Bygg en ArduinoBoy: 8 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

GameBoy. Troligtvis ägde du en i din barndom. Och även om du inte gjorde det, troligtvis spelade du med din bästa väns GameBoy, eller kanske ägde du den närmaste konkurrenten, Sega Game Gear eller Nomad. Underbara små spelenheter, men nu när ni alla är vuxna, har ni funderat på vad ni ska göra med det nu? Håll det på vinden för att gräva fram och visa dina barn hur spel var på 1900 -talet? Sälja den till en samlare? Återupplev spelminnen genom att gå tillbaka genom The Legend of Zelda: Link's Awakening for the soveelenth bazillon time?

Tänkte du någonsin på att göra det till ett musikinstrument? Timothy "trash80" Lamb är en chiptune -kompositör som för närvarande bor i Los Angeles, Kalifornien. En chiptune -kompositör är en person som använder ljudgeneratorns IC: er (integrerade kretsar) som finns i videospelkonsoler och handenheter för att skapa musik. Mr Lamb är också skaparen av en enhet som kallas ArduinoBoy; en kombination av hårdvara och programvara med öppen källkod som kan förvandla alla medlemmar i GameBoy -familjen med en kassettplats och en länkkabelport till en MIDI -ljudgenerator. Nu bör det noteras att trash80 inte var den första som skapade ett sådant system. De två stora hembryggade GameBoy -apparna som används av professionella chiptune -kompositörer, Nanoloop och Little Sound Disk Jockey, eller LSDJ, har haft MIDI -funktion under ganska lång tid. Problemet är att båda dessa appar är beroende av Microchip PIC -hårdvara för att skicka och ta emot MIDI -signaler. Ingen respektlöshet avsedd för den vanliga mikrokontrollern inom elektroteknikindustrin, men PIC är verkligen en bit av professionell hårdvara och kan vara lite skrämmande för dem som inte gnäller med elektronik regelbundet. Det finns också litet eller inget stöd för användare av mindre populära operativsystem när det gäller att programmera dessa enheter (den enda officiella PIC -utvecklingspaketet är för Windows, inget Linux- eller Mac -stöd). Genom att använda den mycket enklare Arduino-plattformen kommer ArduinoBoy att kringgå dessa begränsningar, vilket gör det mycket lättare för en blivande chiptune-kompositör att bygga de verktyg han eller hon behöver. Dessutom, medan ArduinoBoy gjordes för att arbeta med trash80: s eget hembryggade GameBoy -ljudgeneratorprogram, mGB, kommer det också bra överens med Nanoloop och LSDJ. Trash80 har delat sitt arbete på en Google Code-webbsida, men han har inga steg-för-steg-instruktioner om hur man kan göra egna (det finns på hans att-göra-lista). Jag bestämde mig för att hjälpa honom i detta avseende. Även om det inte nödvändigtvis är ett steg för steg, bör denna instruktionsbok ge dig en allmän uppfattning om vad du ska göra och visa dig några av mina fallgropar så att du kan undvika dem.

Steg 1: Delar, verktyg och kod

Delar

• En Arduino, generisk Arduino eller delarna att göra din egen. Jag använder personligen Modern Device Compays Really Bare Bones Board -kit, som antingen kan monteras som det är och fästas på ditt projekt med kvinnliga kretskortsstiftuttag, eller kanibaliseras för delar för att göra Arduino till en permanent del av projektet.
• Två 220Ω, sju 2KΩ och ett 270Ω motstånd. För detta projekt är 1/4 eller 1/8 watt motstånd idealiska.
• En 6N138 opto-isolator.
• En liten signaldiod 1N914. Bli inte förvånad om du bara kan köpa dem i mängder om 10 eller mer.
• En tryckknapp som bara är på när knappen är intryckt. För dem som talar ingenjör är det en SPST-av- (på) -knapp.
• Två 5 -stifts hona 180 graders DIN -kontakter. Se till att du får dessa exakta kontakter. Det finns många olika utföranden för DIN -kontakter, och få, om några, är kompatibla med varandra.
• Fyra tvåpoliga kopplingsblock. Även om du bara kan löda alla dina ledningar direkt till kretskortet, så kommer montering, demontering och kannibalisering av delar att bli mycket enklare med hjälp av plintar eller någon annan form av kontakter.
• Ett PC-kort för allmänna ändamål.
• En GameBoy -länkkabel.
• En enhet som kan tillhandahålla MIDI -ut, som ett tangentbord eller en dator med nödvändig programvara och adapter.
• En programmerbar GameBoy -patron.
• Löda.
• Extra tråd. Fast för brödbrädearbete och kabeldragning av PC -kortet, strandat för trådar som du förväntar dig att flytta ofta.
• Ett fodral att stoppa allt i.
• Högen av Miscellanea.

Verktyg

• Lödkolv.
• Desodering av glödlampa, pump eller veke. För säkerhets skull.
• Hjälpande lödningsverktyg.
• Skyddsglasögon. Dina glasögon kommer inte att skära det.
• Brandsläckare, eller åtminstone ett glas vatten. Återigen, för säkerhets skull.
• Avbitartång.
• Wire strippers.
• Nåltång.
• Lödlös brödbräda.
• Programmering eller USB -kabel (ar) för både Arduino och den programmerbara GameBoy -patronen, om tillämpligt.
• Roterande verktyg och/eller något annat du behöver för att klippa hål och slitsar i ditt val.

Kod Du kommer att behöva två olika kodstycken för det här projektet, som båda finns på trash80: s ArduinoBoy Google Code -sida. De finns på höger sida av sidan under rubriken Utvalda nedladdningar. Du laddar ArduinoBoy -koden i Arduino, medan mGB laddas in i den programmerbara spelkassetten.

Steg 2: Låt oss titta på schemat

En schematisk är helt enkelt alla dokument som visar hur en mekanisk eller elektrisk enhet sätts ihop. Bilderna på din gräsklippare med alla delar isärtagna med små prickade linjer som visar hur de passar ihop? Ritningarna som entreprenören för ditt hem eller din lägenhet var så besatt av? Scheman; båda två.

När det gäller scheman är trash80: s schema för ArduinoBoy mycket mer färgstark och saknar raka linjer, men är perfekt läsbar. Om du inte är helt anal om tekniska konventioner bör du inte ha några problem. Du kanske vill skriva ut det här, eftersom vi kommer att återkomma till det ofta.

Steg 3: Breadboard Test

Innan vi kommer till själva konstruktionen av den färdiga ArduinoBoy vill vi först se till att alla våra delar är bra. För det kommer vi att använda vår lödlösa brödbräda, som gör att vi kan skapa anslutningar mellan elektroniska delar utan att behöva lödda dem tillsammans. Det är lätt. Titta bara på schemat och anslut delarna enligt bilden.

Kom ihåg att det finns en kommentarsektion på varje sida. Om du fastnar på något, posta nedan så ska jag försöka hjälpa dig så gott jag kan.

Steg 4: Första testet

Det är dags för två mycket viktiga tester: rökprovet och funktionstestet. Det första testet är ganska enkelt. Anslut bara din GameBoy till enheten, slå på GameBoy och titta på ArduinoBoys lysdioder. Om pin13 -lampan blinkar kort, följt av att de återstående lysdioderna tänds i följd, sveper från högsta stift till lägsta och bakåt två gånger och slutar med två blinkningar från lysdioderna på en gång, då är chansen stor att din ArduinoBoy fungerar beställa. Se också till att testa lägesvalsknappen. När du trycker på den ska den för närvarande tända lysdioden släckas och nästa i sekvensen tänds. Om lamporna istället vägrar att lysa upp, delar känns onormalt varma vid beröring, du ser eller luktar rök, och/eller någon del av kretsen exploderar eller brinner ut i lågor, hänvisa sedan tillbaka till schemat, dubbelkolla alla dina anslutningar och ledningar, byt ut de skadade komponenterna och utför rökprovet igen. Det andra testet är lite mer nervöst, främst för att om något går fel här, blir det inte bara Arduino som kommer att bli toast. Ladda upp mGB i din GameBoy, anslut ArduinoBoy till din GameBoy och anslut MIDI-enheten från din MIDI-kompatibla enhet till MIDI-ingången på den panelerade ArduinoBoy. Slå på GameBoy, sedan MIDI -enheten, håll din brandsläckare nära till hands så att inget händer. Prova att spela några toner på din MIDI -enhet på kanal 1, 2, 3, 4 eller 5. Om din GameBoy ger ett ljud som påminner om ett instrument eller en ljudeffekt, fortsätt sedan med att hoppa ur stolen och stirra upp mot himlarna, armarna utsträckta och skäller "IT'S ALIVE" medan de skrattar maniskt. En anteckning om både testning och användning av din ArduinoBoy: det finns webbplatser där ute som erbjuder gratis MIDI -filer med populära låtar, och du kommer att bli frestad, starkt frestad att använda dem för både testning och i dina kompositionssessioner. Motstå den frestelsen. För det första är några av MIDI -spåren som erbjuds av dessa webbplatser inte välgjorda. Jag hittade en gång en MIDI-kopia av Gorillaz "19-2000", och ett av instrumenten klippte inte ut eller bleknade, så så småningom skulle det här instrumentet överväldiga resten av instrumenten tills du stoppade spelaren och startade den igen. Dessutom uppmuntrar du att använda dessa färdiga låtar att fortsätta använda färdiga låtar. Du kommer inte att göra något original. Det är bättre att lära sig att komponera din egen musik direkt.

Steg 5: Löd upp det

Så din ArduinoBoy fungerar. Bra, det är dags att löda det till kretskortets prototypkort. "Vänta vänta!" du skriker för dig själv. "Det fungerar bra nu och jag vet att jag kommer att vara försiktig med det. Varför eventuellt förstöra det? Varför bry sig om lödning?" Okej då. Men tänk på detta en stund: du och din ArduinoBoy gör fantastisk musik. Så bra faktiskt att du slutar göra chiptune till en legitim musikform. Du tar med chiptune i mainstream. Du blir känd. Så berömd faktiskt att du är inbjuden att spela på Wrigley Field strax innan Cubs tar fältet. Du använder fortfarande din panelerade ArduinoBoy. Du och besättningen får allt att ställas in tills en av er märker att det viktigaste av era musikinstrument, ArduinoBoy, har försvunnit. Du hittar den äntligen i händerna på en ung pojke som lyckades smyga förbi säkerheten. I sin nyfikenhet har han tagit bort alla komponenter från brödbrädan, och tyvärr har du inte en schematisk praktisk. Med bara 5 minuter kvar innan showen startar måste du avbryta ditt uppträdande. Publiken blir galen, och i sin ilska förstör en bra bit av stadion, vilket gör att spelet också avbryts. Cubs förlorar sitt sminkspel och sitt skott på World Series ännu en gång, och de har dig att skylla på. Låt inte detta mycket invecklade scenario hända dig: gör alltid dina projekt permanenta. Först, efter att ha tagit bort alla delar från den lödfria brödbrädan, placera dem på PC -kortet och ta reda på hur du ska montera dem alla. Det finns ett par saker du bör tänka på:

• Försök att få alla dina IC: er att möta på samma sätt. På så sätt kan du snabbt se om de alla är korrekt monterade.
• Skruvterminaler, IC -uttag och trådkontakter är dina vänner. Om något går sönder vill du enkelt kunna ta bort och byta ut delarna. Du kan också behöva kannibalisera din ArduinoBoy vid ett senare tillfälle för att bygga något annat. Genom att lägga till uttag och andra kontakter kan du enkelt göra detta.
• Var uppmärksam på det utrymme du har att arbeta med. Håll delar borta från monteringshål så att du enkelt kan få monteringsutrustning och verktyg till dessa platser. Om du monterar brädan i ett mycket litet utrymme, som en Altoids -plåt, måste du också tänka på de utrymme som knappar tar upp. Du kan behöva hålla delar av ditt bräda tydliga så att knappen har spelrum inuti fodralet.

När du har allt lödts ihop är det enkelt att borra och klippa lämpliga hål i ditt val och montera kretskortet inuti det. Om du använder ett metallhölje som jag gjorde, var noga med att använda ett papper eller något för att fodra botten av fodralet så att det inte kortar ut någon del av kretsen. Gummitvättar skulle också vara en bra idé.

Steg 6: Använda din ArduinoBoy

Din ArduinoBoy, om den är korrekt monterad, ska inte bete sig annorlunda än någon annan MIDI -ingångsenhet. När den används med mGB kommer den att ha 5 separata MIDI -kanaler. Kanalerna 1 och 2 är stabila tongeneratorer, 3 är en tongenerator som verkar ha ett tretonsmönster i mina begränsade tester (notens klang kommer att ändras varje gång du spelar på denna kanal, efter ett mönster), kanal 4 ger basljud (använd som en trumma, basgitarr eller synth), och kanal 5 är brus (används oftast i GameBoy -spel för explosioner och rinnande vatten).

Anslut din MIDI out-enhet till porten som är ansluten till opto-isolatorn, din ArduinoBoy i din GameBoy och din omprogrammerbara patron i din GameBoy också. Ställ in din ArduinoBoy på mGB -läge genom att trycka på knappen tills lysdioden som är ansluten till digital 8 tänds. Härifrån kan du använda din GameBoy som ett MIDI -instrument. Justeringar av det genererade ljudet kan göras på GameBoy med hjälp av mGB: s gränssnitt, specifikt klang, oktav, kanal och notattack. De andra ArduinoBoy -lägena används med andra GameBoy -chiptune -skapande program, särskilt Nanoloop och LSDJ och ligger utanför räckvidden för denna instruerbara.

Steg 7: Fallgropar du kan undvika

Under genomförandet av detta projekt gjorde jag några design- och konstruktionsfel som, även om de inte påverkade prestandan för ArduinoBoy kärnfunktion negativt, gjorde de konstruktionen mer utmanande och den slutliga presentationen lite slarvig. Här är mina misstag och några vanliga misslyckanden, och hur du kan undvika eller korrigera dem. Metallfallarbete Av alla designbeslut jag fattade var beslutet att använda en Altoids myntplatta som ett fall kanske det mest katastrofala. Problemet är inte själva tennet, utan de verktyg jag hade till förfogande vid förberedelsen av höljet och det faktum att jag har gjort väldigt lite arbete med tunn plåt. Först och främst, använd rätt verktyg för jobbet. Tennskär, eller åtminstone de jag använde, riv upp metallen snarare än att klippa den rent och lämnar efter sig svåra att ta bort skarpa kanter som inte förblir platta mot höljet. Använd en nibbler istället. Vid borrning av hål ska du alltid borra från målsidan eller sidan som du oftast kommer att se (utanför), när det är möjligt. När du borrar ett hål kommer du sannolikt att lämna grader i metallen och få metallen att böja sig in i hålet från den riktning du borrar. Genom att borra utifrån lämnar du graderna på insidan av fodralet, vilket gör utsidan snyggare och säkrare för frånvarande sinnade. Prototypkort Billiga material är inte alltid de bästa att arbeta med. Prototypbrädorna som jag använde för att bygga min ArduinoBoy kom från RadioShack och även om de är helt användbara är de svåra att lödas till av sin natur att de är billigt tillverkade. Inga pläterade hål, så lödet sugs inte upp i hålen, vilket resulterar i dessa stora lödklumpar på brädet som inte håller de lödade delarna ordentligt på plats. Försök att hitta brädor med pläterade hål. Om du inte kan, har jag hört att ett litet flödesmedel som smetats in i hålet strax före lödning kommer att leda smält lödning in i hålet, precis som om det var pläterat. När det gäller billiga proto-brädor, kom ihåg att eftersom lödet bara kommer att samlas på toppen, kan de vara benägna att … Shorts När jag färdigt lödde ihop min ArduinoBoy märkte jag att lysdioderna inte tändes ordentligt. Problemet var inte mina ledningar, det var perfekt, utan min lödning. Små, ganska omöjliga att se mängder löd och damm överbryggade luckorna på brädet, vilket hindrade vissa lysdioder från att tända och knöt ihop andra lysdioder. Om detta händer dig, kör ett knivblad mellan lödfogarna och rengör noggrant med hjälp av q-tips, pappershanddukar och sprit. Superlim Försök som du kan, du kan aldrig använda superlim utan att få några på fingrarna. Bara en allmän varning för alla där ute. Missförstå mig inte, det är bra saker när två delar måste klibba fast snabbt, men anta aldrig att du kan använda det utan att limma ihop fingrarna.

Steg 8: Var går jag härifrån?

Har du problem med att komma igång med hela chiptune -komponeringen? Behöver du inspiration, tips, tricks och ett ställe att visa upp din senaste låt? För alla saker chiptunes, och i förlängningen retrospel, finns det 8bitcollective.com. De har en levande gemenskap av chiptune -kompositörer som mer än gärna vill hjälpa dig i din karriär.

Vill du utöka möjligheterna för din ArduinoBoy? Din ArduinoBoy har en inbyggd funktion som mGB faktiskt inte använder: MIDI out, specifikt MIDI-synkronisering. Nanoloop och LSDJ är emellertid inte bara kompatibla med ArduinoBoy -hårdvaran, men de kan använda den här outnyttjade funktionen, så att du kan synkronisera dina GameBoys ljud med andra programmerbara MIDI -instrument, som trummor. Okej, du är nu en framgångsrik chiptune -kompositör och artist, men nu har du ett gäng spelningar att gå på och du vill lätta på belastningen så mycket som möjligt. Vad ska du göra? Tja, så länge du bara använder ArduinoBoy's MIDI i port kan du kraftigt minska dess storlek. Använd bara en liten Arduino -klon som du kan hitta och lämna ut MIDI -porten. Det verkar ju fungera för trash80. När det gäller mig vill jag göra några förbättringar av min prototyp samtidigt som jag lär mig mer om hur det fungerar och hur jag kan komponera riktigt musik med det. Jag funderar på att designa några kretskort i Eagle CAD för två olika versioner: en som använder genomgående hålskomponenter och DIP-paket-IC: er, som den här, och en annan som använder ytmonterade komponenter när det är möjligt så att jag kan prova kokplattans återflöde lödmetod och gör (förhoppningsvis) den minsta fullvärdiga ArduinoBoy som någonsin gjorts. Framför allt, vad du än väljer att göra med din ArduinoBoy, ha kul. Om du inte har roligt gör du uppenbarligen något fel. Kom ihåg att precis som allt annat i livet handlar det inte om att slå någon annan när du skriver chiptunes. Det handlar om att slå dig själv, göra varje låt du komponerar bättre än den förra. Ingen blev någonsin känd för att ha gjort något de inte älskade. Frågor? Kommentarer? Äktenskapsförslag? Dödshot? Lägg upp dem nedan.