Собираем карманную игровую приставку на Raspberry Pi Zero

Здравствуйте, товарищи.
Сегодня мы будем собирать карманную игровую приставку на базе:
Game
Boy
Zero
Pocket
All
In
One
Оригинальный проект доступен на гитхабе, и представляет из себя плату для для сборки карманной игровой приставки на Raspberry Pi Zero.


Ретроигровые приставки на Raspberry Pi строят давно, производительности этого одноплатника вполне достаточно что бы эмулировать большинство старых игровых систем. Нашлись те кто придумал запихнуть малинку в корпус от геймбоя, но такие сборки не всегда получаются красивыми да и батарейку большая малина жрет очень хорошо.

То что началось среди любителей подобных самоделок с выходом Raspberry Pi Zero даже получило название — Game Boy Zero.

В общем случае Game Boy Zero это одно платный компьютер Raspberry Pi Zero дополненный геймпадом (часто это просто макетка с кнопками), звуковой картой, батарейкой с платой заряда и экраном подключенным к малине по композиту, завернутый в корпус от Game Boy. Встречаются решения где некоторые из перечисленных компонентов (или даже все сразу) разведены на плате, но это в основном коммерческие продукты.
KITE'S SUPER ALL-IN-ONE BOARD
tinkerBOY
и еще куча других.
Но не Геймбоем единым. Приставки собирают в корпусах от Game Boy Advance, PSP да даже в коробке от мятных конфет…

Я выбрал Gaboze Pocaio потому что это плата несущая на себе все железо консоли т.е. не придется крепить внутри корпуса кучу компонентов на термоклей и плести паутину из проводов, а так же потому что это устройство в корпусе Game Boy Pocket который немного компактнее оригинального Game Boy. А то вдруг я это буду с собой куда-то возить )))
Кроме того мы имеем:
— 2.6" TFT LCD (ILI9342) подключенный по SPI
— Зарядку батареи (модуль TP4056)
— Простенький аудио усилитель (звук правда через PWM)
— Штекер для наушников
— Регулировку громкости
— Вывод звука на динамик
— Простую установку платы в корпус

Единственное чем меня не устраивал оригинальный дизайн платы это расположением кнопок. Ну право же, это выглядит странно:

По этому я создал свою ветку данного проекта и изменил дизайн платы в соответствии с моими представлениями о прекрасном :)

Материалы

И так, нам понадобятся:
1. Детали из BOM.
2. Плата.
3. Raspberry Pi Zero (лучше с WiFi на борту, закидывать ромы по USB это отдельный квест).
4. Корпус.
5. Кнопки (количество зависит от того сколько вы будите делать кнопок).
6. Контактные резинки для кнопок. (по количеству кнопок)
7. Корпус картриджа (исключительно декоративная деталь).
8. Карта памяти.
9. Li-ion аккумулятор 3.7В 1200 мАч 4,5 на 2,5 см. ~ 1 см высотой (брал по месту в чип и дип).

Сборка электроники

Элементы распаиваются в соответствии с обозначениями на плате, все нормально паяется простым паяльником (фен не нужен). Обратить внимание стоит на пайку малины, она садится над колесиком регулировки громкости и важно оставить между ними не большой зазор (1мм или около того) иначе малинка прижмет его и колесико не будет крутиться. Еще нужно хорошо пропаивать контактные площадки зарядного модуля, если там где-то не будет контакта можно потратить кучу времени на выяснение «почему не работает» ))
Да, и экран к плате крепить лучше не на двухсторонний скотч, т.к. он жрет место между экраном и платой, а оно нам понадобится что бы закрыть корпус.

Подготовка корпуса

По сути, постоянно примеряя, нужно просто удалить из корпуса все мешающие внутренние детали. На задней крышке под раздачу попали: бортики вокруг слота для картриджа, отверстие на боковой грани в которое торчит карта памяти и почти весь батарейный отсек. Важно оставить невредимой ту его часть, где расположены отверстия под винты. Картридж обрезается по контуру корпуса.

На верхней крышке: проделаны отверстия под дополнительные кнопки, срезан один из бортиков экрана и само отверстие под экран чуть увеличено.

Я пробовал разные варианты крепления дополнительных кнопок: сажать кнопки в печатные колодцы, приклеить резинки к плате и просто оставить кнопки болтаться в отверстиях корпуса. Оба варианта работали нормально. В итоге я приклеил все дополнительные резинки к плате.

Осталось подключить аккумулятор и собрать корпус.

Программная часть

Тут все еще проще, разработчики оригинального проекта собрали пред настроенный образ RetroPi со всеми необходимыми драйверами. Качаем его с сайта разработчиков и заливаем на карту памяти.
После включения питания устройство загружается около минуты (первый старт будет дольше). Сначала будет просто белый экран, потом появится экран загрузки RetroPi, потом Emulation Station и далее мы попадаем в интерфейс RetroPi.
Имеет смысл настроить кнопки (из меню RetroPi).
По сути все, устройство готово. Осталось загрузить на него ромы. Если у нас есть WiFi на плате то подключаемся к домашней сети и заливаем ромы в соответствующие папки. Думаю нет смысла объяснять как заливать образы в RetroPi.
Если WiFi на борту нет то все немного сложнее, нам понадобится как минимум Micro UBS OTG кабель для подключения клавиатуры. Ромы можно залить на карту памяти, затем подключить клавиатуру к малинке и в меню RetroPi запустить менеджер файлов (это тупо Midnight Commander) и затем уже раскидать ромы по нужным папкам руками.

Итого

Все работает как ожидалось, производительности хватает на эмуляцию GB, GBA, GBC, Famicom/NES, SNES, SEGA. В планах было развести на плате USB хаб, нормальную звуковую карту и дополнительный USB порт т.к. тот что есть используется только для зарядки аккумулятора (линии передачи данных никуда не подключены). Но… буквально на днях, Retroflag анонсировали GPi CASE. Эта штука способна убить большую часть проектов Game Boy Zero.
Если вдруг интересно, напишите в комментариях, как приедет ко мне запилю обзор.
На этом у меня все, спасибо за внимание.