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Basteln Sie sich einen Mini-Spielautomaten

18.06.2014 | 12:00 Uhr |

Spielen Sie gern Pong, und haben Sie etwas für Miniaturen übrig? Dann lesen Sie diesen Beitrag. Hartmut Wendt erklärt, wie Sie sich einen kleinen Arcade-Spielautomaten basteln können.

Hartmut Wendt hat bereits als Student eine Firma gegründet, um selbst entwickelte Shareware-Programme und Bausätze anzubieten. Er beschäftigt sich auch gern mit dem Bau von Miniatur-Spielkonsolen und -automaten. Hier beschreibt er eines seiner Projekte: den Duinocade.

Duinocade ist ein winziger Arcadeautomat (14 cm hoch) auf Basis des Gamebuino . Für alle die mit dem Begriff Gamebuino nichts anfangen können: Der Gamebuino ist eine Open-Source-Handheldkonsole, die kompatibel zum Arduino ist und auch genauso programmiert wird. Gamebuino nutzt als Bildschirm das Nokia 5110 LCD. Es gibt bereits einige Spiele für Gamebuino. Mit dem offiziellen Verkaufsstart des Gamebuino im Juli werden es dann hoffentlich bald mehr werden.

Als Gehäuse habe ich wieder einmal auf ein Gamedock von Arcadie zurückgegriffen. Dieses Mal verwende ich aber das deutlich kleinere (und auch billigere) Arcadie Dual für iPhone und iPod touch.

Die Elektronik wurde zunächst auf einer Lochrasterkarte aufgebaut. Später sollen noch eine "richtige" Leiterplatte und eventuell ein Bausatz folgen. Im Gegensatz zu meinen größeren Mini-Arcades, etwa für den Raspberry Pi, ist die komplette Elektronik im Schacht für das iPhone untergebracht. Bis auf eine Bohrung sind deshalb keine mechanischen Arbeiten notwendig. Es wurden zunächst nur die unbedingt notwendigen Teile der Elektronik (3,3-V-Netzteil, ATMEGA328-Controller, SD-Karte und LCD) auf der Lochrasterkarte realisiert. 

Und hier kommt die Bauanleitung:

Schritt 1: Benötigte Werkzeuge und Materialien

Werkzeuge:

  • Elektroniklötkolben / Lötstation

  • Elektronikseitenschneider

  • Flachzange

  • Einfache (Ständer-)Bohrmaschine

  • Laubsäge oder Dremel

Materialien:

  • 1x Arcadie Dual gamedock für iPhone

  • 1x einseitige Lochrasterplatte 160 x 100 mm

  • 1x ATMEL ATMEGA328P Mikrocontroller

  • 1x 16MHz Quarz

  • 2x 22pF Scheibenkondensator

  • 2x 100nF Scheibenkondensator

  • 1x 220uF/25V Elko

  • 1x 10uF/10V Elko

  • 1x 10K Widerstand

  • 1x 470 Widerstand

  • 1x BC547C Transistor

  • 1x Lcd Display Nokia5110

  • 1x Lautsprecher > 50 Ohm

  • 1x Microtaster für Printmontage 90° gewinkelt

  • 1x Spannungsregler MCP1702-3302E/TO

  • 1x (Wannen-)Stiftleiste 2x3 Rastermaß 2,54mm

  • 1x 8 poliges Flachbandkabel mit passendem Stecker und Wannenstiftleiste

  • Hohlspannungsbuchse

  • Lötzinn mit Flußmittelseele

  • Schaltdraht

  • Doppelseitiges Klebeband

  • Etikettenlöser-Spray

Schritt 2: Vorbereitung des Gehäuses

Zunächst muss das Gehäuse des Arcadie Gamedock zerlegt werden. Dazu werden die beiden seitlichen Schrauben (durch die Folie auf beiden Seiten verdeckt) freigelegt und entfernt.

Die hintere Schublade zur Aufnahme des iPhones kann nun entnommen werden. Eventuell mit einem Schraubenzieher seitlich aus der Verankerung hebeln. Das Kabel zwischen der Schublade und der Joystickeinheit kann man einfach kappen. Nun werden auch die Schrauben der Joystickeinheit entfernt und die Joystickeinheit entnommen.Die zuvor entfernte Schublade kann nun weiter zerlegt werden. Dazu werden die Schrauben gelöst und das Innenleben komplett entfernt.

Schublade zur Aufnahme des iPhones
Vergrößern Schublade zur Aufnahme des iPhones
© Hartmut Wendt

Achtung: Den roten Knopf + Gestänge an der Oberseite der Schublade, die beiden Halter zur Fixierung der Schublade im Gehäuse sowie alle Schrauben unbedingt aufheben!

Schritt 3: Entfernen der Aufkleber

Nun müssen alle Teile von den originalen Aufklebern befreit werden. Dazu empfehle ich die Verwendung eines handelsüblichen Etikettenlöser-Sprays. Ich benutze für diese Arbeiten einen Etikettenlöser auf Zitronensäurebasis, der den Kunststoff nicht angreift. Die Aufkleber zunächst satt einsprühen und 1 Minute einwirken lassen. Dann vorsichtig, ohne das Gehäuse zu beschädigen, mit einem Messer abziehen. Den Vorgang gegebenenfalls mehrfach pro Seite wiederholen, bis der Aufkleber vollständig entfernt wurde. Es empfiehlt sich, seitenweise vorzugehen und nicht das gesamte Gehäuse auf einmal zu behandeln. Zum Abschluss die Teile mit lauwarmem Wasser, Spülmittel und einem weichen Tuch reinigen.

Gehäuse, von den ursprünglichen Aufklebern befreit
Vergrößern Gehäuse, von den ursprünglichen Aufklebern befreit
© Hartmut Wendt

Schritt 4: Vorbereitung der Joystickeinheit

Die rückseitige untere Leiterplatte wird durch Lösen der beiden Schrauben demontiert. Anschließend werden unter Zuhilfenahme des Seitenschneiders und des Lötkolbens alle Kabel entfernt. Nun kann das Flachbandkabel mit Stecker an die entsprechenden Lötpunkte der Platine angeschlossen werden. Die Masse muss an der oberen Leiterplatte angeschlossen werden. Alle Lötpunkte auf der Leiterplatte sind entsprechend gekennzeichnet und müssen entsprechend dem Schaltplan verbunden werden.

Abschließend kann die untere Leiterplatte wieder montiert werden.

Vorbereitung der Joystickeinheit, Vorderseite
Vergrößern Vorbereitung der Joystickeinheit, Vorderseite
© Hartmut Wendt
Vorbereitung der Joystickeinheit, Rückseite
Vergrößern Vorbereitung der Joystickeinheit, Rückseite
© Hartmut Wendt

Schritt 5: Die eigentliche Elektronik

Zunächst wird aus der Lochrasterplatte ein passendes Stück mit einer Laubsäge, Dremel o.ä. herausgeschnitten. Die Platte muss genau in den Ausschnitt der Schublade passen, der eigentlich für die Aufnahme des iPhones gedacht war. Auf der Lochrasterplatte wird nun die Schaltung gemäß dem Schaltplan auf unserer Homepage realisiert.

Achtung: Vor der Verdrahtung das Display so positionieren, dass es später mittig im Gehäuse sitzt.

Schaltung auf der Lochrasterplatte
Vergrößern Schaltung auf der Lochrasterplatte
© Hartmut Wendt
Mikrocontroller nicht direkt verlöten
Vergrößern Mikrocontroller nicht direkt verlöten
© Hartmut Wendt

Es ist empfehlenswert den Mikrocontroller nicht direkt einzulöten, sondern eine entsprechende IC-Fassung zu benutzen. Nachdem alle Bauteile verdrahtet wurden, kann man probeweise ein entsprechendes Labornetzteil (5 – 10V DC) anschließen. Der Mikrocontroller sollte dabei noch nicht in die Fassung eingesetzt sein. Zunächst sollte man die Betriebsspannung kontrollieren, die durch den Längsregler MCP1702-3302E/TO auf 3,3 V stabilisiert wird. Anschließend setzt man den Mikrocontroller bei abgeschalteter Stromversorgung ein.

Zum Schluss wird der Controller mit dem Programm Pong.hex programmiert. Dazu sollte man einen AVR ISP MKII o.ä. Programmer und das AVRStudio ab Version 4 oder höher verwenden.

Mikrocontroller mit Pong.hex programmiert
Vergrößern Mikrocontroller mit Pong.hex programmiert
© Hartmut Wendt

Hinweis: Ein vorprogrammierter Mikrocontroller sowie auch eine vorbestückte Leiterplatte können demnächst in unserem Shop bestellt werden.

Schritt 6: Montage der Schublade

Nach erfolgreicher Inbetriebnahme der Elektronik setzt man die Schublade wieder zusammen. Zuvor muss aber noch im rückwärtigen Plastikteil ein Loch mit einem Durchmesser von 7 mm für die Hohlspannungsbuchse gebohrt werden - hier wird später das Steckernetzteil angeschlossen.

Schublade und Lochrasterplatte verbunden
Vergrößern Schublade und Lochrasterplatte verbunden
© Hartmut Wendt

Die Buchse wird danach mit 2 Anschlusskabeln versehen, an der Elektronik angelötet und dann mit Sekundenkleber über dem zuvor gebohrten Loch angeklebt.

Buchse mit 2 Anschlusskabeln
Vergrößern Buchse mit 2 Anschlusskabeln
© Hartmut Wendt
Schublade und Lochrasterplatte verbunden
Vergrößern Schublade und Lochrasterplatte verbunden
© Hartmut Wendt

Nun kann die Schublade geschlossen und mit den 4 Schrauben verschraubt werden. Achtung - vorher den in Schritt 2 erwähnten Knopf mit Gestänge und die beiden seitlichen Halter wieder einsetzen!

Jetzt wird die Leiterplatte mit doppelseitigem Klebeband auf der Schublade befestigt.

Da das Display etwas kleiner als der Durchbruch im Gehäuse ist, benötigen wir noch eine Abdeckung, die den Displayrahmen und die Leiterplatte verdeckt. Solch eine Abdeckung kann man sehr einfach aus schwarzer Pappe herstellen (siehe Bild) und vorsichtig mit Sekundenkleber oder doppelseitigem Klebeband auf dem Displayrahmen aufkleben.

Leiterplatte mit doppelseitigem Klebeband befestigen
Vergrößern Leiterplatte mit doppelseitigem Klebeband befestigen
© Hartmut Wendt

Schritt 7: Anbringen der Aufkleber

Auf der Webseite können Sie komplette Designs als PDF herunterladen. Mit einem Farbdrucker können diese Vorlagen auf handelsübliche Klebefolien gedruckt werden.

Vorlagen für Klebefolien
Vergrößern Vorlagen für Klebefolien
© Hartmut Wendt

Ein Tipp: So etwas erledigt jeder besser sortierte Copyshop für wenige Euro in besserer Qualität als Sie es mit dem heimischen Tintenstrahldrucker hinbekommen, und dort hat man meist auch gleich die passenden Klebefolien im Sortiment. Die Aufkleber werden dann mit einer scharfen Schere ausgeschnitten und anschließend auf dem Gehäusetorso angebracht.

Gehäuse bekleben
Vergrößern Gehäuse bekleben
© Hartmut Wendt

Schritt 8: Endmontage

Zunächst wird wieder die Joystickeinheit eingesetzt und verschraubt. Nun kann man die hintere Schublade mit dem Kabel der Joystickeinheit verbinden. Danach wird die Schublade wieder in das Gehäuse eingesetzt. Die beiden seitlichen Schrauben werden nicht mehr benötigt, da die Schublade auch ohne diese Schrauben im Gehäuse ausreichend fixiert ist und dann bei Bedarf auch wieder entnommen werden kann.

Der fertige Spielautomat
Vergrößern Der fertige Spielautomat
© Hartmut Wendt

Den Schaltplan der Lochraster-Version sowie die Vorlagen zum Bekleben des Gehäuses finden Sie unter www.hwhardsoft.de/deutsch/projekte/duinocade

Hinweis für alle Bastler:

Wenn auch Sie ein kreatives Projekt entwickelt haben, schreiben Sie uns. Wir würden Ihre Konstruktionen, nützlich oder einfach nur schräg, gern im neuen PC-WELT-Hacks-Bereich auf www.pcwelt.de vorstellen. Schreiben Sie an Birgit Götz - bgoetz@pcwelt.de.

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