Projekty/  
Konsola do gier retro z Raspberry Pi

Jednym z najpopularniejszych sposobów wykorzystania możliwości komputera Raspberry Pi, jest budowa konsoli do gier retro. W sklepach internetowych dostępne są różnego rodzaju zestawy do budowy tego typu konsol. Postanowiłem jednak zaprojektować własną konsolę, którą nazwałem ZW-G1, a następnie szczegółowo opisać jej budowę.


Opis budowy konsoli podzieliłem na następujące etapy:
- konstrukcja mechaniczna,
- układ elektroniczny,
- oprogramowanie.

Jestem przekonany, że z łatwością zbudujesz opisaną konsolę i z wielką przyjemnością powrócisz do gier takich jak Street Fighter,  Mortal Kombat, Doom, Donkey Kong lub Mario, które sprawiały tobie tyle radości w latach dziewięćdziesiątych.

Konstrukcja mechaniczna
Wszystkie plastikowe części obudowy konsoli ZW-G1 zostały wydrukowane na drukarce 3D.

Pliki STL dostępne są na stronie https://github.com/ZW-Robotics/Konsola_do_gier_retro_z_Raspberry_Pi

Potrzebne są także drobne elementy mechaniczne.

Zakładam, że posiadasz podstawowe narzędzia oraz akcesoria do majsterkowania:

- wkrętak PH1 oraz PZ1,
- szczypce precyzyjne,
- wiertło do metalu 3,5 mm,
- gradownik stożkowy,
- nóż precyzyjny,
- miernik uniwersalny,
- lutownica,
- cyna,
- klej błyskawiczny,
- czarna taśma izolacyjna.

Pracę rozpocznij od pogłębienia otworów montażowych w wydrukowanych częściach. Wykorzystaj wiertło do metalu 3,5 mm.

Następnie w odpowiednie otwory wsuń nakrętki M3. W razie problemów z wsunięciem nakrętek, delikatnie powiększ otwory za pomocą noża precyzyjnego.

Po włożeniu śrub stożkowych M3 x 8 mm w odpowiednie miejsca, powinny się one licować z płaszczyznami wydrukowanych części. Jeżeli jest inaczej, poszerz otwory wykorzystując gradownik stożkowy.

W górnej części bazy oraz kontrolera za pomocą niewielkiej ilości kleju błyskawicznego wklej czarne zaślepki.

W dolnej części bazy przyklej podkładki antypoślizgowe o średnicy 10 mm.

Ostatnią czynnością, którą musisz wykonać na tym etapie budowy konsoli ZW-G1, jest umieszczenie w dolnej części kontrolera elementów do montażu przycisków.

Układ elektroniczny
Układ elektroniczny konsoli ZW-G1 zaprojektowałem w taki sposób, aby nie było konieczne wykorzystanie płytek drukowanych do montażu elementów elektronicznych. Dzięki takiemu rozwiązaniu znacząco obniżył się koszt konsoli oraz ułatwione jest zorganizowanie potrzebnych komponentów.

Przyciski wykorzystane w kontrolerze muszą mieć odpowiednie wymiary, najważniejsze z nich zaznaczyłem poniżej. Przyciski takie są dostępne w sklepie internetowym https://botland.com.pl pod indeksem SWT-11141.

Wykonaj połączenia pomiędzy komputerem Raspberry Pi i wyprowadzeniami wtyków D-SUB 15, do których będą podłączone kontrolery. Stabilne połączenia wykonaj za pomocą lutownicy. Po wykonaniu połączeń, wykorzystując śruby PZ 2,2 x 6 mm, przymocuj komputer Raspberry Pi do górnej części bazy. Używając śrub stożkowych M3 x 8 mm oraz nakrętek M3 przykręć również wtyki D-SUB 15.  

Połącz teraz wyprowadzenia gniazda D-SUB 15 z przyciskami znajdującymi się w kontrolerze. W odpowiedni sposób przymocuj przyciski do dolnej części kontrolera.

Przygotuj 1 czarny oraz 10 białych przewodów o długości 1,7 m. Przewody przylutuj do odpowiednich wyprowadzeń gniazda D-SUB 15. Następnie na przewody załóż oplot poliestrowy w kolorze czarnym o długości 1,5 m. Końce oplotu owiń kawałkami czarnej taśmy izolacyjnej o długości 10 cm.

W taki sposób zabezpieczone przewody przymocuj do górnej części wtyczki oraz dolnej części kontrolera. Wykorzystaj wydrukowane na drukarce 3D uchwyty oraz śruby stożkowe M3 x 8 mm.

Przylutuj przewody do odpowiednich wyprowadzeń przycisków. Aby zlokalizować odpowiednie przewody, niezbędny będzie miernik uniwersalny z funkcją testu ciągłości przewodu. Dodatkowo czarnym przewodem wykonaj połączenia pomiędzy wszystkimi przyciskami.

Użyj śrub stożkowych M3 x 8 mm do przykręcenia dolnej części wtyczki oraz górnej części kontrolera. Wstrzymaj się tylko z przykręceniem dolnej części bazy, ponieważ musisz mieć dostęp do komputera Raspberry Pi, aby włożyć do niego kartę pamięci mikroSD z zainstalowanym oprogramowaniem.

Zgodnie z powyższym opisem wykonaj także drugi identyczny kontroler, następnie przejdź do ostatniego etapu budowy konsoli ZW-G1.

Oprogramowanie
Aby uruchomić gry retro na komputerze Raspberry Pi, należy zainstalować na nim odpowiednie oprogramowanie, w naszym przypadku będzie to RetroPie.

Sformatuj kartę mikroSD, na której zainstalujesz oprogramowanie RetroPie. Do formatowania różnego rodzaju kart SD polecam program SD Card Formatter.

Ze strony internetowej https://www.raspberrypi.com/software/ pobierz oraz zainstaluj program Raspberry Pi Imager.

Po uruchomieniu programu Raspberry Pi Imager, kliknij kolejno na CHOOSE OS > Emulation and game OS > RetroPie > RetroPie 4.8 (RPI 1/Zero).

Klikając na CHOOSE STORAGE, wybierz kartę pamięci mikroSD, na której zamierzasz zainstalować oprogramowanie RetroPie.

Rozpocznij zapis danych na kartę mikroSD klikając na WRITE.

Po zakończeniu tej operacji, włóż kartę mikroSD do komputera Raspberry Pi.  

Wykorzystując śruby stożkowe M3 x 8 mm przykręć dolną cześć bazy.

Za pośrednictwem odpowiednich adapterów podłącz do konsoli monitor lub telewizor oraz klawiaturę.

Podłącz jeszcze zasilacz, następnie rozpocznij konfigurację oprogramowania RetroPie.

Najpierw skonfiguruj klawiaturę. Przytrzymaj dowolny klawisz na klawiaturze do momentu pojawienia się opisu KEYBOARD.

Następnie do odpowiednich funkcji przyporządkuj klawisze na klawiaturze:

D-PAD UP -> klawisz strzałki w górę

D-PAD DOWN -> klawisz strzałki w dół

D-PAD LEFT -> klawisz strzałki w lewo

D-PAD RIGHT -> klawisz strzałki w prawo

START -> klawisz Enter

SELECT -> klawisz Shift (prawy)

BUTTON A / EAST -> klawisz A

BUTTON B / SOUTH -> klawisz B

BUTTON X / NORTH -> klawisz X

BUTTON Y / WEST -> klawisz Y

Pozostałe funkcje omiń, przytrzymując dowolny klawisz na klawiaturze aż pojawi się opis NOT DEFINED. W celu potwierdzenia dokonanych ustawień, po podświetleniu się pola OK, naciśnij na klawiaturze klawisz A.

Po pojawieniu się informacji dotyczącej przycisku specjalnego HOTKEY, wybierz YES. Zwróć uwagę, że w dolnej części ekranu znajduje się informacja, których klawiszy na klawiaturze możesz w danym momencie użyć.

Aby kontynuować konfigurację oprogramowania RetroPie, podłącz komputer Raspberry Pi do sieci Wi-Fi. Uruchom wiersz poleceń naciskając na klawiaturze klawisz F4.

Wpisz polecenie: 

sudo raspi-config

Z menu wybierz System Options > Wireless LAN.

Z wyświetlonej listy wybierz kraj, w którym się aktualnie znajdujesz.

Wprowadź nazwę sieci Wi-Fi oraz hasło.

Uruchom od nowa komputer Raspberry Pi.

Po uruchomieniu się komputera Raspberry Pi oraz oprogramowania RetroPie, ponownie naciśnij na klawiaturze klawisz F4. W wierszu poleceń wpisz polecenie:

curl https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Raspberry-Pi-Installer-Scripts/master/retrogame.sh>retrogame.sh

Pobierzesz w ten sposób program Retrogame, który połączy przyciski w kontrolerach z wirtualną klawiaturą.

Uruchom program Retrogame wpisując polecenie:

sudo bash retrogame.sh

Wybierz konfigurację nr 6 oraz uruchom od nowa komputer Raspberry Pi.

Zmodyfikuj jeszcze plik konfiguracyjny retrogame.cfg. Po raz kolejny uruchom wiersz poleceń naciskając na klawiaturze klawisz F4 oraz wpisz polecenie:

sudo nano /boot/retrogame.cfg

Informacje poprzedzone znakiem # to komentarze, możesz je usunąć. Zmodyfikuj następująco plik konfiguracyjny:

LEFT 26

RIGHT 13

UP 19

DOWN 12

A 20

B 16

X 21

Y 7

RIGHTSHIFT 6

ENTER 5

S 27

T 15

U 17

C 4

I 23

W 18

D 22

Z 2

G 14

2 3

Zamknij plik retrogame.cfg naciskając na klawiaturze kombinację klawiszy Ctrl+X, następnie Y i Enter aby potwierdzić wprowadzone zmiany.

Wyłącz komputer Raspberry Pi z poziomu wiersza poleceń wpisując polecenie:

sudo poweroff

Po skonfigurowaniu oprogramowania RetroPie, pozostało jeszcze wgranie gier. Znajdziesz je w internecie. Wystarczy, że w wyszukiwarce wpiszesz hasło RetroPie ROMs. Pamiętaj, aby pobierać gry tylko z legalnych źródeł, ponieważ wiele z nich może być chronione prawami autorskimi. Zamiast klawiatury podłącz teraz do konsoli sformatowany pendrive. Aby ponownie włączyć konsolę, odłącz kabel zasilający, a po chwili ponownie go podłącz.

Oprogramowanie RetroPie po wykryciu pendrive, utworzy na nim odpowiednie foldery z nazwami konsol, do których skopiujesz gry.

Po skopiowaniu gier, ponownie podłącz pendrive do konsoli. Po ponownym uruchomieniu konsoli gry powinny być już dostępne w głównym oknie oprogramowania RetroPie. Możesz już odłączyć pendrive i podłączyć do konsoli kontrolery.  

Jak już wcześniej wspomniałem, w dolnej części ekranu znajdują się informacje, których przycisków w kontrolerze możesz w danym momencie użyć. Przykładowo, aby włączyć grę, naciśnij przycisk A, a nie przycisk START jak podpowiada intuicja. Żeby wyjść z gry, naciśnij jednocześnie przycisk SELECT oraz START. Aby wyłączyć konsolę, naciśnij przycisk START, następnie z menu wybierz QUIT > SHUTDOWN SYSTEM > YES 

Mam nadzieję, że opis budowy konsoli ZW-G1 jest dla ciebie czytelny i zachęciłem cię do jej budowy. W razie jakichkolwiek pytań napisz do mnie na adres e-mail zygmunt.wypich@zw-robotics.pl