Vuodenvaihteen jouluinen loma-aika sopii mainiosti oman taskupelikonsolin rakenteluun. Tilaamani komponentit joutuivat odottelemaan kun laitoin uuden juotoskolvin tilaukseen. Vanha 15W halpiskolvini osoittautui kelvottomaksi projektiin, juottamistaidot olivat ruosteessa ja vanha tinalankakin melko huonolaatuista. Parin turhauttavan kokeilun jälkeen päädyin taas nettitilauksien ääreen. Lisäksi oli aika vähän harjoitella juottamista ennen kuin olisin säheltämällä pilannut komponentit ja sen tien koko projektin.
Niinpä etsiskelin aikani uutta kolvia. Aloitin Wellereistä, sitten tutkiskelin Hakkoja, myöhästyin Black Fiday ja Cyber Monday alennusmyynnissä Aoyen juotosaseman tarjouksesta ja viimein törmäsin kohtuuhintaiseen ja melko uuteen kolviin, tasavirralla toimivaan TS-100:een. Tämän sitten tilasinkin eBaysta. Samalla tilasin uusia juotostarvikkeita, eli ohuempaa tinalankaa sekä juotosnestettä, jotka varmaan riittävät vuosiksi eteenpäin. Tilaukset toimitettiin hieman reilussa viikossa ja kun työkalu- ja tarvikepuoli oli päivitetty, pääsin takaisin rakenteluprojektin pariin.
Muutaman harjoituksen jälkeen alkoi tuntua siltä, että kolvi oli nappiosuma ja sopi piirilevyjuotoksiin erinomaisesti. Kolvi lämpenee nopsaan, aina n. 400 celsiusasteeseen. Siinä on lämpöanturi ja digitaalinen lämpötilan säätö. Käytin harrastelijasähkötöissä vielä sallittua lyijyllistä tinalankaa ja kokeilin myös lyijytöntä. Lyijyllisellä tinalla juottaminen sujui hyvin 320-240 asteen asetuksilla, ja lyijyttömän kanssa on mahdollisuus nostaa lämpötilaa tarvittaessa korkeammalle.
Seuraavaksi oli tarkoitus kolvata liittimet ja johdot, kasata konsolin sisuskalut testipenkissä ja käynnistää testipelit RetroPie/EmulationStation -kortilla, jolloin selviäisi ovatko osat ehjiä ja toimivia.
Liitäntöjen tinailu
Aloitin uros- ja naaras kulmaliittimistä, joilla Arcade Bonnet-liitäntäkortti ja Raspberry Pi Zero ovat yhteydessä toisiinsa. Alunperin ajatuksena oli liittää piirilevyt toisiinsa lyhennetyllä IDE-kaapelin pätkällä, mutta sitten tajusin, että voisin jättää välikaapelin pois ja kytkeä suoraan kortit toisiinsa. Kulmaliitinten avulla sain kortit suurin piirtein samaan tasoon, sen sijaan että ne olisivat tavanomaisemmin toistensa päällä eli liitäntäkortti 'hattuna' Raspberry Pi:lle.
Kummassakin liittimessä on tarvittavat 2x20 johdinta. Hivenen kärsivällisyyttä, tarkkuutta ja juotosnestettä auttoivat kolvaamaan liittimet siististi kiinni kortteihin. Kun liittimet oli lujasti tinattu paikoilleen, kortit oli helppo painaa kiinni liittimillä toisiinsa.
Seuraavaksi oli vuorossa peukkutatin ja painikkeiden liittäminen Arcade Bonnet-korttiin. Painikkeille oli näppärät liittimet valmiina kortissa ja niihin sopivat liitäntäjohdot painikkeisiin mukana paketissa. Mutta sekä digi- että analogista peliohjainta varten kortissa oli vain liittimiä varten tehdyt reiät. Juotin paikoilleen nastat molempia varten, vaikka tarkoitukseni on käyttää konsolin ensimmäisessä versiossa vain analogitattia. Nämä pinnit juotin alaspäin piirilevylle, siten että muovinen kauluri tuli kortin päälle.
Tässä on ideana se, että nastojen päälle tulee loppujen lopuksi itse suunniteltu, 3D-tulostettava ohjauspaneeli, jolle halusin varata mahdollisimman paljon tilaa. Tosin, nastojen pitkät päät sitten ulottuvat melko pitkälle piirilevyn alapuolelle. Niiden kanssa on pari vaihtoehtoa, joko lyhennän liittimet alapuolelta, tai käytän niitä ulkoisten peliohjaimien liittiminä.
Analogitatin johdottamiseen käytin pientä Adafruitin tekemää liitinpiirilevyä (breakout board), jossa on peukalotikun kaapelille sopiva liitin, ja reikäterminaalit johdoille. Jälkimmäisiin juotin kytkentäjohdot. Parista johdosta irrotin naarasliittimen muovisuojan ja yhteen paljastettuun liittimeen juotin haaroitusjohdon näytön virtajohdoksi.
Seuraavaksi oli vuorossa TFT SPI näytön kytkeminen. Koska olin juottanut Raspberry Pi Zeron liityntänastoihin siltaliittimen korttien toisiinsa kytkemistä varten, täytyi johdotus jatkaa GPIO-linjoista, jotka ovat Arcade Bonnet -kortissa. Kortin GPIO-linjat on kytketty Pi:n vastaaviin linjoihin. Näyttö vaatii 7 ohjauslinjan sekä jännite- että maajohdon kytkentää. Suurin piirtein Arcade Bonnetin laajennusliitinrivin keskeltä löytyvät kaikki tarvittavat ohjauslinjat SPI-tyyppiselle näytölle. Näytön jännitelinjan taso on 3V ja sen otin analogitikun jännitteellisestä liityntänastasta, käyttäen aiemmin väsäämääni haaroitusjohtoa. Lopuksi liitin näytön maalinjan Arcade Bonnet -kortin nurkassa olevaan vapaaseen GND-nastaan.
Viimeinen tarvittava juotostyö oli kaiuttimien liitin, joka tuli Arcade Bonnet-kortin mukana. Juotin sen sille varattuun paikkaan piirikortin etureunassa, siten että äänijohdot suuntautuvat kortin pintaa sisään päin.
Yllättävän kivuttomasti sujuneiden kolvaustöiden jälkeen oli aika kokeilla kokoonpanoa sähköisesti ja ohjelmallisesti RetroPie-SD-kortin avulla. Ennen testivideota, vedetään vielä lyhyesti yhteen Arcade Bonnet-kortille tarvitut liittimet ja niiden toteutus:
40-nastainen liitin Raspberry Pi:lle
40-pinninen naaraspuolinen 90 kulmaan juotettava liitin Arcade Bonnet-kortin päällispuolelle. Raspberry Pihin puoletaan 40-pinninen uroskulmaliitin nurjalle puolelle.
9 kpl johtoja TFT-näytölle
Ohjaussignaaleja varten 90 asteen kulman urosliitin Arcade Bonnet -kortin päällispuolelle, siten että liittimen nastat ovat samaan suuntaan Raspberry Pi:n liittimen nastojen kanssa. Suorat liitinpinnit VCC (jännite) ja GND(maa) johdoille. Maajohto Arcade Bonnet-kortin kulmasta, jännite analogitatin liitinpinnistä:
Arcade Bonnet nasta 24/GPIO nasta 24: Näytön signaalinasta DC/RS
Arcade Bonnet nasta 25/GPIO nasta 25: Näytön signaalinasta RESET
Arcade Bonnet nasta MO/GPIO nasta 10/MOSI: Näytön signaalinasta SDI/MOSI
Arcade Bonnet nasta MI/GPIO nasta 9/MISO: Näytön signaalinastaSDD/MISO
Arcade Bonnet nasta CLK/GPIO nasta 11/SCLK: Näytön signaalinasta SCK
Arcade Bonnet nasta C0/GPIO nasta 8/CE0: Näytön signaalinasta CS
Arcade Bonnet nasta C1/GPIO nasta 7/CE1: Näytön signaalinasta LED
Arcade Bonnet nasta ANALOG/3V: Näytön jännitenasta VCC (haaroitusjohdolla)
Arcade Bonnet nasta GND/Näytön maanasta GND
4 analogisen tattiohjaimen liitäntäjohtoa
Suorat urospinnit, mutta juotettuna ylösalaisin siten että muovinen kauluri Arcade Bonnet -piirilevyn yläpinnalla:
Arcade Bonnet nasta ANALOG/G: Adafruit liitäntäkortin nasta X-
Arcade Bonnet nasta ANALOG/Y: Adafruit liitäntäkortin nasta Y+
Arcade Bonnet nasta ANALOG/X: Adafruit liitäntäkortin nasta Y-
Arcade Bonnet nasta ANALOG/VCC: Adafruit liitäntäkortin nasta X+ (haaroitusjohdolla)
Analogitatin suunnat ja niitä vastaavat näppäimenpainallukset ovat määriteltävissä ohjelmallisesti.
4 digitaalista toimintopainiketta
Arcade Bonnet-kortilla on suuntapainikenastat L, R, U, D, ja G (Left, Right, Up, Down ja Ground) analogisen joystickin liitännän vieressä. Kortilla on myös kuusi erillistä valmiilla liittimellä varustettua painiketerminaalia, jotka on numeroitu 1A, 1B, 1C, 1D, 1E ja 1F. Käytin painiketerminaaleihin kytkettyjä painonappeja alustavissa savutesteissä. Pelikonsolikotelon tapauksessa aion käyttää suuntapainikenastoja kytkettyinä konsolin kontrollipaneelin oikean laidan neljään toimintopainikkeeseen.
Kaiutin
Kaiuttimen liitin juotettu Arcade Bonnet -kortin yläpuolelle etutreunaan, siten että kaiuttimen johdot suuntautuvat kortin sisään päin. Pieni 8 ohmin ja puolen watin kaiutin kytketty tähän liittimeen.
Savutestistä pelitestaukseen
Viritin komponentit työpöydälle, näytön juotostöissä käytetyn 'apukäden' pihteihin ja yhdistelin kortit ja komponentit toisiinsa liittimin ja johdoin. Netistä löytyvin ohjein asensin ensin Arcade Bonnet -kortin ja sitten 320x240 pikselin SPI-kytkentäisen näytön tarvitsemat ohjainohjelmat Raspberry Pi:n RetroPie-järjestelmäkortille. Muutaman uudelleenkäynnistyksen jälkeen sain ohjaimet reagoimaan ja näytön heräämään eloon.
Onnistuneen testikytkennän jälkeen käytin pari iltaa RetroPien ja siihen saatavan VICE-kuusnepaemulaattorin virittämiseksi Little Knight Arthur-pelille. Näiden säätöjen jälkeen olikin aika tehdä töiden tuloksista Youtube-demovideo:
Aika näppärästi toimi. Peli pyörii hyvin näinkin pienikokoisella tietokoneella ja ohjaaminen on kohtalaisen tunnokasta. Pikkunäytön ruudunpäivitystahdiksi sain 24-25 ruutua sekunnissa, mikä on pelille aivan riittävästi.
Säädin RetroPien käynnistymään suoraan peliin ja lisäsin aloituskuvan boottaus- ja pelinlatausvaiheisiin. Lisäksi konfiguroin yhden painikkeista sulkemaan pelin ja sammuttamaan RetroPien automaattisesti. Kaikki tämä vaati kasan pieniä säätöjä sinne tänne, sen lisäksi että itse pelin levykuva kopioidaan emulaattorin ROM-hakemistoon.
Komponentit osoittautuivat siis kaikki toimiviksi ja virittelyn jälkeen pelaamiseen kelvollisiksi. Lisäksi juotostyöt onnistuivat mainiosti uusilla työkaluilla ja asianmukaisilla tarvikkeilla. Myös pelin virittämien helppon taskupelimoodiin onnistui varsin hyvin, ainoastaan äänipuolella voi olla tarvetta pienelle lisäsäädölle, joilla päästä eroon pienistä silloin tällöin esiintyvistä äänitoiston nikotteluista.
Ohjelmistopuolen virittelyistä on tarkoitus tehdä erillinen postaus lähiaikoina. Sen jälkeen onkin aika jatkaa taskupelin kotelon ja erityisesti minikokoisen ohjauspaneelin 3D-suunnittelua.
---