Projeto

Montar um videogame portátil com o formato de um gameboy advance utilizando um Raspberry Pi Zero 2W.

Componentes

• Raspberry Pi Zero 2W
• Gameboy Advance Case
• Bateria de lítio (1000mAh 3.7v)
• Botão de ligar/desligar (power switch)
• Módulo de carregamento de bateria (5v)
• Entrada USB tipo C
• Tela LCD TFT 2.8'' (240x320)
• Alto falante
• Amplificador de alto falante I²S
• Conector de fone de ouvido

Circuito

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Configurações

Sistema operacional

O sistema operacional usado será o retropie. Siga a instalação normalmente com base no tutorial disponibilizado pelo site.

Configuração de tela LCD

• Driver para tela LCD (ILI9341)

Adicione a configuração de tela no arquivo /boot/config.txt:

-hdmi_group=2
+hdmi_group=2
+hdmi_mode=87
+hdmi_cvt=320 240 60 1 0 0 0 # Configuração para tela 320x240
+hdmi_force_hotplug=1

-dtparam=i2c_arm=on
+#dtparam=i2c_arm=on
-dtparam=i2s_arm=on
+#dtparam=i2s_arm=on
-dtparam=spi=on
+#dtparam=spi=on

Instalação do driver:

Warning

Nesse exemplo GPIO5 e GPIO6 serão usados para comunicação com a tela LCD. Mude o número dos gpio se a sua configuração for diferente.

# Instalação
sudo apt install cmake
cd ~
git clone https://github.com/juj/fbcp-ili9341.git
cd fbcp-ili9341
mkdir build
cd build
cmake -DILI9341=ON -DGPIO_TFT_DATA_CONTROL=5 -DGPIO_TFT_RESET_PIN=6 -DSPI_BUS_CLOCK_DIVISOR=6 -DSTATISTICS=0 -USE_DMA_TRANSFERS=ON ..
make -j

# Teste a tela
sudo ./fbcp-ili9341

Para deixar a tela sempre ligada, adicione a seguinte linha no /etc/rc.local:

# Inicializar driver de tela
sudo /home/pi/fbcp-ili9341/build/fbcp-ili9341 &

Configuração de áudio

Adicione a configuração de inicialização de áudio no arquivo /boot/config.txt:

-dtparam=audio=on
+#dtparam=audio=on
+dtoverlay=hifiberry-dac
+dtoverlay=i2s-mmap

Crie o arquivo /etc/asound.conf com a configuração do driver de áudio:

pcm.hifiberry {
	type hw card 0
}

pcm.dmixer {
	type dmix
	ipc_key 1024
	ipc_perm 0666
	slave {
		pcm "hifiberry"
		period_time 0
		period_size 1024
		buffer_size 8192
		rate 44100
		channels 2
	}
}

ctl.dmixer {
	type hw card 0
}

pcm.softvol {
	type softvol
	slave.pcm "dmixer"
	control.name "PCM"
	control.card 0
}

ctl.softvol {
	type hw card 0
}

pcm.!default {
	type plug
	slave.pcm "softvol"
}

Teste o áudio com o comando:

speaker-test -c2 --test=wav -w /usr/share/sounds/alsa/Front_Center.wav

Configurações de áudio no sistema RetroPie:

• Audio card: DEFAULT
• Audio device: PCM
• OMX player audio device: BOTH

Configuração de controle

• Driver para configuração de controles (GPIOnext)

Usando o comando gpio config é possível configurar os botões do controle. Segue lista de botões disponíveis de acordo com o circuito:

• Dpad UP (pin 5)
• Dpad DOWN (pin 8)
• Dpad LEFT (pin 3)
• Dpad RIGHT (pin 10)
• Start (pin 13)
• Select (pin 15)
• A (pin 36)
• B (pin 37)
• Left Trigger 1 (pin 11)
• Right Trigger 1 (pin 33)

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Configurações avançadas

Controle de áudio

Para configuração de áudio, devemos criar dois comandos no GPIOnext com gpionext config:

Aumentar vôlume:

/usr/bin/amixer -q -c 0 sset PCM 5%+

Diminuir vôlume:

/usr/bin/amixer -q -c 0 sset PCM 5%-

Nesse exemplo, os botões para as ações serão:

• Select (pin 15) + RIGHT (pin 10): Aumentar volume
• Select (pin 15) + LEFT (pin 3): Diminuir volume

Controle de brilho de tela

Se a tela tem a opção de controle de brilho (backlight) é possível configurar um GPIO para:

• Durante iniciação de sistema ligar brilho
• Durante desligamento de sistema desligar o brilho
• Diminuir brilho em caso de inatividade

Warning

Nesse exemplo serão usados para ajuste de brilho da tela LCD o GPIO12. Mude o número do gpio se a sua configuração for diferente.

1. Instale a biblioteca WiringPi:

# Instalação da biblioteca
cd ~
git clone https://github.com/WiringPi/WiringPi.git
cd WiringPi
sudo ./build

# Teste da biblioteca
gpio -v

2. Crie o script de ajuste de brilho:

O caminho será home/pi/scripts/screen.py e o conteúdo deve ser o mesmo do arquivo extras/screen.py

3. Adicione o arquivo que salvará o valor de brilho no sistema:

echo "1024" > /home/pi/scripts/screen.log

4. Ajuste o arquivo de /etc/rc.local para inicializar as configurações de brilho:

# Inicializar driver de tela
sudo /home/pi/fbcp-ili9341/build/fbcp-ili9341 &

+#Inicializar brilho de tela
+python3 /home/pi/scripts/screen.py -q init

5. Adicione os comandos de ajuste de brilho no GPIOnext:

gpionext config

Aumentar brilho:

python3 /home/pi/scripts/screen.py -q increment

Diminuir brilho:

python3 /home/pi/scripts/screen.py -q decrement

Nesse exemplo, os botões para as ações serão:

• Select (pin 15) + UP (pin 5): Aumentar brilho
• Select (pin 15) + DOWN (pin 8): Diminuir brilho

6. (OPCIONAL) Adicione as seguintes linhas no arquivo /boot/config.txt desligar o brilho de tela ao desligar o console:

# Setup backlight control pin to output mode with LOW value
dtoverlay=gpio-poweroff,active_low,gpiopin=12,timeout_ms=100
gpio=12=op,dl,pn

É possível que os comandos já estejam mapeados para outra ação no retroach, se for o caso, edite o comando conflitante no arquivo /opt/retropie/configs/all/retroarch-joypads/GPIOnext Joypad 1.cfg

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Metas

Etapas para finalização do projeto:

• Configuração de tela LCD
• Configuração de energia
  • Conectar entrada USB para carregamento de bateria
  • Conectar botão de ligar/desligar
  • Conectar bateria de lítio ao circuito
• Configuração de som
  • Habilitar som do alto falante
  • Habilitar som do conector de fone
  • Configurar troca de fonte de som de acordo com fone conectado
  • Configurar controle de volume
• Configuração dos controles
  • Criar circuito dos botões e Dpad
  • Configurar controle de som
  • Configurar controle de brilho

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Referências

• Game Boy Zero
• DIY Raspi Zero Inside a GBA
• Raspberry Pi Pinout