Аркадный автомат своими руками (ретрогейминг с динамической подсветкой)

Всем привет! Любите ли вы играть в игры? А точнее в классику игровой индустрии? Классические, ретро-игры на NES, Sega? Или, быть может, скучаете и хотели бы иметь свой кусочек 80х - настоящий аркадный автомат? Вот я хотел и сделал такой универсальный автомат своими руками.  
Честно говоря, идея совсем не нова. Семь лет назад я уже рассказывал на Habr'е как сделать свой ретро-игровой центр на основе Raspberry Pi. Тогда я ограничился лишь настройкой малинки, в перспективе подумывая добавить к малинке полноценные кнопки и корпус. Но на том дело и кончилось. 
Проектирование 
 Для начала нужно определиться с идеей. К началу проекта я знал только два тезиса:Сердцем автомата будет Raspberry PiУ автомата будут полноценные аркадные кнопки, но всё-таки неплохо иметь возможность подключения геймпадов и клавиатуры с мышью.Для автомата так же нужен какой-нибудь дисплей. В идеале для ретрогейминга нужно использовать экран 4:3, но такого у меня не осталось, специально покупать - это вступать с конфронтацию с внутренней жабой. А вот неплохой альтернативной является использовать матрицу от ноутбука. У меня лет восемь как лежит ноутбук Fujitsu Siemens Amilo 3438G со сгоревшей видеокартой и уже не помню куда выпотрошенной памятью и жёстким диском. Так как дисплей только 17 дюймов, ради интереса в проекте можно было бы использовать и динамическую подсветку, визуально расширяющую размер экрана.
,аркадный автомат,игровой автомат,аркада,DIY,аркадный кабинет,сделай сам,retropie,Raspberry PI,длиннопост,сделал сам,нарисовал сам, сфоткал сам, написал сам, придумал сам, перевел сам,Ретро-игры,Ретрогейминг,песочница
 Вооружившись этим знанием идём рисовать макет. Для отрисовки я использовал SketchUp. Нарисовать мне, очень далекому от 3D графики человеку, макет автомата в SketchUP - дело одного вечера. 
Конечно, точность этого инструмента не самая идеальная, но в целом прикинуть с точностью до 1-2 сантиметров как будет выглядеть будущий автомат - можно. Натягиваем текстуры, любуемся. 
 В качестве материала я буду использовать мебельные щиты (дерево, сосна) - из-за лёгкости её обработки. Но, в целом никто не мешает использовать МДФ, ДСП или фанеру. Автомат я планирую делать из двух частей - из верхней (собственно автомата, "bartop") и нижней - стола. Высоту стола я выбрал равной 90 см., что даст высоту до кнопок в 105 см. Здесь стоит сказать, что высота стола зависит от роста того, кто будет играть в автомат, и от расположения, наклона экрана и панели с кнопками. То есть, как правило, высота панели с кнопками колеблется от 85 до 115 см от пола. Экран лучше ставить напротив лица играющего, но в случае с bartop это взаимоисключающие вещи, и поэтому делаем наклон экрана в 20-30 градусов, а наклон панели в половину этого значения. Экран в обязательном порядке закрываем оргстеклом - во-первых между матрицей и панелью у меня будет щель в 5 сантиметров по периметру для подсветки, а во-вторых это просто эстетично. 
 Заказываем щиты, уголки, саморезы, рояльную петлю (250мм) для люка обслуживания, замочек для дверцы, сетку, оргстекло и краску в строительном магазине (у меня вышло по расчётам 8 метров панелей с учётом обрезков, пачка саморезов 3.5х16мм 200шт, и уголков 30х30мм штук 20). Все панели я буду красить в чёрный цвет, а торцы панелей, канты - в цвет "фуксия". В идеале на канты следовало бы надеть ПВХ-бордюр. Но я, увы, не нашёл нужного мне цвета. Так что обойдусь краской. Внутреннюю часть панелей я тоже в обязательном порядке крашу чёрным цветом, так как из-за щели для подсветки внутренность просматривается, и для эстетики важно всё держать в одном стиле. 
,аркадный автомат,игровой автомат,аркада,DIY,аркадный кабинет,сделай сам,retropie,Raspberry PI,длиннопост,сделал сам,нарисовал сам, сфоткал сам, написал сам, придумал сам, перевел сам,Ретро-игры,Ретрогейминг,песочница
 Так же обязательно подготавливаем шаблоны для точной вырезки боковых панелей и панели для кнопок. Я использовал готовые шаблоны Starcade (с небольшими изменениями, правда - чуть уменьшил размер вывески, плюс добавил отверстия для hotkey и для выключателя). Кстати, почитайте оригинал, там годный DIY на английском. 
 Столярка 
 Теперь режем щиты. 
 Сверлим отверстия под кнопки и динамики (перовым сверлом или кольцевой пилой). Для кнопок нужны отверстия диаметром в 24мм, для стика - 14мм, для динамиков - в зависимости от их размеров (у меня - 30мм). 
 Обязательно ошкуриваем канты. Боковые канты и торец панели с кнопками закругляем. 
 Красим заготовки чёрной краской (в зависимости от краски в один или несколько слоёв, обязательно дожидаясь полного высыхания, чтобы не получить вздутия и трещин). 
 Далее красим канты краской-лаком "фуксия".По окончанию столярных и лакокрасочных работ можно (не обязательно) высохшие панели и канты (которые не будут оклеены плёнкой) покрыть яхтным лаком для долговечности и износостойкости. 
Электрика и электроника 
 По-началу у меня была устойчивая идея сделать автомат "из хлама" - из того, что было - начиная от старой матрицы, до старой Raspberry Pi v1.0 которая собственно и работала "ретро-игровым центром" ещё семь лет назад. Но затем пришло понимание, что проект получается не сильно бюджетным (даже в части корпуса), и раз делать автомат, то нужно его делать качественно. И раз свою внутреннюю жабу мне придётся потеснить, то заодно стоит и обзавестись новой Raspberry Pi, потому как, исходя из опыта использования первой ревизии она не сильно подходит для работы в аркадном автомате. Во-первых, на ней либо не работают, либо сильно тормозят игры на MAME (собственно с игровых автоматов), так и многие игры с N64 и PS1 неиграбельны. Во-вторых, настройка Hyperion для динамической подсветки превращается в боль, так как в старой RetroPie нужных библиотек нет, а при попытке оные установить оказывается, что многие репозитарии со старыми версиями мертвы. А новая RetroPie, даже со сборками под старые ревизии сами по себе тормозят. Поэтому берём и заказываем Raspberry Pi 4 на 4Gb, обязательно в дополнение взяв радиаторы (можно с вентиляторами) для оной. Берём microsdhc карту (например на 64Gb), адаптер питания USB type-C на стабильные 3-4А. А так же провод microHDMI - HDMI для подключения к матрице. 
,аркадный автомат,игровой автомат,аркада,DIY,аркадный кабинет,сделай сам,retropie,Raspberry PI,длиннопост,сделал сам,нарисовал сам, сфоткал сам, написал сам, придумал сам, перевел сам,Ретро-игры,Ретрогейминг,песочница
 Теперь аккуратно разбираем ноутбук. 
 Извлекаем оттуда матрицу, узнаём её точное название. 
 Заказываем LVDS-драйвер для матрицы ноутбука. Обязательно сверяемся с описанием, что LVDS-драйвер поддерживает нашу матрицу, обязательно уточняем у продавца, что это так. На Aliexpress полно разных вариаций плат, часто отличающихся набором входов\выходов. Для автомата собственно нам нужен вход HDMI, выход на LVDS интерфейс матрицы, выход на подсветку матрицы и крайне желательно выход на динамики (т.е. выход со внутреннего усилителя на два динамика). В моём случае плата содержит 4-пиновый разъём с выходом под два одноваттных динамика по 8 Ом каждый. В комплект должен идти так же блок питания на 4 ампера 12 вольт, но если нет, заказываем и его. 
 Заказываем кнопки. Выбор сейчас огромный, можно найти под любой дизайн и вкус. У меня например такие:
 Берём два метра адресной LED-ленты SK9822 (или APA012) и адаптер питания к ней. В зависимости от плотности светодиодов выбираем блок питания от 2 до 6 ампер. Для удобства ещё возьмём уголки для соединения ленты на поворотах. 
,аркадный автомат,игровой автомат,аркада,DIY,аркадный кабинет,сделай сам,retropie,Raspberry PI,длиннопост,сделал сам,нарисовал сам, сфоткал сам, написал сам, придумал сам, перевел сам,Ретро-игры,Ретрогейминг,песочница
 Так же берём 12-вольтовую ленту метр-два под вывеску. Я брал самую дешевую и трансформатор на 15Вт к ней (SMD3528 60 диодов\4.8вт на метр, 2м).Ну и по мелочи закупаем остального.
 В итоге наш автомат будет всегда включен в розетку, далее по ключу на фронтальной панели его можно будет "завести". От главного выключателя питание идёт на обычную 220в розетку, в которую подключены все остальные адаптеры. 12-вольтовый адаптер (15-ваттный) запитан от розетки дополнительным проводом (к клеммам).К этому адаптеру подключаем светодиодную ленту и вентилятор. 
 Когда придёт плата LVDS-драйвера, подключаем её к питанию и матрице (соединяем LVDS и питание подсветки), а так же подключаем HDMI к источнику изображения (той же малинке). Если всё подключено правильно, то матрица должна сразу завестись и появится изображение. Возможно, немного нужно будет откалибровать цвета и яркость. Всё делаем через пульт. Так же берём и подключаем к разъему помеченному как CN20 на плате штекер JST, не забыв припаять к нему два аудиопровода, а к ним, соблюдая полярность, два динамика. В моей плате разводка такая:
 [ +LEFT, GROUND, GROUND, +RIGHT ] 
 Для того, чтобы подключить динамическую подсветку, режем ленту SK9822 на четыре части и соединяем уголками. К разъемам питания на ленте подключаем с правильной полярностью разъем быстрого соединения (затем соединим с 5В блоком питания), а контакты на самой ленте подсоединяем к GPIO 19 и 23 пинам на малинке, не забыв обязательно еще соединить землю, чтобы избежать мерцания ленты. 
 Ленту закрепляем на двухсторонний скотч на обратной стороне матрицы. Скорее всего штатный липкий слой будет отваливаться, поэтому используем какую-нибудь сверхпрочную ленту (у меня на ней две кочерги висят и не отрываются), но приклеиваем ленту к матрице аккуратно, стараясь надавливанием не повредить хрупкую и нежную матрицу. 
Настраиваем софт
За прошедшие года RetroPie стала конфеткой и почти настроек не требует - достаточно прошить образ системы и подключить любые контроллеры - и автомат готов. Но всё-такие кое-что нужно рассказать, учитывая наши дополнения. 
 
 Обязательно включаем SSH (для закачки ROM'ов через сеть) и SPI (для управления подсветкой): 
 Идём в Interfacing Options: 
] Raspberry Pi Software Configuration Tool (raspi-config)f 1 Change User Password 2 Network Options 3 Boot Options 4 Localisation Options 5 Interfacing Options 6 Overclock 7 Advanced Options 8 Update 9 About raspi-config Change password for the current u Configure network settings
 Включаем SSH и SPI, сохраняем и перезагружаем малинку. 
Raspberry Pi Software Configuration Tool (raspi-config) PI Camera P2 SSH P3 VNC P4 SPI P5 I2C P6 Serial P7 1-V/ire P8 Remote GPIO Enable/Disable connection to the Enable/Disable remote command lin Enable/Disable graphical remote a Enable/Disable automatic loading Enable/Disable automatic
Динамическая подсветка 
Теперь устанавливаем Hyperion для управления подсветкой. На выбор можно поставить "старый" Hyperion или Hyperion NG. 
,аркадный автомат,игровой автомат,аркада,DIY,аркадный кабинет,сделай сам,retropie,Raspberry PI,длиннопост,сделал сам,нарисовал сам, сфоткал сам, написал сам, придумал сам, перевел сам,Ретро-игры,Ретрогейминг,песочница
Настройки RetroPie 
 Настраиваем музыку, скринсейвер, сплэшскрин и скрэпер.
 Теперь на консоль копируем ROM'ы игр. Делаем это через сp/scp/winscp (для игр с самой малинки/linux-unix/windows систем). Соответственно перекидываем все игры для каждой консоли в свои папки, игры NES в nes, Sega Genesis - в megadrive, а аркадные игры (MAME) в arcade. 
 В случае игр для аркадных автоматов помимо самих ROM'ов так же в папку закидываем BIOS'ы к этим играм. Например BIOS'ы можно скачать с Emu-Land. Вообще с аркадными играми больше проблем, так как работоспособность игры чаще будет зависеть от правильного BIOS для игры и от вообще способности MAME правильно поддерживать ту или иную игру. Для некоторых игр, возможно, придётся установить дополнительные эмуляторы\версии MAME. Чтобы сделать это идём в RetroPie Setup -> Manage Packages -> Manage optional packages (или Manage experimental packages).
RetroPie-Setup Script Uersion: 4.1.8 Last Conn it: 18 hours ago (672f6df) I Basic install и Update all installed packages '1 c Configuration / tools s Update RetroPie-Setup script X Uninstall RetroPie R Perforn reboot < 8K > < Exit > < Help >,аркадный автомат,игровой автомат
 
NOW LOADING PRESS ft BUTTON TO CONFIGURE LftUNCH OPTIONS,аркадный автомат,игровой автомат,аркада,DIY,аркадный кабинет,сделай сам,retropie,Raspberry PI,длиннопост,сделал сам,нарисовал сам, сфоткал сам, написал сам, придумал сам, перевел сам,Ретро-игры,Ретрогейминг,песочница
 Собираем воедино 
 Одной из визуальных доминант нашего автомата будет его визуальное оформление, а если точнее, то наклейки на корпус. Для того, чтобы всё получилось красиво, идём в графический редактор, берём изображения и подготавливаем их для макетов в масштабе 1 к 1 с размером печати. Устанавливаем профиль CMYK. В идеальном мире лучше иметь разрешение для печати 250-300 пикселей на дюйм, но, в моём случае, у исходников было разрешение только в 95 пикселей на дюйм, и, опережая события, скажу, что тоже вышло отлично и даже вблизи особого "мыла" нет. 
 Идём в типографию и заказываем все наклейки на самоклеящейся плёнке. Я выбрал глянцевую плёнку на бумажной основе. Обязательно с ламинацией. Причём это жизненно важно для тех поверхностей, с которыми будут контактировать руки игроков, то есть как минимум для панели с кнопками. Если есть такая возможность, то для панели с кнопками и стиками делаем напольную ламинацию. Альтернативно панель иногда закрывают оргстеклом, но для меня, для домашнего использования это излишне. Так же для вывески можно использовать так называемую транслюцентную плёнку, которая будет пропускать свет. Но, увы, почти все типографии отказались мне печатать маленький кусочек (20х50см), либо за этот маленький кусочек запросили цену, сравнимую со всей остальной печатью вместе взятой. Как показала практика, света двухметровой светодиодной ленты хватает с излишком даже при использовании обычной плёнки, наклеенной на оргстекло. Так что смысла в транслюцентной плётке нет никакого. 
 Когда плёнка придёт, наклеиваем плёнку не спеша на все поверхности, постепенно выгоняя оставшийся воздух мягкой тряпочкой. Излишки плёнки (по контуру) обрезаем максимально отрым ножом, или, что лучше, лезвием бритвы. 
 На оклеенную панель с кнопками собственно устанавливаем кнопки. Раскручиваем гайки и закручиваем обратно в панель. Вставляем кнопки, а к кнопкам подсоединяем четыре провода: два на кнопку и два на подсветку. Плюс и минус. Прикрепляем на саморезы стики, и затем стики и все кнопки вставляем 4-пиновыми разъемами в энкодеры - с K1 по K12. Порядок не важен, всё равно всё затем конфигурируется в EmulationStation при загрузке. Единственной разницей между игроками будет одна дополнительная кнопка у первого игрока - hotkey. Для второго игрока такой кнопки нет (да и в-общем она и не нужна). 
 Вообще если взглянуть на энкодеры, то помимо подключения ещё четырёх кнопок (для 10-кнопочного варианта (+ две кнопки Select и Start)) есть возможность подключить ещё четыре тумблера - turbo, auto, mode, clear, а так же есть четыре двух-пиновых разъема под 2-х контактный джойстик (вверх-вниз-влево-вправо), плюс вынесенный разъем питания. Но проводов в комплекте, ни самих тумблеров нет. Ну а выход на малинку - это разъем и провод miniUSB - USB. Так что подключаем провода с двух энкодеров в разъем USB Raspberry Pi. 
 И, наконец, собираем корпус. Здесь всё просто. Берём шуроповёрт, уголки, и саморезы и все смежные поверхности собираем между собой. 
 Матрица прикреплена к передней панели на тонких блестящих алюминиевых профилях. 
 В задней панели у меня сделан люк на рельсовой петле с замком, где заодно установлен вентилятор. 120мм вентилятор я использовал от старого компьютера (не покупал новый), и он гремит , как ржавое ведро с гвоздями при старте, но после минуты работы его становится почти не слышно. Зато охлаждает прекрасно. Ну и в ретро-тематку отлично вписывается Вообще люк нужен как для удобства сборки, так и для обслуживания в случае необходимости всех электронных компонентов внутри. Все компоненты и провода закреплены на хомутах. Да, некоторые из них просматриваются через щель, но эо даже придаёт тёплый ламповый оттенок "киберпанковости".
 Вырезаем стекло на переднюю панель (очень аккуратно - оргстекло хрупкое). Ставим стекло на фронтальную панель. Стекло можно поставить на саморезы или клей, но чтобы не портить внешний вид у меня стекло просто прижимается нижней планкой вывески. 
 В самую последнюю очередь устанавливаем стекло на витрину, предварительно спрятав под него динамики, вклеенные в нижнюю планку вывески. Динамики закрываем сеткой. Ну, вот собственно автомат и готов. Запускаем, настраиваем кнопки (если не настроили раньше) и играем. 
Исходя из цен на момент покупки стоимость автомата без учёта работ, инструментов (пилки, свёрла), электричества, а так же матрицы ноутбука составила: ~24000 рублей, что сопоставимо со стоимость современной приставки или готового автомата с AliExpress на PandoraBox. Но... сделать что-то своими руками и уникальное - это бесценно ;)