verktøyene han eller hun trenger. I tillegg til at ArduinoBoy ble laget for å jobbe med trash80s eget hjemmebrygde GameBoy -lydgeneratorprogram, mGB, kommer det også fint overens med Nanoloop og LSDJ. Selv om trash80 har delt arbeidet sitt på en Google Code-webside, har han ingen trinnvise instruksjoner om hvordan man kan lage sitt eget (det står på gjøremålslisten). Jeg bestemte meg for å hjelpe ham med dette. Selv om det ikke nødvendigvis er et trinnvis trinn, bør denne instruksen gi deg en generell ide om hva du skal gjøre og vise deg noen av mine fallgruver, slik at du kan unngå dem.

Trinn 1: Deler, verktøy og kode

Deler

• En Arduino, generisk Arduino, eller delene du kan lage din egen. Jeg bruker personlig Modern Device Compays Really Bare Bones Board -sett, som enten kan monteres som det er og festes til prosjektet ditt ved hjelp av kvinnelige kretskortstikkontakter, eller kannibaliseres for deler for å gjøre Arduino til en permanent del av prosjektet.
• To 220Ω, syv 2KΩ og en 270Ω motstand. For dette prosjektet er 1/4 eller 1/8 watt motstander ideelle.
• En 6N138 opto-isolator.
• Én 1N914 liten signaldiode. Ikke bli overrasket hvis du bare kan kjøpe dem i mengder på 10 eller mer.
• En trykknapp som bare er på når knappen er trykket ned. For de som snakker ingeniør, er det en SPST-knapp (på).
• To 5 -pins kvinnelige 180 graders DIN -kontakter. Sørg for at du får disse eksakte kontaktene. Det er mange forskjellige design for DIN -kontakter, og få, om noen, er kompatible med hverandre.
• Fire to-pinners rekkeklemmer. Selv om du bare kan lodde alle ledningene dine direkte til kretskortet, vil bruk av rekkeklemmer eller annen form for kontakter gjøre montering, demontering og kannibalisering av deler mye enklere.
• Ett generelt PC-kort.
• En GameBoy lenkkabel.
• En enhet som kan gi MIDI ut, som et tastatur eller en datamaskin med nødvendig programvare og adapter.
• En programmerbar GameBoy -kassett.
• Lodding.
• Ekstra ledning. Solid for brødbrettarbeid og kabling av PC -brettet, strandet for ledninger du forventer å flytte ofte.
• En sak for å stappe alt inn.
• Bunke med Miscellanea.

Verktøy

• Loddejern.
• Desodering av pære, pumpe eller veke. For sikkerhets skyld.
• Hjelpeverktøy for lodding.
• Sikkerhetsbriller. Glassene dine kommer ikke til å skjære det.
• Brannslukker, eller i det minste et glass vann. Nok en gang, bare i tilfelle.
• Avbitertang.
• Wire strippere.
• Nål-nese tang.
• Loddefritt brødbrett.
• Programmering eller USB -kabel (er) for både Arduino og den programmerbare GameBoy -kassetten, hvis aktuelt.
• Roterende verktøy og/eller noe annet du trenger for å kutte hull og spor i ditt eget valg.

Kode Du kommer til å trenge to forskjellige kodebiter for dette prosjektet, som begge finnes på ArduinoBoy Google Code -siden på trash80. De finnes på høyre side av siden under overskriften Utvalgte nedlastinger. Du vil laste ArduinoBoy -koden inn i Arduino, mens mGB vil bli lastet inn i den programmerbare spillkassetten.

Trinn 2: La oss se på skjematikken

En skjematisk er ganske enkelt ethvert dokument som viser hvordan en mekanisk eller elektrisk enhet settes sammen. Bildene av din traktor med alle delene demontert med små stiplede linjer som viser hvordan de passer sammen? Blåkopiene entreprenøren for hjemmet eller leiligheten din var så besatt av? Skjemaer; begge to.

Når det gjelder skjemaer, er trash80s skjema for ArduinoBoy mye mer fargerikt og mangler rette linjer, men er perfekt lesbar. Med mindre du er helt anal om ingeniørkonvensjoner, bør du ikke ha noen problemer. Det kan være lurt å skrive ut dette, siden vi kommer til å referere til det ofte.

Trinn 3: Test av brødbrett

Før vi kommer til selve konstruksjonen av den ferdige ArduinoBoy, vil vi først sørge for at alle delene våre er gode. Til det vil vi bruke det loddefrie brødbrettet vårt, som lar oss lage forbindelser mellom elektroniske deler uten å måtte lodde dem sammen. Det er lett. Bare se på skjematikken og koble delene som vist.

Husk at det er en kommentarseksjon på hver side. Hvis du setter deg fast i noe, kan du legge inn et spørsmål nedenfor, så skal jeg prøve å hjelpe deg så godt jeg kan.

Trinn 4: Første test

Det er på tide med to veldig viktige tester: røyktesten og funksjonstesten. Den første testen er ganske enkel. Bare koble GameBoy til enheten, slå på GameBoy og se på LEDene til ArduinoBoy. Hvis pin13 LED -lampen blinker kort, etterfulgt av de resterende LED -lampene som lyser i rekkefølge, feier fra høyeste pin til laveste og tilbake to ganger, og slutter med to blink fra LEDene samtidig, så er sjansen stor for at ArduinoBoy fungerer rekkefølge. Sørg også for å teste modusvelgerknappen. Når du trykker på den, skal den nåværende lysdioden slås av, og den neste i sekvensen slås på. Hvis lysene i stedet nekter å lyse opp, deler føles unormalt varme å ta på, du ser eller lukter røyk, og/eller noen deler av kretsen eksploderer eller brenner ut i flammer, referer deretter tilbake til skjemaet, dobbeltsjekk alle tilkoblingene og ledningene, bytt ut de skadede komponentene og utfør røyktesten igjen. Den andre testen er litt mer nervepirrende, hovedsakelig fordi hvis noe går galt her, vil det ikke bare være Arduino som blir til toast. Last inn mGB i GameBoy, koble ArduinoBoy til GameBoy, og koble MIDI-en ut av din MIDI-kompatible enhet til MIDI-en i den brødbrettede ArduinoBoy. Slå på GameBoy, deretter MIDI -enheten, og hold brannslukningsapparatet like ved siden av at ingenting skjer. Prøv å spille noen notater på MIDI -enheten din på kanal 1, 2, 3, 4 eller 5. Hvis GameBoy lager en støy som minner om et instrument eller en lydeffekt, fortsett å hoppe ut av stolen og stirre opp mot himmelen, utstrakte armer, mens "IT'S ALIVE" mens du ler manisk. Et notat om både testing og bruk av ArduinoBoy: det finnes nettsteder der ute som tilbyr gratis MIDI -filer med populære sanger, og du vil bli fristet, sterkt fristet til å bruke dem til både testing og i komposisjonsøkter. Motstå den fristelsen. For det første er noen av MIDI -sporene som tilbys av disse nettstedene ikke godt laget. Jeg fant en gang en MIDI-kopi av Gorillazs "19-2000", og et av instrumentene kuttet ikke ut eller bleknet, så til slutt ville dette ene instrumentet overvelde resten av instrumentene til du stoppet spilleren og startet det igjen. I tillegg oppfordrer du til å fortsette å bruke ferdiglagde sanger ved å bruke disse ferdiglagde sangene. Du vil ikke lage noe originalt. Du er bedre til å lære å komponere din egen musikk med en gang.

Trinn 5: Lodde opp

Så din ArduinoBoy fungerer. Bra, det er på tide å lodde det til kretskortet. "Vent vent!" du roper for deg selv. "Det fungerer helt fint nå, og jeg vet at jeg kommer til å være forsiktig med det. Hvorfor potensielt ødelegge det? Hvorfor bry deg med lodding?" Ok da. Men tenk på dette et øyeblikk: du og din ArduinoBoy lager god musikk. Så flott, faktisk at du ender opp med å gjøre chiptune til en legitim musikkform. Du bringer chiptune inn i mainstream. Du blir berømt. Så berømt, faktisk at du blir invitert til å spille på Wrigley Field like før Cubs tar banen. Du bruker fremdeles din breadboarded ArduinoBoy. Du og mannskapet får alt i orden, helt til en av dere legger merke til at det viktigste av musikkinstrumentene dine, ArduinoBoy, har forsvunnet. Du finner den endelig i hendene på en ung gutt som klarte å snike seg forbi sikkerheten. I sin nysgjerrighet har han fjernet alle komponentene fra brødbrettet, og dessverre har du ikke en skjematisk hendig. Med bare 5 minutter å gå før showet starter, må du avbryte forestillingen din. Publikum blir vanvittige, og ødelegger i sin raseri en god del av stadion, noe som får spillet til å bli kansellert også. Cubs mister sminkespillet og skuddet på World Series nok en gang, og de har deg å skylde på. Ikke la dette svært innviklede scenariet skje med deg: gjør alltid prosjektene dine permanente. Først, etter å ha fjernet alle delene fra det loddefrie brødbrettet, plasserer du dem på PC -brettet og finner ut hvordan du skal passe dem alle sammen. Det er et par ting du bør huske på:

• Prøv å få alle IC -ene til å møte på samme måte. På den måten kan du med et øyeblikk fortelle om de alle er riktig montert.
• Skrueterminaler, IC -kontakter og ledningskontakter er dine venner. Hvis noe går i stykker, vil du enkelt kunne fjerne og erstatte delene. Det kan også hende at du må kannibalisere ArduinoBoy på et senere tidspunkt for å bygge noe annet. Ved å legge til stikkontakter og andre kontakter kan du enkelt gjøre dette.
• Vær oppmerksom på plassen du må jobbe med. Hold deler godt borte fra monteringshullene, slik at du enkelt kan få monteringsutstyr og verktøy til disse stedene. Hvis du monterer brettet i et veldig lite rom, som en Altoids -tinn, må du også huske på plassdelene som knapper tar opp. Du må kanskje holde deler av brettet ditt klart, slik at knappen har klaring inne i saken.

Når du har alt loddet sammen, er det enkelt å bore og kutte de riktige hullene i ditt valg og montere kretskortet inne i det. Hvis du bruker en metallkasse som jeg gjorde, må du bruke et stykke papir eller noe for å legge bunnen av saken slik at den ikke kortere noen deler av kretsen. Gummivaskere ville også være en god idé.

Trinn 6: Bruke ArduinoBoy

ArduinoBoy, hvis den er montert riktig, skal ikke oppføre seg annerledes enn noen annen MIDI -inngangsenhet. Når den brukes med mGB, vil den ha 5 separate MIDI -kanaler. Kanal 1 og 2 er stabile tonegeneratorer, 3 er en tonegenerator som ser ut til å ha et tremelatemønster i mine begrensede tester (klangen til noten vil endres hver gang du spiller på denne kanalen, etter et mønster), gir kanal 4 basslyder (bruk som en tromme, bassgitar eller synth), og kanal 5 er støy (brukes oftest i GameBoy -spill for eksplosjoner og rennende vann).

Koble MIDI-ut-enheten til porten som er koblet til opto-isolatoren, ArduinoBoy i GameBoy, og den programmerbare patronen din i GameBoy også. Sett ArduinoBoy til mGB -modus ved å trykke på knappen til LED -en som er koblet til digital 8 lyser. Fra nå av kan du bruke GameBoy som et MIDI -instrument. Justeringer av lyden som genereres kan gjøres på GameBoy ved å bruke mGB -grensesnittet, spesielt klang, oktav, kanal og notatangrep. De andre ArduinoBoy -modusene brukes med andre GameBoy chiptune -opprettelsesprogrammer, spesielt Nanoloop og LSDJ og ligger utenfor omfanget av denne instruksjonsboken.

Trinn 7: Fallgruver du kan unngå

I løpet av dette prosjektet gjorde jeg noen få design- og konstruksjonsfeil at selv om de ikke påvirket ytelsen til ArduinoBoy -kjernefunksjonen negativt, gjorde de konstruksjonen mer utfordrende og den siste presentasjonen litt slurvet. Her er mine feil og noen få vanlige feil, og hvordan du kan unngå eller rette dem. Metalsakarbeid Av alle designbeslutningene jeg tok, var beslutningen om å bruke en Altoids mintblikk som en sak kanskje den mest katastrofale. Problemet er ikke selve tinnet, men verktøyene jeg hadde tilgjengelig for å forberede saken og det faktum at jeg har gjort veldig lite arbeid med tynt metall. Bruk først det riktige verktøyet for jobben. Blikkskår, eller i det minste de jeg brukte, river opp metallet i stedet for å skjære det rent, og etterlater vanskelig å fjerne skarpe kanter som ikke forblir flate til saken. Bruk en nibbler i stedet. Når du borer hull, må du alltid bore fra målsiden, eller siden du vil se oftest (utenfor), når det er mulig. Når du borer et hull, vil du sannsynligvis legge igjen grader i metallet og få metallet til å bøye seg inn i hullet fra retningen du borer. Ved å bore utenfra forlater du graterne på innsiden av saken, noe som gjør utsiden penere og sikrere for fraværende. Prototypebrett Billige materialer er ikke alltid de beste å jobbe med. Prototypebrettene jeg brukte til å bygge min ArduinoBoy kom fra RadioShack, og selv om de er helt brukbare, er de vanskelige å lodde til av sin karakter av å være billig laget. Ingen gjennomhullede hull, så loddetinn suges ikke opp i hullene, noe som resulterer i disse store loddetappene på brettet som ikke holder de loddede delene grundig på plass. Prøv ditt beste for å finne brett med belagte hull. Hvis du ikke kan, har jeg hørt at en liten loddefluss smurt inn i hullet like før lodding vil føre smeltet loddetinn inn i hullet, akkurat som om det var belagt. Når det gjelder billige proto-boards, må du huske på at fordi loddetinn bare vil samle seg på toppen, kan de være utsatt for … Shorts Da jeg var ferdig med å lodde sammen min ArduinoBoy, la jeg merke til at lysdiodene ikke lyste skikkelig. Problemet var ikke ledningene mine, det var perfekt, men loddetinnet mitt. Liten, ganske umulig å se mengder lodde og støv bygde bro over hullene på brettet, og forhindret noen lysdioder fra å lyse og knytte andre lysdioder sammen. Hvis dette skjer med deg, kjør et knivblad mellom loddeskjøtene og rengjør grundig med q-tips, tørkepapir og sprit. Super Lim Prøv som du kan, du kan aldri bruke superlim uten å få noen på fingrene. Bare en generell advarsel til alle der ute. Ikke misforstå, det er flotte ting når to deler må klebe seg fast raskt, men aldri anta at du kan bruke det uten å lime fingrene sammen.

Trinn 8: Hvor skal jeg gå herfra?

Har du problemer med å komme i gang med hele chiptune -komponeringen? Trenger du inspirasjon, tips, triks og et sted å vise frem din siste låt? For alle ting chiptunes, og i forlengelse av retro -spill, er det 8bitcollective.com. De har et pulserende fellesskap av chiptune -komponister som mer enn villig til å hjelpe deg i karrieren.

Vil du utvide mulighetene til din ArduinoBoy? ArduinoBoy har en innebygd funksjon som mGB faktisk ikke bruker: MIDI out, spesielt MIDI-synkronisering. Nanoloop og LSDJ er imidlertid ikke bare kompatible med ArduinoBoy -maskinvaren, men de kan bruke denne uutnyttede funksjonen, slik at du kan synkronisere GameBoy -lydene med andre programmerbare MIDI -instrumenter, som trommer. Ok, du er nå en vellykket chiptune -komponist og utøver, men nå har du en haug konserter å gå til, og du vil lette belastningen så mye som mulig. Hva skal du gjøre? Vel, så lenge du bare bruker ArduinoBoy's MIDI i port, kan du redusere størrelsen alvorlig. Bare bruk som en liten Arduino -klon du kan finne og utelate MIDI -utgangen. Tross alt ser det ut til å fungere for trash80. Når det gjelder meg, ønsker jeg å gjøre noen forbedringer av prototypen min samtidig som jeg lærer mer om hvordan det fungerer og hvordan jeg kan komponere ekte musikk med det. Jeg tenker på å designe noen få PCB-er i Eagle CAD for to forskjellige versjoner: en som bruker gjennomgående hullkomponenter og DIP-pakke-IC-er, som denne, og en annen som bruker overflatemonterte komponenter når det er mulig, slik at jeg kan prøve kokeplatenes tilbakeløp loddemetode og lag (forhåpentligvis) den minste fullverdige ArduinoBoy som noen gang er laget. Fremfor alt, uansett hva du bestemmer deg for å gjøre med ArduinoBoy, ha det gøy. Hvis du ikke har det gøy, gjør du åpenbart noe galt. Husk at som alt annet i livet, handler det ikke om å slå chiptunes å slå noen andre. Det handler om å slå deg selv, gjøre hver låt du komponerer bedre enn den siste. Ingen ble noen gang kjent for å gjøre noe de ikke elsket. Spørsmål? Kommentarer? Ekteskapsforslag? Drapstrusler? Legg dem ut nedenfor.