用树莓派Zero 2W和纸板做一个便携式复古游戏机

在这篇教程中，我们将用到树莓派Zero 2W、3.5英寸TFT显示屏和其他非常容易获得的材料，打造一个紧凑便携的游戏机，重温旧时的回忆。

你将学到的内容

• 如何在树莓派Zero 2W上设置和配置RetroPie OS
• 使用GPIO引脚连接和配置3.5英寸TFT显示屏
• 集成触觉开关和按钮进行游戏控制
• 使用摇杆模块作为D-pad并进行模拟到数字的转换
• 使用日常材料制作坚固的机身

所需材料

电子元件：

• 树莓派Zero 2W
• 3.5英寸TFT显示屏
• 触觉开关
• 按钮
• 摇杆模块
• ESP32 C3微控制器
• 跳线

制作材料：

• 纸板
• 旧报纸
• 胶水
• 水（用于制作胶水混合物）

电源和连接：

• 移动电源（为游戏机供电）
• USB线（连接外设）
• 蓝牙音响或耳机（用于音频输出）

软件：

• RetroPie OS（从RetroPie网站下载）

工具：

• 烙铁
• 面包板（用于原型制作）
• 工具刀（用于裁剪纸板）
• 剪刀

步骤1：设置RetroPie OS

首先，使用树莓派Imager在microSD卡上安装RetroPie。步骤如下：

1. 下载并安装树莓派Imager：从官方树莓派网站下载并安装树莓派Imager。
2. 选择RetroPie OS：将microSD卡插入电脑并启动树莓派Imager，选择“CHOOSE OS”，导航到“Emulation and game OS”部分，并选择“RetroPie”。选择与树莓派Zero 2W兼容的版本。
3. 写入镜像：选择RetroPie后，选择microSD卡作为存储设备并点击“WRITE”。工具将下载并安装RetroPie到microSD卡上。

安装完成后，将microSD卡插入树莓派Zero 2W并启动。RetroPie启动后，准备配置系统为我们的便携式游戏机。

步骤2：设置3.5英寸TFT LCD‍

要在RetroPie上设置3.5英寸TFT LCD，需要通过终端安装必要的驱动程序。步骤如下：

1. 在RetroPie中按F4进入终端。输入 git clone https://github.com/goodtft/LCD-show.git 下载LCD驱动。
2. 下载完成后，输入 cd LCD-show/ 进入下载目录。找到适用于不同TFT显示屏型号的安装脚本。
3. 运行适用于我们的LCD35型号的脚本，输入 sudo ./LCD35-show 并按回车。
4. 按照屏幕提示完成安装过程，安装完成后系统会提示重启树莓派。

重启后，RetroPie自动检测并配置TFT显示屏。我们可以通过连接的外设测试显示屏，确保其工作正常。

步骤3：设置控制

最初，作者使用触觉开关测试控制。最后换成了按钮以获得更好的便利性和耐用性。但由于D-pad按钮短缺，使用了一个摇杆模块。由于树莓派不支持通过GPIO引脚读取模拟数据，作者用了ESP32 C3作为模拟到数字转换器。

首先，校准摇杆模块以确保输入准确。将摇杆模块连接到ESP32 C3微控制器，然后将C3接口连接到树莓派。这个设置使摇杆可以作为D-pad使用，提供精确的游戏控制。

步骤4：测试D-pad模块

设置摇杆模块后，需要测试其功能。在将其集成到最终构建之前，将摇杆模块和ESP32 C3连接到树莓派。启动RetroPie中的游戏，测试方向输入，确保每个移动都对应游戏控制。根据需要调整校准，直到摇杆模块完美工作。

步骤5：在面包板上测试完整电路

在将组件组装到最终外壳之前，可以先在面包板上测试整个电路。将树莓派、3.5英寸TFT LCD、按钮、摇杆模块和ESP32C3微控制器连接到面包板。启动树莓派，验证所有组件是否正常工作，确保显示屏显示RetroPie界面，按钮响应准确，摇杆模块作为D-pad工作。这一步对识别和解决问题至关重要。

步骤6：制作外壳

为了制作便携游戏机的外壳，项目使用了纸板并用胶水和旧报纸加固。先裁剪纸板到适合所有组件的形状和大小。混合胶水和水制成糊状物，然后涂抹在纸板上，并覆盖多层报纸。这种技术加强了纸板，使其足够坚固以保护组件。胶水干燥后，纸板变得坚固，然后将电路直接组装到纸板上。确保所有组件，包括树莓派、显示屏、按钮和摇杆，都牢固地固定在外壳上。这个方法可以为我们的便携游戏机提供了一个简单而有效的外壳。

步骤7：最终产品

外壳制作完成后，通过固定所有组件来组装最终产品。虽然集成内置锂电池是理想的选择，但作者最初使用了移动电源为游戏机供电。这个设置功能齐全且方便，可以享受游戏而不必担心内部电源电量问题。

测试最终产品时，通过USB线将移动电源连接到树莓派并启动游戏机。移动电源的容量足以提供足够的游戏时间。作者玩了各种NES和GBA游戏，包括《口袋妖怪绿宝石》、《龙珠Z》、《超级马里奥》、《魂斗罗》、《Zippy Race》和《大金刚》。游戏机表现良好，游戏过程流畅且响应迅速。