嗨,我是新昼。这次我们要说掌机,但这次有点不一样,我们要做点新东西,并且相对比较简单。
掌机这类产品的爆发大概是在1989年,它给人带来随处享受游戏的便利,我印象比较深的还是小学时候有个同学带了一台GB,一台初代的任天堂GameBoy,也就是在那时,我对那能更换卡带的机身,趣味的画面和厚重的外壳非常感兴趣。
后面我的母亲大人因为我考试考得好,买了一台我清晰描述的“插卡游戏机”给我,只是当我拿到时候,样貌好像有点差别,和下面这个差不多。他确实能插,就是位置不对。
后面买了PSP,至今还在使用,那也是我玩的最多,最疯狂的时候。
这一次,我将说明如何【最低限度的】在家自制一台掌机,它最终是长这个样子。
和多数教你动手类书籍类似,这一篇也会默认读者在阅读之前并不了解如何制作,会尽可能说明多和详细的内容,当然也难免遗漏。文中出现的任何品牌仅供参考,它们与我并没有合作关系。
目前互联网上开源掌机,虽然有很多自称开源,但能在家做的并没有特别多,要么有的是“我开了,但我没完全开”,要么就是最终做出来的只不过是一台NES模拟器,这缺乏成就感,甚至让人觉得有点多余。
经过一些尝试,我最终成功的找到一款我感觉很适合的开源的掌机以及相关固件,这一位国内网友基于原版进行电路修改,整个外型更改为竖持,
原版项目的名称为ESPLAY,除了可以支持NES,还可以支持SMS,GG,GB甚至GBC,所以不用担心搞半天结果是一台NES仿制机型。
这个项目优点蛮多,我随便列举一下:
抛开外壳设计,这俨然就是一款成熟的产品
1.工具的准备先说明必须的工具和通用耗材。首先是一把恒温电烙铁,当然我日常会使用T12这种类型的电烙铁,如果你感觉自己可以乐在其中,也能花一百多买上这样一套,得益于大学课程和一些体验项目我想应该多数人都有一点经验。
对了,事实上我完全没有使用右边那个架子,我都是用钢丝球作为支架,用来清理电烙铁
搭配烙铁使用的烙铁头需要这种刀头,因为这里的烙铁并不作为主要焊接工具,刀头作用是为了有效拆除元器件。
塑料镊子主要是为了减少难度,这种可以防静电,减少静电效应主要是为了防止一些细小的电容电阻黏在镊子上
防静电金属镊子,塑料镊子不耐热,很容易融化,所以在要高温的情况下还是需要金属镊子,推荐一下威特
灯珠拆焊台,这个是本次主要的加热工具,价格很低,同时因为采用PTC材料所以虽然简陋却能自动恒温
为了方便使用这个PTC加热器,我其实有额外购买这样一条220V开关线,搜索台灯电线可以很容易找到
我个人自制的长这样,,虽然它看起来有点旧了,并且看起来很简陋,但是依然好用。我使用一个亚克力片辅助固定,底部的底座是一块红木的零散片用来增重
中温有铅锡膏的作用很简单,在一个合适的温度内融化变成焊锡,来让元器件和焊盘正常的结合,在这一次手工过程中发挥核心作用。
助焊剂的左右是降低熔点,在本次主要是为了解决一些人为失误的问题。比如两个引脚之间有焊锡,亦或是芯片反了
硅胶工作垫,这个东西耐热,将作为整个DIY过程中的垫底防止你的桌面烫伤,同时也方便放置一些元件和芯片,但是要注意不耐刀割,比较容易被裁纸刀损坏。
在一票操作过后,电路板上往往会残留松香痕迹,不够美观也会造成腐蚀,所以我们需要清洁剂,可以选择使用酒精,但如果要高效还是应该使用洗板水和毛刷。有轻微毒性,必须通风。
刷子可以使用牙刷,也可以购买这样一种。
装它的容器,洗板水瓶。
8mm小颗粒积木,这个主要用于在没有设计基础知识的情况下,制作一个外壳用来保护电路板和增加手感,也是目前最简单的方法。需要注意不同店家积木可能不兼容。
万用表,这个东西我差点儿忘记了,如果有条件最好是买一个。
2.相关资料和用法这一次提供的资料包有这些,固件,下载工具,sd卡文件,PCB制版文件包,以及电路原理图,下载地址:
链接:https://pan.baidu.com/s/1qg-pZGqqzHT2eo8uVgPvmg
提取码:ppqz
关于使用方法这块很简单,sdcard所有资料复制到一张格式化为FAT32的TF卡中,如何烧录固件,我会在组装流程结束后进行说明
3.元器件的购买我大概估计了一下,在整个过程中,30%的时间是在元件采购上,我非常推荐使用下面这张BOM,也就是物料清单(Bill of Material)表格来对照你当前的元件储备,比如登记下购买状态以及到货状态。
链接:https://pan.baidu.com/s/1q_t2H3fVGkz3DLfWOJz8qQ
提取码:xf6y
我先默认当前你什么都没有,所以我们先从最基本的电阻电容开始买。贴片电阻和电容等贴片元件有一个国标尺寸,比如0805,0603,0402等,这些尺寸决定大小。
所以你要买对应尺寸,以第二行为例,购买这个型号元件时候搜索的关键词就是【100nf 0805】
通常零散贩售是以100个为单位,为了更好管理,每加一项到购物车,都进行一次标注,我通常会使用黄色表示加了购物车,蓝色表示付款/正在运输,使用绿色表示已经收到。
接着说一下芯片的采购,本次制作所遭遇的一个事情是芯片缺货,但还好,我们主要的那些芯片都正常的购置了。为了方便大伙,我配置了一个表格,追加了一列网址,这些网址是我购买过的,但为了避嫌还是要说一句仅供参考。
链接:https://pan.baidu.com/s/18PbLUqVHUuUSzBGSEBEPWA
提取码:6kh4
在组装时候我又进行了改版,所以你需要额外采购以下元件:
6.3V 100UF 107K A型
6.3V 47UF 476K A型
喇叭的购置可以有很多的选择,事实上这个方案有个优点就是它的声音可以很大。你可以像是这样选择使用手机喇叭,从而实现较小的体积。
也可以买这种比较大的扬声器,从而获得更好的音质
电池这块选购,可买这种聚合物电池,使用简单同时会配备有保护板,防止被你的游戏机吸干
当然如果你想要更凑挤一点可以选用这种带有线的圆柱电池
4.PCB制作和元件安装那么,怎么样能快速拿到使用刚刚提供的Gerber_PCB.zip这个制板文件所做的电路板?这里可行的有几种方法,比如说委托一些公司制作,或者是在家使用化学方式制作,亦或是使用雕刻机直接对覆铜板进行雕刻,这样的优点是最环保,但综合来说,我推荐最简单一种,委托制作。
在电子相关的DIY爱好者中,嘉立创,捷配,这两家都很常用,你可以选其中一家,先是注册一条龙,然后可能会有电话回访,你可以自称学校学生或者电子工作室种种,当然如果你的经济还可以,我也非常建议使用现金支持一下行业。
如果你使用的是我提供的文件,那么板子的尺寸为68mm*100mm,修改几个选项,确认收货地址之后就可以提交制作。
如果一切顺利,在拿到PCB后他们应该是这样子。
镊子,图,锡膏,烙铁,几盒子元器件,这些就绪后就可以开始
接着要做的事情很简单,当然必须要在你完成了元器件购买这一个步骤之后,因为锡膏会氧化变干。你要做的事情就是,使用锡膏,把所有银白色的部分都黏上一点锡膏
之后把元件放上去,按照元器件表以及编号
如果你是第一次上手这种制作,应该了解的是大部分电阻电容器都没有极性,也就是没有正负差别,只有少量几个钽电容具有正负,还有二极管。
然后芯片是这样对准的,设计上在电路板上面焊接位置会有一个点,对应的是芯片的左下角,通常来说,芯片上也会有一个点。
如果没有的话,就根据文字方向来判断吧。
接着要说一些要点,第一点是,你应该保证芯片这边引脚不应该有太多的锡膏
不然融化后引脚和引脚之间会黏一起。
这种情况下,首先应该在这部分引脚处涂抹助焊剂
然后使用烙铁去融化这一块,得益于烙铁头部是紫铜镀层,相比引脚的铝或者镀锡,和焊锡具有更强的结合力,所以多余焊锡会被烙铁“吸走”。
当然这一个过程中要时不时的清理一下。
为了防止遗漏,最好是打印刚才提供的表格,然后使用笔做记号,这是一个需要时间和耐心的事情但我想只要有热情就可以完成。
在采购篇中我们有提及一些额外修改,这些钽电容被安装在下图的这些位置,需要注意一下上面横向的朝向,如果反向可能导致爆炸(物理)。这里也可以看一下LED灯的安装方向,有绿点部分朝向丝印更窄部分。
在撰写这份文章时候,我一次做了两块来保证东西没问题,如果你也已经到这里应该执行四个检查来确定可以进行下一步
我觉得很需要注意的还是芯片有没有对齐,因为使用最低限度的设备,拆除芯片确实有点麻烦。
接着要小心的把你的电路板放在购买的PTC加热板上面,并且插上电,经过一点时间后,锡膏会融化变成焊锡,并且固定元件。
当然因为一些人为原因通常不会一次成功,例如有的地方焊锡没有到位或者元件歪了
那么这时候就应该使用镊子和电烙铁,简单摆正,像是肩部按键,以及另一面方向键,AB键按钮的焊接应该放在最后完成。我用一些易碎贴来标注某个部分芯片有没有正常的工作。
其余附件的安装首先是屏幕部分,这部分需要对准,我们可以先撕下排线位置的双面胶,并且让屏幕四角的圆形凸起,对齐四角的孔洞,这时候往下轻按屏幕。
可以看到,排线和电路板完美的对齐
接着是把背面的双面胶撕下,正常粘贴到电路板上面即可。
当然如果这一步你失误了,比如没有看我说的方法,导致屏幕现在贴不上,那也没关系,可以使用泡沫胶来简单的黏上去。但要注意最好少一点,它真的很黏。
然后我们需要一条Type-C线来接到电脑上面,我想文件应该都准备好了吧,打开我提供的文件夹中的flash_download_tool_3.9.2 ,这是固件烧写工具
在chipType这边,我们需要选择ESP32,其他保持不变
在这一个界面中,你需要一个一个选择文件,并且填写地址,最后给他们全部打勾,之后点击START进行下载,正常情况下应该会看到进度条在走动。
如果出错,首先还是检查焊接,为了能方便各位应该检查的部分,我这里提供一个问题和检查点的标注图。
假如说顺利,那么应该插入SD卡,SD卡中有前面提及的文件,这有点像是烧录卡的意思,如果读出来会显示下面这一个界面,我们需要先行安装一下emu软件,点击A开始。
因为大伙应该都会,所以用积木拼出外壳这部分内容我觉得可以略过。
最终效果还是不错的,看起来没什么问题
这里我使用的方法是用了一个有点大的扬声器,还有一个圆柱电池,是14500尺寸而没使用常见的18650,我的想法是平衡重量。
记得要在都搞好之后再组装外壳
屏幕容易划伤,所以自制一块贴膜也很必要,我的想法是扫描一下得出一个等比图像然后去裁剪贴膜就可以。当然很多朋友也许并没有这种设备,因此可以直接裁剪一块52mmx42mm的长方形。
为了确保一次成功我弄的麻烦了一点,在一张纸张上面打印了刚刚提及的屏幕轮廓,之后贴在一张没用的手机贴膜上
需要做的事情是裁剪,但我并不太推荐使用剪刀,应该用小刀和尺子来进行这一步操作
最后贴在屏幕上面,看起来并没有什么问题,上面有一些气泡,但我确认过,它们会在第二天消失
尾声这次运气看来是不错的,这一个掌机我制作了一些,他们在经过一些查错后都能正常的运行。
我是新昼,很高兴你能来看我的文章,我们下次再见。
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