Byg en ArduinoBoy: 8 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:31

GameBoy. Mest sandsynligt ejede du en tilbage i din barndom. Og selvom du ikke gjorde det, har du sandsynligvis spillet med din bedste vens GameBoy, eller måske ejede du den nærmeste konkurrent, Sega Game Gear eller Nomad. Fantastiske små gaming -enheder, men nu hvor I alle er blevet voksne, har I tænkt over, hvad I nu skal gøre med det? Hold det på loftet for at grave ud og vise dine børn, hvordan spil var i det 20. århundrede? Sælge det til en samler? Genoplev spilhukommelser ved at gå tilbage gennem Legend of Zelda: Link's Awakening for den største bazillon -tid?

Har du nogensinde tænkt på at gøre det til et musikinstrument? Timothy "trash80" Lamb er en chiptune -komponist, der i øjeblikket bor i Los Angeles, Californien. En chiptune -komponist er en person, der bruger lydgeneratoren IC'er (integrerede kredsløb), der findes inde i videospilkonsoller og håndholdte til at skabe musik. Mr. Lamb er også skaberen af en enhed kendt som ArduinoBoy; en kombination af open source hardware og software, der kan forvandle ethvert medlem af GameBoy -familien med en patronåbning og et link -kabelport til en MIDI -lydgenerator. Nu skal det bemærkes, at trash80 ikke var den første til at oprette et sådant system. De to store homebrew GameBoy -apps, der blev brugt af professionelle chiptune -komponister, Nanoloop og Little Sound Disk Jockey, eller LSDJ, har haft MIDI i stand til i lang tid. Problemet er, at begge disse apps er afhængige af Microchip PIC -hardware til at sende og modtage MIDI -signaler. Ingen respektløshed tilsigtet standardmikrocontrolleren inden for elektroteknikindustrien, men PIC er virkelig et stykke professionel hardware og kan være lidt skræmmende for dem, der ikke nørder med elektronik regelmæssigt. Der er også lidt eller ingen support til brugere af mindre populære operativsystemer, når det kommer til programmering af disse enheder (den eneste officielle PIC -udviklingspakke er til Windows, ingen Linux- eller Mac -understøttelse). Ved at bruge den meget enklere Arduino-platform kommer ArduinoBoy dog uden om disse begrænsninger, hvilket gør det meget lettere for en kommende chiptune-komponist at bygge de værktøjer, han eller hun har brug for. Plus, mens ArduinoBoy blev skabt til at arbejde med trash80's eget homebrew GameBoy -lydgeneratorprogram, mGB, kommer det også fint ud af det med Nanoloop og LSDJ. Mens trash80 har delt sit arbejde på en Google Code-webside, har han ikke nogen trin-for-trin instruktioner om, hvordan man kan lave deres eget (det er på hans huskeliste). Jeg besluttede at hjælpe ham i denne henseende. Selvom det ikke nødvendigvis er et trin-for-trin, bør denne instruktør give dig en generel idé om, hvad du skal gøre og vise dig nogle af mine faldgruber, så du kan undgå dem.

Trin 1: Dele, værktøjer og kode

Dele

• En Arduino, generisk Arduino eller dele til at lave din egen. Jeg bruger personligt Modern Device Compays Really Bare Bones Board -kit, som enten kan samles som det er og fastgøres til dit projekt ved hjælp af hun -pin -stikdåser eller kannibaliseres til dele for at gøre Arduino til en permanent del af projektet.
• To 220Ω, syv 2KΩ og en 270Ω modstande. Til dette projekt er 1/4 eller 1/8 watt modstande ideelle.
• En 6N138 opto-isolator.
• En 1N914 lille signaldiode. Bliv ikke overrasket, hvis du kun kan købe dem i mængder på 10 eller mere.
• Én trykknap, der kun er tændt, når knappen er trykket ned. For dem, der taler ingeniør, er det en SPST off- (on) -knap.
• To 5 -pins hun 180 graders DIN -stik. Sørg for at få disse nøjagtige stik. Der er mange forskellige designs til DIN -stik, og få, hvis nogen, er kompatible med hinanden.
• Fire to-polede klemmer. Selvom du bare kan lodde alle dine ledninger direkte til printkortet, vil brug af terminalblokke eller en anden form for stik gøre montering, demontering og kannibalisering af dele meget lettere.
• Et almindeligt pc-kort.
• Et GameBoy link kabel.
• En enhed, der kan levere MIDI ud, som et tastatur eller en computer med den nødvendige software og adapter.
• En programmerbar GameBoy -patron.
• Lodde.
• Ekstra ledning. Solid til brødbrætarbejde og tilslutning af pc -kortet, strandet til ledninger, du forventer at flytte ofte.
• En sag til at proppe det hele i.
• Bunke af Miscellanea.

Værktøjer

• Loddekolbe.
• Desodering pære, pumpe eller væge. I tilfælde af.
• Hjælpende håndlodningsværktøj.
• Sikkerhedsbriller. Dine briller kommer ikke til at skære det.
• Ildslukker eller i det mindste et glas vand. Endnu en gang, bare i tilfælde.
• Trådskærere.
• Wire strippere.
• Nål-næsetang.
• Loddefrit brødbræt.
• Programmering eller USB -kabel (er) til både Arduino og den programmerbare GameBoy -patron, hvis det er relevant.
• Roterende værktøj og/eller andet du har brug for til at skære huller og åbninger i dit valgfrie tilfælde.

Kode Du skal bruge to forskellige stykker kode til dette projekt, som begge findes på trash80's ArduinoBoy Google Code -side. De findes i højre side af siden under overskriften Fremhævede downloads. Du indlæser ArduinoBoy -koden i Arduino, mens mGB indlæses i den programmerbare spilpatron.

Trin 2: Lad os se på skematikken

En skematisk er ganske enkelt ethvert dokument, der viser, hvordan en mekanisk eller elektrisk enhed er sat sammen. Disse billeder af din græsplæne traktor med alle dele adskilt med små stiplede linjer, der viser, hvordan de alle passer sammen? De tegninger, entreprenøren til dit hjem eller din lejlighed var så besat af? Skemaer; begge to.

Hvad skemaerne angår, er trash80's skematisk for ArduinoBoy meget mere farverig og mangler lige linjer, men er perfekt læsbar. Medmindre du er helt anal om ingeniørkonventioner, bør du ikke have nogen problemer. Du vil måske udskrive dette, da vi ofte refererer til det.

Trin 3: Brødbrætstest

Inden vi kommer til selve konstruktionen af den færdige ArduinoBoy, vil vi først sikre os, at alle vores dele er gode. Til det vil vi bruge vores loddefrie brødbræt, som giver os mulighed for at skabe forbindelser mellem elektroniske dele uden at skulle lodde dem sammen. Det er nemt. Bare se på skematikken og tilslut delene som vist.

Husk, at der er en kommentarfelt på hver side. Hvis du sidder fast i noget, skal du skrive nedenfor, og jeg vil forsøge at hjælpe dig så godt jeg kan.

Trin 4: Første test

Det er tid til to meget vigtige tests: Røgtesten og funktionstesten. Den første test er ganske let. Du skal blot slutte din GameBoy til enheden, tænde GameBoy og se ArduinoBoy's LED'er. Hvis pin13 LED blinker kort efterfulgt af de resterende LED'er, der lyser i rækkefølge, fejer fra højeste pin til laveste og tilbage to gange og slutter med to blink fra LED'erne på én gang, så er chancerne gode for, at din ArduinoBoy fungerer bestille. Sørg også for at teste knappen til valg af tilstand. Når du trykker på den, skal den aktuelt oplyste LED slukke, og den næste i sekvensen tændes. Hvis lysene i stedet nægter at lyse, dele føles unormalt varme at røre ved, du ser eller lugter røg, og/eller en del af kredsløbet eksploderer eller brænder i flammer, skal du derefter gå tilbage til skematikken, dobbelttjekke alle dine forbindelser og ledninger, udskift de beskadigede komponenter, og udfør røgtesten igen. Den anden test er lidt mere nervepirrende, hovedsagelig fordi hvis noget går galt her, er det ikke kun Arduino, der bliver til toast. Indlæs mGB i din GameBoy, tilslut ArduinoBoy til din GameBoy, og tilslut MIDI'en fra din MIDI-kompatible enhed til MIDI-indgangen i den brødbragte ArduinoBoy. Tænd GameBoy, derefter MIDI -enheden, og hold din ildslukker lige ved hånden, så der ikke sker noget. Prøv at spille et par toner på din MIDI -enhed på kanal 1, 2, 3, 4 eller 5. Hvis din GameBoy laver en støj, der minder om et instrument eller en lydeffekt, skal du fortsætte med at springe ud af stolen og stirre op mod himlen, armene strakt ud, mens de råber "IT'S ALIVE" mens de ler manisk. En note om både test og brug af din ArduinoBoy: der er websteder derude, der tilbyder gratis MIDI -filer med populære sange, og du vil blive fristet, stærkt fristet til at bruge dem til både test og i dine kompositionssessioner. Modstå den fristelse. For det første er nogle af de MIDI -spor, der tilbydes af disse websteder, ikke godt lavet. Jeg fandt engang en MIDI-kopi af Gorillaz's "19-2000", og et af instrumenterne skar ikke ud eller falmede ud, så til sidst ville dette ene instrument overvælde resten af instrumenterne, indtil du stoppede afspilleren og startede det igen. Plus, ved at bruge disse præfabrikerede sange tilskynder du til at fortsætte med at bruge færdige sange. Du vil ikke lave noget originalt. Du er bedre til at lære at komponere din egen musik med det samme.

Trin 5: Lod det op

Så din ArduinoBoy fungerer. Godt, det er på tide at lodde det til printkortets printkort. "Vent vent!" du råber til dig selv. "Det fungerer fint nu, og jeg ved, at jeg vil være forsigtig med det. Hvorfor potentielt ødelægge det? Hvorfor gider lodning?" Okay så. Men tænk over dette et øjeblik: du og din ArduinoBoy laver god musik. Så fantastisk faktisk, at du ender med at gøre chiptune til en legitim musikform. Du bringer chiptune ind i mainstream. Du bliver berømt. Så berømt, faktisk, at du bliver inviteret til at spille på Wrigley Field lige før ungerne indtager banen. Du bruger stadig din breadboarded ArduinoBoy. Du og besætningen er ved at få det hele sat op, indtil en af jer bemærker, at det vigtigste af dine musikinstrumenter, ArduinoBoy, er forsvundet. Du finder det endelig i hænderne på en ung dreng, der formåede at snige sig forbi sikkerheden. I sin nysgerrighed har han fjernet alle komponenterne fra brødbrættet, og desværre har du ikke en skematisk praktisk. Med kun 5 minutter til showet starter, skal du annullere din optræden. Publikum går amok, og ødelægger i deres raseri en god del af stadion, hvilket også får spillet til at blive aflyst. Cubs mister igen deres make-up spil og deres skud på World Series, og de har dig skylden. Lad ikke dette meget indviklede scenario ske for dig: gør altid dine projekter permanente. Først, efter at du har fjernet alle delene fra det loddefri brødbræt, skal du placere dem på PC -brættet og finde ud af, hvordan du vil montere dem alle. Der er et par ting, du skal huske på:

• Prøv at få alle dine IC'er til at stå på samme måde. På den måde kan du hurtigt se, om de alle er monteret korrekt.
• Skrueterminaler, IC -stik og ledningsstik er dine venner. Hvis noget går i stykker, vil du let kunne fjerne og udskifte delene. Du skal muligvis også kannibalisere din ArduinoBoy på et senere tidspunkt for at bygge noget andet. Ved at tilføje stikkontakter og andre stik kan du nemt gøre dette.
• Vær opmærksom på det rum, du skal arbejde med. Hold dele langt væk fra monteringshuller, så du nemt kan få monteringshardware og værktøjer til disse steder. Hvis du også monterer brættet i et meget lille rum, som en Altoids -dåse, skal du huske på de rumdele, som knapper fylder. Du skal muligvis holde dele af dit bræt fri, så knappen er fri i kassen.

Når du har det hele loddet sammen, er det et simpelt spørgsmål om at bore og skære de passende huller i dit valg af valg og montere printkortet inde i det. Hvis du bruger en metalkasse som jeg gjorde, skal du bruge et stykke papir eller noget til at beklæde bunden af kassen, så den ikke kortslutter nogen del af kredsløbet. Gummiskiver kan også være en god idé.

Trin 6: Brug af din ArduinoBoy

Din ArduinoBoy, hvis den er monteret korrekt, bør ikke opføre sig anderledes end nogen anden MIDI -inputenhed. Når den bruges med mGB, vil den have 5 separate MIDI -kanaler. Kanal 1 og 2 er stabile tonegeneratorer, 3 er en tonegenerator, der ser ud til at have et tre -toners mønster i mine begrænsede tests (tonens klang vil ændre sig hver gang du spiller på denne kanal efter et mønster), kanal 4 giver baslyde (brug som en tromme, basguitar eller synth), og kanal 5 er støj (bruges oftest i GameBoy -spil til eksplosioner og rindende vand).

Slut din MIDI out-enhed til porten, der er forbundet til opto-isolatoren, din ArduinoBoy i din GameBoy, og din omprogrammerbare patron også i din GameBoy. Indstil din ArduinoBoy til mGB -tilstand ved at trykke på knappen, indtil LED'en tilsluttet digital 8 lyser. Herfra kan du bruge din GameBoy som et MIDI -instrument. Justeringer af den genererede lyd kan foretages i GameBoy ved hjælp af mGB's interface, specifikt klang, oktav, kanal og noteangreb. De andre ArduinoBoy -tilstande bruges sammen med andre GameBoy -chiptune -oprettelsesprogrammer, specifikt Nanoloop og LSDJ og ligger uden for denne Instructable.

Trin 7: Faldgruber, du kan undgå

I løbet af dette projekt lavede jeg et par design- og konstruktionsfejl, at selvom de ikke påvirkede udførelsen af ArduinoBoy's kernefunktion negativt, gjorde de konstruktionen mere udfordrende og den sidste præsentation lidt sjusket. Her er mine fejl og et par almindelige fejl, og hvordan du kan undgå eller rette dem. Metalsagarbejde Af alle de designbeslutninger, jeg tog, var beslutningen om at bruge en Altoids mynteblik som en sag måske den mest katastrofale. Problemet er ikke med selve blikket, men de værktøjer, jeg havde til rådighed ved forberedelsen af sagen, og det faktum, at jeg har udført meget lidt arbejde med tyndt plade. Først skal du bruge det rigtige værktøj til jobbet. Tinskår, eller i det mindste dem, jeg brugte, river metallet i stykker frem for at skære det rent og efterlader hårdt for at fjerne skarpe kanter, der ikke forbliver flade til sagen. Brug en nibbler i stedet. Når du borer huller, skal du altid bore fra målsiden eller den side, du oftest vil se (udenfor), når det er muligt. Når du borer et hul, vil du sandsynligvis efterlade grater i metallet og få metallet til at bøje ind i hullet fra den retning, du borer. Ved at bore udefra efterlader du graterne på indersiden af kassen, hvilket gør ydersiden pænere og sikrere for fraværende. Prototype Board Billige materialer er ikke altid de bedste at arbejde med. Prototypebrædderne, jeg brugte til at bygge min ArduinoBoy, stammede fra RadioShack, og selvom de er helt brugbare, er de svære at lodde til af deres karakter af at blive lavet billigt. Ingen gennemhullede huller, så loddetin suges ikke op i hullerne, hvilket resulterer i disse store loddeklatter på brættet, der ikke holder de loddede dele grundigt på plads. Prøv dit bedste for at finde brædder med belagte huller. Hvis du ikke kan, har jeg hørt, at en lille loddeflux, der er smurt ind i hullet lige før lodning, vil føre smeltet lod i hullet, ligesom det var belagt. Med hensyn til billige proto-boards, skal du huske på, at fordi loddetin bare vil samle sig øverst, kan de være tilbøjelige til … Shorts Da jeg var færdig med at lodde min ArduinoBoy, bemærkede jeg, at lysdioderne ikke lyste ordentligt. Problemet var ikke mine ledninger, det var perfekt, men mit lodning. Små, stort set umulige at se mængder lodde og støv broede hullerne på brættet og forhindrede nogle lysdioder i at tænde og binde andre lysdioder sammen. Hvis dette sker for dig, skal du køre et knivblad mellem loddeledene og rengøre grundigt med q-spidser, papirhåndklæder og sprit. Superlim Prøv som du kan, du kan aldrig bruge superlim uden at få nogle på fingrene. Bare en generel advarsel til alle derude. Misforstå mig ikke, det er gode ting, når to dele skal klæbe og holde fast hurtigt, men antag aldrig, at du kan bruge det uden at lime dine fingre sammen.

Trin 8: Hvor skal jeg hen herfra?

Har du problemer med at komme i gang med hele chiptune -komponeringen? Har du brug for inspiration, tips, tricks og et sted at vise din seneste melodi frem? Til alle ting chiptunes og i forlængelse af retro gaming er der 8bitcollective.com. De har et pulserende fællesskab af chiptune -komponister, der ville være mere end villige til at hjælpe dig i din karriere.

Vil du udvide mulighederne for din ArduinoBoy? Din ArduinoBoy har en indbygget funktion, som mGB faktisk ikke udnytter: MIDI out, specifikt MIDI-synkronisering. Nanoloop og LSDJ er imidlertid ikke kun kompatible med ArduinoBoy -hardware, men de er i stand til at bruge denne uudnyttede funktion, så du kan synkronisere din GameBoy's lyde med andre programmerbare MIDI -instrumenter, f.eks. Trommer. Okay, du er nu en succesrig chiptune -komponist og performer, men nu har du en flok koncerter at gå til, og du vil lette belastningen så meget som muligt. Hvad vil du gøre? Nå, så længe du kun bruger ArduinoBoy's MIDI i port, kan du reducere dens størrelse kraftigt. Brug blot som en lille Arduino -klon, du kan finde og udelade MIDI -porten. Det ser trods alt ud til at fungere for trash80. Hvad mig angår, ønsker jeg at foretage et par forbedringer af min prototype og samtidig lære mere om, hvordan det fungerer, og hvordan jeg kan komponere noget ægte musik med det. Jeg overvejer at designe et par PCB'er i Eagle CAD til to forskellige versioner: en, der bruger gennemgående huller og DIP-pakke-IC'er, som denne, og en anden, der bruger overflademonteringskomponenter, når det er muligt, så jeg kan prøve kogepladens tilbagestrømning loddemetode og lav (forhåbentlig) den mindste fuldgyldige ArduinoBoy, der nogensinde er lavet. Frem for alt, uanset hvad du beslutter dig for at gøre med din ArduinoBoy, skal du have det sjovt. Hvis du ikke har det sjovt, gør du naturligvis noget forkert. Husk, at ligesom alt andet i livet, at komponere chiptunes ikke handler om at slå en anden. Det handler om at slå sig selv og gøre hver melodi, man komponerer, bedre end den sidste. Ingen blev nogensinde berømt for at gøre noget, de ikke kunne lide. Spørgsmål? Kommentarer? Ægteskab forslag? Dødstrusler? Post dem herunder.