iNap Malinka, nadajnik radiowy na bazie RetroPie!

[Leoneq]

Każdy dobry projekt potrzebuje równie dobrego interfejsu. I dopóki są to projekty stacjonarne, nie ma z tym większego problemu - autor może spokojnie napisać ładne GUI, aby z poziomu komputera mieć dostęp do wszystkiego. Problem się pojawia przy projektach mobilnych: wszelakiego rodzaju robotach, pojazdach, a nawet sieciach małych stacji (np. pogodowych). Do takich projektów można zrobić specjalne oprogramowanie na komputerze - a nawet przepisać je na telefon. Co jednak, gdy wzięcie dużego laptopa nie wchodzi w grę, albo nie połączymy się z urządzeniem po Wifi? Aby zaspokoić tą potrzebę, zaprojektowałem uniwersalny nadajnik RC o nazwie "Malinka":

Normalnie nazywam to urządzenie konsolką, z racji tego, że poza kształtem - oprogramowanie pozwala na odpalanie emulatorów, portów, i przede wszystkim własnych aplikacji. Formalnie myślę że można to nazwać "mobilnym interfejsem HMI" - ponieważ nadajnik pozwala połączyć się z urządzeniem poprzez Bluetooth, Wifi, i radio NRF24L01. Dane możemy wprowadzać zarówno przez przyciski i analogowe joysticki, jak i przez ekran dotykowy. Całością steruje Raspberry Pi Zero 2W, z systemem RetroPie. Prostota i uniwersalność tego nadajnika sprawia że to nie jest projekt zrobiony dla projektu, a normalne narzędzie które można dostosować do praktycznie każdej platformy. 

Dlaczego Malinka się wyróżnia na tle podobnych projektów?

• urządzenie jest małe i kompaktowe, 160x70x12mm (bez anteny i joysticków)
• pojemnościowy (!) dotykowy wyświetlacz 3.5" 480x320px
• tylko 2 zewnętrzne układy scalone; bez dodatkowych mikrokontrolerów
• głośniki stereo na PAM8403, z wyjściem słuchawkowym
• dwa joysticki z 10 bitowym przetwornikiem MCP3008
• bateria 1500mAh
• moduł NRF24L01 posiada układy PA+LNA (no i oczywiście zewnętrzną antenę!)
• Micro HDMI, Micro USB dla użytkownika, USB-C do ładowania

Aplikacje można napisać z użyciem swoich ulubionych bibliotek, w swoim ulubionym języku -  chociaż polecam bibliotekę RF24 do radia (działa zarówno na RPi i Arduino) oraz LVGL (prosta, lekka, przejrzysta, no i ładnie wygląda). Sterownik przycisków napisałem w C, łącznie z nakładką pokazującą stan baterii, poziom dźwięku, i godzinę.

Wyświetlacz oparty o ILI9488 działa na interfejsie SPI wraz z specjalnym sterownikiem, dzięki czemu obraz jest zaskakująco (jak na taki sprzęt) płynny. Układ od dotyku to FT6236, komunikujący się z Raspberry przez I2C. Wszystkie przyciski (poza systemowym) są połączone bezpośrednio do GPIO Raspberry, z czego D-PAD oraz ABXY używają gumek z konsoli Nintendo Switch (same joysticki także są z tej konsoli, dzięki czemu koszt tych elementów jest dość mały). Konsolkę się ładuje przez port USB-C, odpowiada za to stary i dobry układ TP4056. Co do dźwięku, jest on generowany przez samo Raspberry dzięki PWM, który potem jest "filtrowany do postaci analogowej" i trafia na słuchawki. Jeżeli nic nie jest wpięte w port jack - dźwięk trafia na wzmacniacz PAM8403.

Płytki zamówiłem na JLCPCB, polutowałem samemu (bo montaż oj drogi), obudowę wydrukowałem z PLA (chociaż tutaj bardzo polecam ABS lub PET-G), do montażu wymagane są średnio-zaawansowane umiejętności lutowania. Koszt całego urządzenia mieści się w jak pamiętam 400zł, a można pominąć niektóre sekcje aby obniżyć koszt jeszcze bardziej!

Niestety, projekt chciałem skończyć w wakacje, a nie zdążyłem nakręcić żadnych filmów z działania. Chciałbym przede wszystkim sprawdzić zasięg przy różnych antenach (wbudowanej, krótkiej GSM, długiej od routera), oraz nagrać film z grania i sterowania jakiegoś urządzenia. 

Całą konsolkę udostępniam na licencji CC BY-NC-SA 4.0, wraz z poradnikami i dokumentacją w oficjalnym repozytorium! Malinkę można znaleźć również na:

• OSHWLab dla schematów i płytki PCB

• GitHubie dla wiki i dokumentacji

• Hackaday i Hacksterio dla zabawy

• Instructables dla instrukcji montażu

• Printables dla modeli 3D

Jeżeli pomogłem i chciałbyś/chciałabyś pomóc przy tworzeniu nowego projektu, możesz wspomóc mnie na ko-fi! https://ko-fi.com/leoneq

Edytowano Sierpień 29, 2022 przez Leoneq

[Treker (Damian Szymański)]

@Leoneq gratuluje ciekawego i estetycznego projektu  Dzięki za opis!

11 godzin temu, Leoneq napisał:

//do administratora: czy umieszczenie linku do kofi złamałoby regulamin?

Nie, śmiało możesz dodać taki link. Nie mam nic przeciwko i nie łamie to regulaminu (do momentu, gdy ktoś nie zacznie robić to zbyt nachalnie) 

[ethanak]

Fajne i niewątpliwie przydatne, ale jedną rzecz bym zmienił.

Z doświadczenia wiem, że jakich filtrów bym nie użył słuchając tego co wychodzi z wyjścia audio PWM można przy odrobinie wprawy określić jaki program się wykonuje Proponowałbym użycie jakiegokolwiek przetwornika I2S (ładnie działają na Zero 2 W).

Np. dwa układy MAX98357A mogą wysterować zarówno słuchawki, jak i małe wewnętrzne głośniki...

 

[Leoneq]

Miałem to w planach, jednakże używam SPI0 do wyświetlacza i SPI1 do MCP oraz samego NRFa. Nie mogę mieć SPI1 i I2S naraz, no chyba że faktycznie bym zastosował zewnętrzny mikrokontroler i na niego przeniósł część rzeczy. Lista rzeczy które wprowadziłem/próbowałem wprowadzić jest tutaj.

Edytowano Sierpień 29, 2022 przez Leoneq

[ethanak]

10 minut temu, Leoneq napisał:

chyba że faktycznie bym zastosował zewnętrzny mikrokontroler i na niego przeniósł część rzeczy

Też dobry pomysł. Jeśli się zmieści jakiś ESP to przy okazji można mieć esp-now (ja mam tak u siebie w domowej centralce, ESP8266 gada z małym wyświetlaczem, klawiaturą, czujnikiem odległości i czujnikiem temperatury/ciśnienia, a RPi zajmuje się bardziej poważnymi rzeczami, komunikacja po serialu).

[Leoneq]

Większość handheldów tego typu (czyli domowych konsolek) składa się z właśnie z Raspberry, i Arduino Leonardo lub Teensy jako sterownika joysticka. Jest to moim zdaniem trochę nieprofesjonalne rozwiązanie, bo konsole tego typu łączą się wtedy przez DSI, więc samych pinów GPIO malina ma zajęte kilka (pomijając że taka konsola to już by było robienie projektu dla projektu, bo kto by grał na klocku wielkości switcha i grubości cala)

Konsolka Null2 jest jednym z tych dobrych projektów, a ktoś mi nawet pokazał klona Switcha w wersji na CM4. Są to fajne projekty, lecz mój projekt zakładał to że będzie tani, części będą łatwo dostępne (nie licząc raspberry) i będzie to uproszczone jak tylko się da. A przede wszystkim - będzie możliwy do zrobienia przez takich kolegów z technikum, którzy mikrokontrolery widzieli tylko na pokazach z PWr. Dodatkowy mikrokontroler to nie dość że dodatkowy koszt to jeszcze programator trzeba ogarniać, a potem mi nie chce sie wgrać... pomijając że żeby spełnić założenie o tym żeby nawet koledzy mogli to zmontować, raczej nie użyłbym stma ani esp tylko atmegi, no bo arduino. 

Z drugiej strony, samo ESP32 spokojnie by uciągnęło LVGL z wyświetlaczem, radio i inne takie rzeczy. Możliwe nawet że zrobię takie coś, ale na pewno nie teraz bo szkoła pojutrze  

[ethanak]

3 minuty temu, Leoneq napisał:

nie użyłbym stma ani esp tylko atmegi, no bo arduino

Czyżby coś się stało z projektem Arduino ESP32? O ile wiem ma się całkiem nieźle...

4 minuty temu, Leoneq napisał:

Dodatkowy mikrokontroler to nie dość że dodatkowy koszt to jeszcze programator trzeba ogarniać

Hm... w moim przypadku to dodatkowe dwa piny podpięte do malinki, ale ja się tam nie znam... może faktycznie trzeba programatora... A ESP8266 to kilkanaście PLN, ESP32 coś ponad dwie dychy. Porównując z kosztem np. samego wyświetlacza (nie mówiąc już o RPi) to raczej mało znaczący wydatek.

 

[Leoneq]

faktycznie, nie pomyślałem że samo rpi też może programować. Zobaczymy czy faktycznie będę coś jeszcze z projektem robił..

[Leoneq]

https://www.tomshardware.com/news/raspberry-pi-handheld-radio-gaming-controller

[Treker (Damian Szymański)]

@Leoneq super, gratulacje!

[Leoneq]

 

[ethanak]

Właśnie dostałem na newsletterze z instructables

[smifos]

Ogólnie jestem nowy, ale pytanie czy temat iNap Malinka umarło rozwijanie ? w  sumie to pytanie do twórcy :]

[Leoneq]

Jak na razie to twórca ledwie wyrabia w szkole

(w wakacje powinny wyjść jakieś aktualizacje)

[smifos]

A więc Czekamy :] w między czasie można zacząć kompletować części.