Pi Arcade Cabinet 01

Hierbei handelt es sich um einen "Nachbau" eines 80er Jahre Videospieautomaten. Dabei wird als Hardware der Raspberry Pi 2 inkl. des Softwarepaketes Retropie verwendet, um die Emulation fast aller klassischen Konsolen in einem Gerät vereinen zu können. 

Die Form und Abmessungen des Gehäuses habe ich in Autocad gezeichnet, und dann 1:1 ausgedruckt. Die Ausdrucke hab ich dann als Schablonen genommen, und auf weißen 3mm starkem Hartschaumkunsstoffplatten die Eckpunkte der Konturen mit einem spitzen Werkzeug "durchgedrückt". 

Dann entsprechend den markierten Eckpunkten die Teile mit einem Cutermesser ausgeschnitten.

Die einzelnen Teile hab ich dann weiterbearbeitet, und u.a. die Bohrungen für die Schalter gesetzt...

... den Ausschnitt für den Bildschirm gebohrt, und dann geschnitten...

...um die schönen gerundeten Ecken zu erhalten.

Der Bildschirm sollte von hinten an der Blende befestigt werden, ohne das Schrauben, ö.ä. von vorne die Optik stören. Ich habe daher die untere Halterung durch 2 passgenaue Haken aus Forex geformt die dann an die Blende geklebt wurden. Bei der oberen Befestigung habe ich eine Mutter durch geformten Forex und Heißkleber mittig fixiert, so dass man dort dann eine Schraube mit einem Metalwinkel zur Halterung des Bildschirmes befestigen kann.

Als nächstes habe ich dann die einzelnen Teile mit Heißkleber von Innen miteinander verklebt.

Winkel, klammern, kleben und warten...

Da die im Bildschirm vorhanden Lautsprecher sehr minderwertig sind, beschloss ich zusätzlich noch Lautsprecher einzubauen. Ich wählte das abgebildete Modell. 

Um die Lautsprecher wie gewünscht einbauen zu können, musste ich diese zerlegen. Den Klapp bzw. Haltemechanismus zerteilte ich... 

... und nutze ihn als Befestigung für die Lautsprecher in meinem Gehäuse. Links und Rechts unter den seitlichen Löchern zu sehen.

Passend zur Form der Lautsprecher, bohrte ich links und rechts jeweils entsprechend große Löcher in das Gehäuse.

Für die diversen vorgesehenen Einstellmöglichkeiten installierte ich entsprechend Kippschalter und einen Drehpoti in der Bedienleiste.

Die Bedienleiste kann dann in das Gehäuse gesteckt werden und mittels einer Schraube von Innen fixiert werden. Das entsprechende Gegengewinde für die Schraube besteht aus einem Metallwinkel an dem einen entsprechende Mutter verklebt ist.

Hier habe ich das ganze noch mit Füßen ergänzt.

Da das verwendet Kunststoffmaterial doch sehr dünn ist, habe ich zusätzlich noch einige Versteifungen in Form von Querstegen eingeklebt. Auf dem Foto sieht man den Steg der auf dem Boden aufgeklebt ist, und verhindert das sich das Material dort durchbiegt. Desweiteren habe ich an der Rückseite einen Quersteg eingeklebt, welcher selbst nochmal innenseitig verstärkt ist, und so verhindert das sich die Seitenwände nach Innen biegen.

Für die USB-Anschlüsse der Controller habe ich einen USB-HUB zerlegt, und meinen Ansprüchen entsprechend umgebaut.

Diesen habe ich dann in der unteren Rückwand verklebt. Dort sind auch die Cinch Anschlüsse für die Ein,- und Ausgänge verbaut.

Das ganze sieht dann von hinten so aus.

Dann erfolgte die Verkabelung der einzelnen Komponenten, Schalter und Anschlüsse. Auf dem Foto ist die USB Elektronik, der Spannungswandler von 12V auf 5V, der Verstärker für die Lautsprecher, sowie der Raspberry Pi zu sehen.

Fertig aufgebaut und funktionierend sieht das ganze dann von vorne so aus.

... und so von hinten.

Hier das ganze noch mit einem Playstationspiel.... 

 

Als nächstes wird das ganze noch entsprechend einem Spielautomaten beklebt. Das Design dazu muss ich mir aber noch überlegen.

Wie sich im bisherigen Betrieb herausstellte, wird es recht warm im Inneren der Kiste. Aus diesem Grund habe ich oben auf der Rückseite noch 2 Lüftungsschlitze rein geschnitten, und diese dann von innen mit einem Drahtgitter eines alten Lautsprechers versehen. Auf dem Foto ist das Bearbeiten der Lautsprecherverblendung zu sehen. Unten links liegt die Schutzbrille, die natürlich bei derartigen Arbeiten Pflicht ist.  

Inzwischen habe ich noch folgende Erweiterung vorgesehen. Es sollen diverse LEDs verbaut werden, die dann dem ganzen etwas mehr Spielhallenflair verleihen. Die Steuerung erfolgt dabei über einen Arduino-Mikrocontroller. Um mit der begrenzten Anzahl von Ausgängen viele (in diesem Falls 16), LEDs zu steuern, muss man die Ausgänge vervielfachen. Ich habe mich in diesem Fall für das klassische Schieberegister entschieden. Auf dem Foto sieht man den Probeaufbau. Unten der Arduino, gekoppelt an die beiden Schieberegister (74HC595), darüber dann jeweils die daran gekoppelten LEDs.

Außerdem wird über dem Display noch eine 7 Segment - 8 Stellen - Anzeige eingebaut. Das hat dann was von den klassischen Flipperautomaten. Dort sollen dann nach dem Einschalten ein paar Texte mit Effekten durchlaufen. Außerdem soll dort dann auch Uhrzeit und Datum angezeigt werden. Ein entsprechendes Uhrenmodul ist bereits unterwegs. 

Die Einstellung der Lautstärke sollte ursprünglich über einen Drehpoti erfolgen. Ich habe mich jetzt jedoch für einen Drehimpulsgeber entschieden. Dieser ist mit dem Arduino gekoppelt, welcher wiederum einen digital steuerbaren Potentiometer ansteuert, über denn dann die Lautstärke gestellt wird. Auf dem Foto ist der Drehimpulsgeber im Testaufbau zu sehen.

Wird am Drehimpulsgeber gedreht, wird entsprechend die Anzeige der Laufschrift etc. unterbrochen, und es wird der aktuelle Lautstärkewert angezeigt. Lässt man den Regler dann los, schaltet die Software mach kurzer Zeit wieder in den Anzeigebetrieb zurück.

 

 

Während des Einschaltvorganges und des startens des Raspberry Pis, soll zusätzlich zu den Lichteffekten auch noch eine Melodie ertönen. Das ganze soll dann auch über den Arduino erfolgen. Zur Ausgabe des Sound nutze ich einfach einen alten Piezosummer aus einem alten Computer. Ist dafür völlig ausreichend, da die Töne nur einfache Rechtecksignal sind, und das ganze dann sowieso 8Bit- mässig klingen soll.

 

Bisher habe ich nur einzelne Komponenten getestet, und entsprechend auch den Code nur bis dahin fertiggestellt. Wenn die letzten bestellten Komponenten (Uhrenmodul, Digitalpoti) eintreffen, werde ich mich wieder melden. 

So, die fehlenden Teile sind inzwischen eingetroffen. Zum einen das DS3231-Uhrenmodul, und der MCP42100. Das Uhrenmodul versorgt den Arduino mit der aktuellen Zeit, auch dann wenn dieser ausgeschaltet ist. Das Uhrenmodul verfügt dazu über eine eigene Batterie bzw. einen Akku. Schaltet man das Cabinet ein, wird dann z.B. auch die aktuelle Zeit, das Datum, die gespielte Zeit in den Displays angezeigt. Die Anbindung bzw. Kommunikation zwischen Arduino und Uhrenmodul erfolgt via I2C-Bus. Der MCP42100 ist ein digitaler Potentiometer, der 2 unabhängige Potis beinhaltet. Das ist auch notwendig da die Lautstärkeregulierung ja für 2 Kanäle (links und rechts) notwendig ist. Die Anbindung bzw. Kommunikation mit dem Arduino erfolgt hierbei über den SPI-Bus.

Zur Veranschaulichung bzw. um zu sehen wie das ganze dann Final aussehen könnte, habe ich entsprechende Renderings angefertigt. Zum einen das Cabinet mit den eingebauten zusätzlichen LED Anzeigen.

Und hier noch ein Rendering wie das ganze schön Bunt aussehen könnte. Die "Bemalung" habe ich mit dem kostenlosen Vektrozeichenprogramm "Inkscape" angefertigt. Hat den Vorteil das man dann für einen entsprechenden Druck von z.B. Klebefolie, keine pixeligen Bilder als Oberfläche hat.

 

Ich werde mich wieder melden wenn die Elektronik zusammengebaut, und funktionsfähig ist.

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