raspberry pi handfesta leikjasett

Hvernig virka Raspberry Pi handfesta leikjasett?

Raspberry Pi handfesta leikjasett virka með því að sameina eina-borðtölvu með skjá, líkamlegum stjórntækjum og rafhlöðukerfi, allt samræmt með hermihugbúnaði sem þýðir klassískan leikkóða yfir í keyranlegar leiðbeiningar. Raspberry Pi virkar sem miðlægur örgjörvi og keyrir sérhæfð stýrikerfi eins og RetroPie eða Recalbox sem innihalda marga herma fyrir mismunandi leikjatölvur.

Þessi kerfi treysta á þrjú samtengd lög: vélbúnaðarsamþættingu sem tengir íhluti líkamlega í gegnum GPIO pinna og samskiptareglur, hugbúnaðarhermi sem líkir eftir vintage leikjavélbúnaðarhegðun og orkustýringu sem stjórnar rafhlöðuframleiðslu til að viðhalda stöðugri spennu fyrir alla íhluti.

Kjarna vélbúnaðararkitektúrinn

Grunnurinn að öllum Raspberry Pi lófatölvum er ein-borðstölvan sjálf. Flestir smiðirnir velja á milli Pi Zero 2 W fyrir ofur-lítið smíði eða Pi 4 fyrir krefjandi eftirlíkingu. Pi Zero 2 W dregur um það bil 500-800mA meðan á virkum leikjum stendur, en Pi 4 getur neytt allt að 1,5A undir fullu álagi þegar hann líkir eftir flóknari kerfum eins og Nintendo 64 eða PlayStation 1.

Val á íhlutum skapar röð tæknilegra ákvarðana. 3,5 tommu 640x480 skjár krefst annarra GPIO pinna stillinga en 5 tommu HDMI skjár. Hið fyrra tengist venjulega í gegnum SPI (Serial Peripheral Interface) með því að nota pinna eins og GPIO 25 fyrir gagna-/skipunarval og GPIO 8 fyrir flísaval, sem eyðir 200-300mA. HDMI skjáir tengjast í gegnum sérstaka myndbandstengi en þurfa sína eigin rafrás, oft draga 400-500mA til viðbótar frá rafhlöðukerfinu.

Líkamleg stjórntæki tengjast beint við GPIO pinna sem eru stilltir sem inntak með innri uppdráttarviðnám-upp. Þegar hnappur ýtir á jörðu pinnana, skynjar hugbúnaðarlagið ástandsbreytinguna. Staðlað stjórnkerfi krefst 12 GPIO pinna að lágmarki: fjórir fyrir stefnupúða (upp, niður, vinstri, hægri), fjórir fyrir aðgerðahnappa (A, B, X, Y), tveir fyrir axlarhnappa (L, R) og tveir fyrir kerfisstýringar (Start, Select). Háþróaðir smiðirnir innleiða multiplexingu til að draga úr pinnafjölda, með því að nota vaktaskrár eða I2C stækkunartæki sem leyfa 16+ inntak í gegnum aðeins 3-4 pinna.

Skjárviðmótið ákvarðar byggingarflókið verulega. SPI skjáir krefjast handvirkrar uppsetningar og breytinga á stillingarskrám, tilgreina færibreytur eins og snúningshorn, hressingarhraða og kvörðun snertiyfirlags. DSI (Display Serial Interface) tengingar á opinberum Raspberry Pi skjám greina sjálfkrafa- í gegnum Device Tree yfirborð, sem einfaldar uppsetningu hugbúnaðar en krefst nákvæmra tenginga á borði snúru sem eru viðkvæmar við samsetningu.

Rafkerfisverkfræði

Rafhlöðustjórnun skilur að virka byggingar frá eldhættu. Lithium fjölliða frumur gefa frá sér 3,7V nafnspennu en sveiflast á milli 4,2V fullhlaðnar og 3,0V tæmdar. Raspberry Pi krefst stöðugs 5V við nægilegt straumstyrk, sem krefst boost converter hringrás.

Vinsælar lausnir eru Adafruit PowerBoost 1000C, sem tekur við 3,7V LiPo inntak og veitir stjórnað 5V úttak allt að 1A samfellt, með 2A hámarksgetu. Afköst umbreytinga eru á bilinu 80-92% eftir álagi, sem þýðir að 2500mAh rafhlaða skilar ekki 2500mAh af nothæfu afli - búast við nær 2000-2200mAh eftir tap á umbreytingum.

Mikilvægar öryggiseiginleikar koma í veg fyrir skelfilegar bilanir. TP4056 hleðslustjórnunarkerfi sjá um hleðslu litíum rafhlöðu, takmarka straum við 1C (1000mA fyrir 1000mAh frumu) og enda við 4,2V til að koma í veg fyrir ofhleðslu. Verndarrásir fylgjast með of-afhleðslu (skera afl undir 2,8-3,0V), skammhlaupum og ofhitaskilyrðum. Byggingar sem skortir þessa vörn hætta á hitauppstreymi, þar sem innra viðnám myndar hita sem flýtir fyrir efnahvörfum, sem gæti valdið eldi.

Útreikningar á rafhlöðutíma sýna raunveruleika orkukostnaðar. Pi Zero 2 W kerfi með 3,5 tommu SPI skjá og magnað hljóð dregur samtals um 750mA. Með 4000mAh rafhlöðu og 85% umbreytingarnýtni nær fræðilegur keyrslutími 4,5 klukkustundir, en ákafur spilun skilar venjulega 3-3,5 klukkustundum vegna breytilegs álags örgjörva og birtustigs skjásins.

Ítarleg orkustjórnun felur í sér GPIO-vöktun. Með því að tengja viðvörunarpinna PowerBoost við GPIO 15 við GPIO 15 getur hugbúnaður greint spennufall undir 3,2V, sem kemur af stað þokkafullum stöðvunarvenjum sem koma í veg fyrir spillingu á SD-korti. Sumar smíðir innleiða rafgeyma eldsneytismælis IC eins og MAX17048 sem hafa samskipti í gegnum I2C, sem veita nákvæma-hleðsluprósentu- frekar en einföld spennumörk.

Hugbúnaðarhermi aflfræði

RetroPie þjónar sem ríkjandi hugbúnaðarvettvangur, byggður ofan á Raspberry Pi OS með EmulationStation sem veitir grafíska framenda. Kerfisarkitektúrinn samanstendur af þremur lögum: Linux kjarnanum sem stjórnar vélbúnaðarútdrætti, RetroArch sem virkar sem hermirammi með stöðluðum stjórnanda API, og einstökum libretro kjarna sem framkvæma leikjatölvu-sérstaka hermir.

Þegar þú setur leik af stað sendir EmulationStation ROM skráarslóðina til RetroArch, sem hleður viðeigandi kjarna-til dæmis Snes9x fyrir Super Nintendo leiki. Hermirinn les ROM tvöfaldur gögnin og túlkar örgjörvaleiðbeiningar upprunalegu leikjatölvunnar. Fyrir Ricoh 5A22 örgjörva SNES sem keyrir á 3,58MHz, veita nútíma Raspberry Pi örgjörvar sem starfa á 1-1,8GHz yfir 400x hráan klukkuhraða, en nákvæm eftirlíking krefst nákvæmni á hringrásarstigi sem eyðir verulegu vinnsluafli.

Rammahraði ákvarðar sléttleika leiksins. Upprunalegar leikjatölvur gefa út á föstum hressingarhraða - 60Hz fyrir NTSC kerfi, 50Hz fyrir PAL. Myndrekla RetroArch samstillir hermihraða við endurnýjunarhraða skjásins þíns, sleppir eða afritar ramma þegar misræmi tímasetningar á sér stað. Hljóðleynd stafar af biðminni: Minni biðminni (64-128 sýni) draga úr töfum en hætta á að bresta á hægari vélbúnaði, en stærri biðminni (256-512 sýni) tryggja slétt hljóð á kostnað 20-40ms inntaks seinkun.

Mismunandi keppinautar krefjast gríðarlega mismunandi auðlinda. 8-bitakerfis eins og NES og Game Boy keyra áreynslulaust á Pi Zero og eyða 15-25% örgjörva. Super Nintendo eftirlíking krefst 40-60% á Pi Zero 2 W, en PlayStation 1 þarf 70-85%. Nintendo 64 eftirlíking er enn erfið, jafnvel á Pi 4, þar sem margir titlar sýna rammafall og grafískar galla þrátt fyrir yfirburða forskriftir Pi, vegna þess að nákvæm eftirlíking á N64 MIPS R4300i CPU og Reality Coprocessor krefst nákvæmrar tímasetningar sem hugbúnaðartúlkun á erfitt með að ná.

Stilling fer fram í gegnum retroarch.cfg og kerfis-sértækar skrár. Myndskeiðsstillingar stjórna upplausnarskala-punktasýni fyrir pixla-fullkomna áreiðanleika á móti tvílínulegri síun fyrir sléttleika. Shaders beita rauntíma sjónrænum áhrifum, líkja eftir CRT skannalínum eða handfestum LCD fylkjum, en hvert skyggingarlag eyðir GPU auðlindum. Endursampunargæði hljóðs hafa áhrif á bæði hljóðstyrkleika og vinnslukostnað.

Inntakskortlagning þýðir að ýtt er á líkamlega hnappa yfir í sýndarstýringarmerki. RetroPie notar tveggja-flokka kerfi: EmulationStation kortleggur efnisleg inntak fyrir valmyndaleiðsögn, en RetroArch sér um-leikstýringar. GPIO-stýringar nota hugbúnað eins og GPIONext sem býr til sýndarspilaborðstæki á kjarnastigi, sem virðist eins og USB stýringar frá sjónarhóli keppinautarins.

Skjár og hljóð samþætting

Skjátækni mótar notendaupplifunina í grundvallaratriðum. SPI skjáir hafa samband í röð og flytja pixlagögn einn bita í einu yfir sameiginlega pinna. Þetta takmarkar endurnýjunartíðni-flesta 3,5-tommu SPI skjáa að hámarki 30-40fps, sem er hæfilegt fyrir eldri titla en erfitt fyrir hraðskreiða leiki. Fbcp-ili9341 bílstjórinn gerir vélbúnaðar-SPI kleift við 80MHz, sem bætir afköst en krefst þess að kjarnaeining sé samansett.

HDMI skjáir bjóða upp á innbyggða upplausn stuðning og 60fps getu en flækja flytjanlega hönnun. Mini HDMI til ör HDMI millistykki kynna vélræna álagspunkta sem geta bilað. Snúruleiðin verður að taka tillit til aflnotkunar skjásins; að keyra aðskildar 5V raflínur beint frá rafhlöðurásinni kemur í veg fyrir spennufall sem veldur flökt á skjánum meðan á álagsstökkum örgjörva stendur.

Snertivirkni á viðnámsskjáum krefst kvörðunar. tslib bókasafnið kortleggur líkamleg snertihnit til að sýna punkta í gegnum 7 punkta kvörðunarfylki. Rafrýmd snertiskjáir hafa samskipti í gegnum I2C samskiptareglur, tilkynna allt að 10 snertipunkta samtímis en neyta viðbótar GPIO pinna og þurfa samhæfa kjarnarekla.

Hljóðútfærsla notar venjulega PWM (Pulse Width Modulation) fyrir grunnúttak eða I2S (Inter-IC Sound) fyrir gæðaútkomu. Innbyggður -3,5 mm tjakkur Pi er framleiðir ásættanlegt en hávaðasamt hljóð, með heyranlegu hvæsi í rólegum leiðum. Sérstakar DAC-einingar eins og PCM5102A tengjast með I2S pinna (GPIO 18, 19, 21) og skila 24-bita/192kHz hljóði með merki-til-suðs hlutföllum sem fara yfir 100dB.

Kröfur um mögnun fer eftir viðnám hátalara. Litlir 8 ohm 0,5W hátalarar parast við PAM8403 Class D magnara sem skila 3W á hverja rás með 90% skilvirkni. Hljóðstyrkstýring á sér stað annað hvort með vélbúnaðarstyrkmælum sem eru tengdir við magnarann ​​eða hugbúnaðarblöndun í ALSA (Advanced Linux Sound Architecture), þar sem hið síðarnefnda kynnir minniháttar leynd en gerir nákvæma stafræna stjórn kleift.

Innleiðing GPIO stýringar

GPIO (General Purpose Input/Output) hausinn veitir 26 nothæfa pinna fyrir hnappinntak eftir að búið er að gera grein fyrir afli, jörðu og pinna sem eru frátekin fyrir skjásamskipti. Hver inntakspinna stilltur með innri 50-kílóhm uppdráttarviðnámi situr á 3,3V þegar ekki er ýtt á neinn hnapp. Með því að ýta á hnapp sem er tengdur á milli pinna og jarðar dregur spennan upp í 0V, sem skapar greinanlega stöðubreytingu.

Hugbúnaðarlosun kemur í veg fyrir rangar kveikjur frá vélrænum rofahoppi. Dæmigerð útfærsla tekur sýnishorn af pinnastöðunni á 10 ms fresti, sem staðfestir pressuna þegar þrír lestir í röð passa saman. Vélbúnaðarlosun með því að nota 100nF þétta yfir rofatengi veitir hreinni merki en bætir við fjölda íhluta og plássþörf.

Fylkisskönnun dregur úr pinnanotkun fyrir smíði með 16+ hnöppum. 4x4 fylki notar átta GPIO pinna-fjóra útganga og fjögur inntak. Hugbúnaðurinn kveikir í röð á hverri úttakslínu á meðan hann les innsláttardálka og greinir hvaða hnapp(ar) er ýtt á. Skannahraðinn verður að fara yfir 100Hz til að koma í veg fyrir að inntak gleymist meðan á hröðum hnapparöðum stendur, sem leiðir til flókinna tímasetningar í aðalforritslykkjunni.

Háþróuð smíði inniheldur hliðræn inntak fyrir stýripinna. Pi skortir innbyggða hliðræna-í-stafræna breytu, sem krefst utanaðkomandi ADC flís eins og ADS1115 tengdur í gegnum I2C. Hver stýripinn notar tvær hliðstæðar rásir fyrir X- og Y-ása og tilkynnir um gildi frá 0-65535 sem hugbúnaður varpar á -32768 til +32767 fyrir RetroArch-samhæfni.

Hugleiðingar um varmastjórnun

BCM2711 SoC frá Raspberry Pi (á Pi 4) eða BCM2710A1 (á Pi Zero 2 W) myndar verulegan hita við viðvarandi álag. Án hitauppstreymis fer örgjörvinn úr 1,8GHz í 1,0GHz við 80 gráður til að koma í veg fyrir skemmdir, sem veldur skyndilegum rammahraðafalli meðan á spilun stendur.

Óvirk kæling með áli með hitalögnum púðum dreifir 2-3W í gegnum loftræstingu. Yfirborð og uggahönnun kælivökvans ákvarðar kæligetu - 15x15x10mm hitakassi með lóðréttum uggum getur haldið hitastigi 10-15 gráðum undir umhverfinu við miðlungs álag.

Virk kæling með 30x30 mm 5V viftum flytur 1-2 CFM af lofti, sem gerir viðvarandi túrbóstillingu kleift. Viftustýring með GPIO púlsbreiddarmótun stillir hraða út frá hitastigi CPU frá /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp. Að innleiða hysteresis (ræsa viftuna á 65 gráður en stöðva ekki fyrr en 55 gráður) kemur í veg fyrir hröð hjólreiðar sem heyrast og pirrandi.

Hönnun hýsingar hefur veruleg áhrif á loftflæði. Loftop fyrir kross-flæði-inntak nálægt örgjörvanum, útblástur á móti-skapa stöðuga lofthreyfingu. Gegnheil plasthylki með enga loftræstingu geta fanga hita, sem veldur hitauppstreymi, jafnvel með áföstum . 3D- prentuðum hyljum með innri stoðbyggingu sem hindrar ekki loftflæði, hámarkar bæði kælingu og burðarvirki.

Samsetningarferli og algengar gildrur

Líkamleg bygging hefst með prófun íhluta utan málsins. Að tengja Pi við skjá í gegnum HDMI á meðan SD-kortið ræsir RetroPie staðfestir grunnvirkni áður en skjánum og stjórnandi er flókið. Þetta greiningarskref kemur í veg fyrir bilanaleit á samsettum einingum þar sem snúruaðgangur er erfiður.

GPIO pinna auðkenningarvillur valda pirrandi bilunum. 40-pinnahausinn númer pinna frá 1-40, en GPIO tölur eru mismunandi - líkamlegt pinna 11 er GPIO 17. Notkun BCM númerakerfisins í hugbúnaði á meðan líkamleg tenging við borðnúmer skapar misræmi sem erfitt er að greina. Prentun á pinout skýringarmynd og sannprófun með margmæli sparar klukkutíma kembiforrit.

Gæði lóðmálmsliða ákvarðar áreiðanleika. Kaldar lóðmálmur -gljáandi, kúptar perlur-hafa mikla viðnám sem veldur hléum tengingum þar sem samskeytin hitna meðan á notkun stendur. Réttir liðir virðast sléttir, íhvolfir og daufgráir, sem gefur til kynna algjöran málmsamruna. Flux leifar sem eftir eru á borðum geta valdið straumleka á milli aðliggjandi pinna, sérstaklega vandamál í röku umhverfi.

Vélrænt álag á tengingar leiðir til ótímabæra bilunar. Micro USB tengi Pi Zero þolir um það bil 5.000 innsetningarlotur áður en það losnar frá PCB. Að lóða rafmagnsvíra beint á prófunarpúða útilokar þennan bilunarpunkt en ógildir ábyrgð. Að nota togafléttingu á allar kapaltengingar-heitt lím er furðu áhrifaríkt-kemur í veg fyrir beygingu sem þreytir lóðmálmur.

Samhæfni SD-korta hefur óvænt áhrif á stöðugleika. Ekki eru öll spil sem höndla hröðu litlu skrifin sem eftirlíking veldur. Class 10 eða UHS-1 kort með háum handahófskenndri IOPS skila betri árangri en raðbundin-hraða-bjartsýni kort. Ósvikin SanDisk eða Samsung kort sýna umtalsvert færri skemmdir á skrám en valmöguleikar án nafns, þrátt fyrir sömu forskriftir á pappír.

Hagræðingartækni

Yfirklukkun ýtir vélbúnaði umfram einkunnaforskriftir fyrir betri eftirlíkingarafköst. Sjálfgefinn 1GHz ARM Cortex-A53 kjarna Pi Zero 2 W getur náð 1,2-1,3GHz með réttri kælingu, sem bætir PlayStation 1 rammahraða úr 40fps í 55fps í krefjandi titlum. Stillingar eiga sér stað í /boot/config.txt með því að stilla arm_freq=1200 og auka yfirspennu=4 til að koma á stöðugri hærri tíðni.

Úthlutun GPU minnis jafnvægir vídeóafköst á móti vinnsluminni kerfisins. RetroPie er sjálfgefið 256MB GPU úthlutun á 1GB Pi gerðum. Með því að minnka í 128MB losnar minni fyrir eftirlíkingarferli en gefur samt nægjanlegt myndbandsbuff fyrir 720p úttak. Gpu_mem færibreytan í config.txt stjórnar þessari skiptingu.

Kjarnastjórar hafa áhrif á hegðun CPU tíðniskalunar. „Ondemand“ seðlabankastjóri aðlagar tíðni byggt á álagi en kynnir leynd við umskipti. Að skipta yfir í „frammistöðu“ seðlabanka læsir örgjörvanum á hámarkstíðni, sem tryggir stöðugan rammatíma á kostnað aukinnar orkunotkunar og hitamyndunar. Þetta skiptir mestu máli við N64 eða Dreamcast eftirlíkingu þar sem hægt er á augnabliki.

ROM geymslustaður hefur verulega áhrif á hleðslutíma. Með því að geyma ROM á hraðri skipting SD-kortsins (rótarskráakerfið) hleður leikjum 2-3x hraðar en frá hægum USB-lykli. Netgeymsla í gegnum SMB-hluti kynnir breytilega leynd sem veldur stami í hljóði þegar netið er stíflað.

Shader fínstilling krefst sértækrar notkunar. Scanline skyggingar neyta lágmarks fjármagns og bæta við minna en 5% GPU álagi. Háþróaðir skyggingar eins og CRT-Royale með blómaáhrifum geta neytt 40-50% af GPU getu, sem veldur því að ramma falli á hægari vélbúnaði. Að prófa áhrif hvers skyggingartækis á raunverulegan rammahraða frekar en að treysta á lýsingar kemur í veg fyrir spilunarvandamál.

Kitafbrigði og hönnunarskipti

Auglýsingasett eins og PiBoy DMG bjóða upp á for-samsett PCB með samþættum hnappafylki, hátalaramagnara og rafhlöðustjórnun í Game Boy-stíl skel. Þetta einfalda samsetningu til að tengja borði snúrur og setja upp Pi, en takmarka aðlögun og kosta oft $80-120 fyrir skelina eina áður en Pi og rafhlöðunni er bætt við.

DIY smíðin býður upp á fulla stjórn á kostnað flókins. Uppruni einstakra íhluta-skjás, hnappa, rafhlöðu, hleðslurásar, hulsturs- krefst þess að rannsaka samhæfni og skilja rafforskriftir. Alveg sérsniðin smíði gæti kostað $60-80 í efni en krefst 15-25 klukkustunda af hönnun, þrívíddarprentun, raflögn og bilanaleit.

Val á formþáttum hefur veruleg áhrif á vinnuvistfræði. Lóðrétt Game Boy-útlit finnst eðlilegt fyrir 8-bita og 16 bita leiki en skortir hliðstæða stjórntæki. Lárétt hönnun sem líkist PlayStation Portable rúmar tvöfalda hliðræna prik en eykur breidd umfram vasaflutning. Clamshell DS-stíl byggingar vernda skjáinn en flækja lömkerfi og krefjast tveggja skjáa með aðskildum ökumannsstillingum.

Skjástærð miðað við endingu rafhlöðunnar sýnir stöðugt jafnvægi. 5 tommu HDMI skjár dregur 600-700mA en 3,5 tommu SPI skjár notar 200-250mA. Þessi 400mA munur þýðir um það bil tveggja tíma keyrslutíma á dæmigerðum 4000mAh rafhlöðum. Smiðirnir sem setja maraþonleikjalotur í forgang velja smærri skjái þrátt fyrir skert skyggni.

Gæðaafbrigði íhluta plaga DIY smíðin. Almennir AliExpress skjáir gætu sparað $15 en koma með dauða pixla, lélegt sjónarhorn eða röng ökumannsskjöl. Nafn-vörumerki Waveshare eða Adafruit hlutar kosta meira en innihalda áreiðanleg skjöl og stuðning samfélagsins. Tíminn sem sparast við bilanaleit á réttlætanlegum vörumerkjum vegur venjulega þyngra en verðið.

Hugbúnaðarstillingar Deep Dive

Upphafleg RetroPie uppsetning krefst þess að OS myndin sé skrifuð á SD kort með því að nota verkfæri eins og Raspberry Pi Imager. Fyrsta ræsingin stækkar skráarkerfið til að nota alla kortagetu og ræsir stillingarhjálp EmulationStation. Þessi töframaður kortleggur efnisleg inntak yfir á RetroArch fjarstýringarlagið -hver hnappur sem ýtt er á geymir lyklakóða sem RetroArch þýðir yfir í herma inntak stjórnborðs.

BIOS skrár gera nákvæma eftirlíkingu fyrir ákveðin kerfi. PlayStation 1 krefst SCPH1001.BIN (NTSC) eða SCPH7502.BIN (PAL) skrár sem innihalda upprunalegan ræsikóða Sony. Þessir eru í /home/pi/RetroPie/BIOS/ og verða að passa við sérstakar MD5 eftirlitstölur til að sannreyna áreiðanleika. Án réttar BIOS skrár, mistekst leikir annaðhvort að ræsa eða sýna ranga hegðun eins og vantar hljóð eða myndræna galla.

ROM-flutningsaðferðir eru allt frá USB-lykli (hægastur, samhæfastur) til SFTP yfir netkerfi (hraðasta, krefst stillingar). USB-aðferðin felur í sér að búa til „retropie“ möppu á FAT32-sniðnum drifum, setja hana inn í Pi, bíða eftir að ljósdíóðan hætti að blikka þegar möppuuppbygging myndast, afrita síðan ROM í viðeigandi kerfismöppur (/retropie/roms/snes, /retropie/roms/nes, o.s.frv.). Netflutningur gerir kleift að draga-og sleppa úr hvaða tölvu sem er þegar Samba deilingar hafa verið virkjaðar í gegnum RetroPie uppsetningarforskriftina.

Að skafa lýsigögn auðgar leikjasafnið með forsíðumynd, lýsingum og útgáfudögum. Innbyggða-sköfunarforritið leitar eftir ScreenScraper eða TheGamesDB API, hleður niður myndum og gögnum fyrir hverja greint ROM. Stór bókasöfn (300+ leikir) þurfa nokkrar klukkustundir til að skafa eins og ókeypis API reikninga-takmarkar beiðnir. Handvirkt skafa tiltekinna vandamálatitla virkar betur en-að skafa allt aftur þegar uppfærslur eiga sér stað.

Sérsniðin þemu sérsníða viðmótið umfram sjálfgefna bláa fagurfræði RetroPie. Þemu eins og ComicBook, TronkyFran eða Magazinemadness setja upp í gegnum RetroPie uppsetningarvalmyndina, breyta útliti, leturgerðum og listaverkum. Sum þemu krefjast viðbótarauðlinda eins og sérsniðinna leturgerða eða sérstakra myndaupplausna, sem eykur geymsluþörf úr 500MB í yfir 2GB fyrir -þunga hönnun.

Úrræðaleit algeng vandamál

Svartur skjár við ræsingu gefur venjulega til kynna ófullnægjandi aflgjafa eða rangar stillingar á skjánum. Að staðfesta 5V á milli GPIO pinna 2 og 6 með margmæli staðfestir aflgjafa. Ef spenna lækkar undir 4,75V við ræsingu skortir rafhlöðurásina nægilega straumgetu. Skjárvandamál stafa oft af röngum /boot/config.txt færibreytum-sem gera athugasemdir við allar birtingar-tengdar dtoverlay færslur og HDMI valkostir fara aftur í sjálfgefna stillingar fyrir greiningu.

Inntak stjórnanda sem skráist ekki þýðir venjulega að GPIO númer misræmist eða hugbúnaður er ekki í gangi. Skipunin sudo systemctl status gpionext.service staðfestir að GPIO stýrisstjórinn sé rétt hlaðinn. Athugun á /var/log/syslog fyrir villur eins og „GPIO þegar í notkun“ gefur til kynna átök við aðra þjónustu eða rekla sem gera tilkall til sömu pinna.

Hljóðvandamál koma fram sem ekkert hljóð, brakandi eða rangt hljóðstyrkur. Alsamixer skipunin-línutól sýnir og stillir hljóðblöndunarstig- með því að ýta á F6 velur hljóðkortið (bcm2835 fyrir innbyggt-hljóð, USB DAC nöfn fyrir utanaðkomandi) og örvatakkar stilla hljóðstyrk rásarinnar. PCM rás stjórnar heildarúttaksstigi á meðan sérstakar leikjarásir sjá um einstaka hljóðhermi. Brakandi við hátt hljóðstyrk þýðir oft að magnaraklipping-dregur úr hljóðstyrk frekar en að auka magnarastyrk.

Hægingar á eftirlíkingu þrátt fyrir fullnægjandi vélbúnað stafa venjulega af óákjósanlegum myndrekla eða skyggingarkostnaði. Að skipta úr fbcp-fbtft yfir í fbcp-ili9341 fyrir SPI skjái getur bætt rammahraða um 50-100% með fínstilltri SPI færslu meðhöndlun. Með því að slökkva á hlaupa-eiginleikum fram og til baka í RetroArch dregur það úr örgjörvakostnaði á kostnað þess að tapa-gæðaeiginleikum.

Vandamál með þráðlausum tengingum plaga Pi Zero W smíðar þegar GPIO pinnar trufla loftnetið. Innra loftnetið tekur upp enda PCB þar sem GPIO hausar festast og nærliggjandi raflögn geta valdið afstillingu. Með því að halda hnappaleiðslum frá síðustu 15 mm töflunnar eða bæta við USB WiFi-dönglum (sem nota GPIO pinna sem skipti) leysir þrjóskur tengingarvandamál.

Ítarlegir eiginleikar og breytingar

Vista ríki leyfa tafarlausa stöðvun leiks og halda áfram, mikilvægt fyrir færanlegan leik. RetroArch verslanir vista ástand í /home/pi/RetroPie/states/[system]/[game].state skrám, eyða 50KB til 2MB eftir kerfi. Sjálfvirka-vistunareiginleikar fara í gang þegar þú hættir í leikjum, en skjótur vistunaraðgangur með flýtilyklum (Veldu+R1 til að vista, Veldu+L1 til að hlaða) veitir meiri stjórn meðan á spilun stendur.

Afrekskerfi í gegnum RetroAchievements-samþættingu bæta nútímalegum framvindumælingum við klassíska leiki. Eftir að hafa búið til reikning og virkjað eiginleikann í RetroArch stillingum, tengist kerfið á netinu til að sannreyna afrek á meðan þú spilar. Þetta krefst stöðugrar nettengingar, sem tæmir rafhlöður hraðar og eykur flókið við flytjanlegar byggingar.

Fjölspilunarmöguleikar ná lengra en stuðningur fyrir einn-tæki tveggja-spilara. Bluetooth millistykki gera þráðlausa stjórnandi pörun kleift, þó að Bluetooth Pi Zero deili bandbreidd með WiFi, sem gæti valdið töfum á leynd. Netplay virkni gerir fjölspilun á netinu kleift, samstillir eftirlíkingarástand milli tækja, en krefst lítillar-leyndstenginga og samsvarandi ROM með sömu eftirlitstölum.

Sérsniðin vélbúnaðar eins og Batocera býður upp á straumlínulagaða valkosti við RetroPie. Batocera ræsir hraðar, inniheldur fleiri forstillt kerfi og styður flóknari stillingar -úr-boxinu, en skortir umfangsmikil samfélagsskjöl sem gera RetroPie bilanaleit auðveldari fyrir byrjendur.

Vélbúnaður stækkun gerir einstaka möguleika. Með því að bæta við rauntímaklukkueiningu í gegnum I2C viðheldur réttum tímastimplum án nettengingar. Hröðunarmælar tengdir í gegnum GPIO gera hreyfistýringu fyrir leiki sem studdu þá. RGB LED ræmur sem stjórnað er með GPIO pinna skapa umhverfisljósaáhrif samstillt við spilunarviðburði í gegnum LED reklavirkni RetroArch.

Lagaleg og siðferðileg sjónarmið

ROM kaupin eru lögleg grá svæði. Að hala niður ROM fyrir leiki sem þú átt ekki líkamlega er höfundarréttarbrot í flestum lögsagnarumdæmum. Persónuleg öryggisafrit frá þínum eigin skothylki eru lögleg í mörgum löndum, en að sniðganga afritunarvernd (krafist fyrir leiki sem byggir á diskum-) brýtur í bága við DMCA Section 1201 í Bandaríkjunum. Sum lögsagnarumdæmi leyfa afrit án takmarkana á sniðgöngu DRM.

BIOS skrár standa frammi fyrir svipuðum lagalegum takmörkunum. Að draga BIOS út úr eigin stjórnborði er löglegt til persónulegra nota á flestum stöðum, en niðurhal á BIOS skrám frá þriðja aðila, jafnvel fyrir vélbúnað sem þú átt, dreifir höfundarréttarvörðu efni. Opinn-BIOS endurútfærslur eru til fyrir sum kerfi en veita ófullnægjandi samhæfni.

Heimabruggaðir leikir og frjálst dreift ROM bjóða upp á lagalega valkosti. Síður eins og itch.io og BrewPi hýsa nútímalega leiki hannaða fyrir afturkerfi, búnar til af indie hönnuðum sem leyfa dreifingu. Þetta keyrir eins og auglýsing ROM en virða höfundarréttarlög.

Eftirlíkingarþjónustur eins og Nintendo Switch Online sýna fram á að rétthafar halda áfram að afla tekna af retro bókasöfnum. Að smíða persónulegar lófatölvur fyrir leiki sem eru í raunverulegri eigu er siðferðilega frábrugðin fjöldadreifingu á ROM, en lagaleg aðgreining er háð upprunastaðfestingu sem er nánast ómögulegt að sýna fram á.

Frammistöðuvæntingar eftir kerfi

8-bita og 16 bita leikjatölvur ganga gallalaust á öllum Pi gerðum. NES, SNES, Game Boy, Genesis og svipuð kerfi ná fullkomnum rammahraða jafnvel á Pi Zero vélbúnaði. Þessir keppinautar eru svo þroskaðir og fínstilltir að þeir neyta lágmarks fjármagns, sem skilur eftir rými fyrir háþróaða skyggingar og framundan eiginleika sem draga úr inntaksleynd undir upprunalegum vélbúnaði.

32-bita kynslóð kynnir vettvang-háðar niðurstöður. PlayStation 1 leikir ganga vel á Pi 3 og nýrri gerðum og ná fullum hraða í flestum titlum. Pi Zero 2 W meðhöndlar léttari PS1 leiki (RPG, 2D bardagamenn) á fullnægjandi hátt en á í erfiðleikum með þrívíddar-ákafa titla eins og Crash Bandicoot eða Tekken 3. Sega Saturn hermigerð er enn léleg í öllum Pi gerðum vegna flókins fjölgjörva arkitektúrs kerfisins.

N64 eftirlíking undirstrikar Pi takmarkanir þrátt fyrir betri forskriftir. Óhefðbundinn arkitektúr Nintendo 64 -MIPS R4300i örgjörva, RCP hjálpargjörvi og Rambus vinnsluminni- reynist erfitt að líkja eftir á skilvirkan hátt. Jafnvel á yfirklukkuðum Pi 4 vélbúnaði sýna vinsælir titlar eins og GoldenEye 007 og Perfect Dark ósamræmi í rammahraða og myndræna gripi. Pi-sérstakir N64 hermir eins og Mupen64Plus-GLideN64 hagræða fyrir ARM örgjörva en skortir samt sem áður ekta frammistöðu.

Handtölvur veita betri samhæfni en heimiliskerfi frá sambærilegum tímum. Game Boy Advance eftirlíking gengur vel á Pi Zero 2 W og nýrri, með næstum -fullkominni nákvæmni. Nintendo DS eftirlíking krefst Pi 3 lágmarks fyrir spilanleg rammatíðni, og jafnvel þá eiga þrívíddar-þungir titlar í erfiðleikum. PSP hermigerð er í rauninni ekki-virk á neinum Pi vegna flókins grafíkararkitektúrs og hárrar upplausnar kerfisins.

Arcade-hermi er mjög mismunandi eftir ROM setti og MAME útgáfu. Klassískir-80s spilakassaleikir (Pac-Man, Donkey Kong, Galaga) keyra á hvaða Pi sem er. Seint 80s spilakassavélbúnaður (Street Fighter II, Mortal Kombat) þarf Pi 3 lágmark. 90s sprite-þunga leiki (Marvel vs. Capcom, Metal Slug) krefjast yfirklukkaðs Pi 4 fyrir stöðugan árangur. Það er mikilvægt að passa ROM útgáfur við MAME útgáfu (0,78 ROM fyrir MAME 2003 á eldri Pis, 0,139 fyrir MAME 2010 á nýrri vélbúnaði).

Framtíðar-prófunar- og uppfærsluleiðir

Modular hönnun gerir kleift að skipta um íhluti án fullkominnar endurbyggingar. Með því að nota staðlaðar tengingar-GPIO haus fyrir hnappa, micro HDMI fyrir skjái, USB fyrir stýringar- gerir það kleift að uppfæra í nýrri Pi gerðir þegar þær koma út. Pi Zero 2 W til Pi 3A+ uppfærslan passar í sömu stærðir en fjórfaldar vinnsluafl.

Stækkun geymslurýmis stækkar stærð bókasafns út fyrir SD-kortamörk. USB geymsla festist sjálfkrafa í RetroPie, með ROM möppum sem eru samtengdar frá /home/pi/RetroPie/roms til /media/usb0/retropie/roms. Þetta fjarlægir leikjageymslu frá SD-kortinu, sem hýsir aðeins stýrikerfið og keppinautahugbúnaðinn, sem dregur úr sliti-hringsins.

Endurbætur á rafhlöðutækni auka flytjanleika. Nútíma 21700 litíum frumur pakka 4000-5000mAh í pökkum aðeins stærri en hefðbundnar 18650 frumur. Rafhlöður með meiri afkastagetu lengja notkunartímann en auka þyngd og jafnvægi á rúmmáli. Þessir þættir eru háðir notkunarmynstri og forgangsröðun formþátta.

Reiknieiningaafbrigði gera sérsniðnum-afkastamiklum vélbúnaði kleift. Pi Compute Module 4 veitir Pi 4-afköst í 55x40 mm SODIMM formstuðli, fullkomið fyrir ofur-lítið smíði. Sérsniðin burðarborð samþætta tiltekin jaðartæki beint og útiloka hreiður rotta. Hins vegar krefjast CM4 smíði PCB hönnunarhæfileika og framleiðsluuppsetningar fyrir litla lotu.

Samfélagsdrifnar umbætur-græða stöðugt eftirlíkingu. Libretro kjarnauppfærslur berast mánaðarlega og bæta nákvæmni og afköst. Eftir RetroPie þróun í gegnum GitHub geymslur og spjallborð kemur í ljós komandi eiginleika og endurbætur á eindrægni sem vert er að uppfæra fyrir.

Algengar spurningar

Get ég notað Raspberry Pi 5 fyrir handfesta smíði?

Pi 5 þarf 5V við 5A (25W), umtalsvert meira en rafhlöðupakkar veita venjulega. Ávinningur af afköstum þess þýðir ekki betri eftirlíkingu fyrir kerfi sem Pi 4 höndlar nú þegar vel. Haltu þig við Pi 4 eða Zero 2 W fyrir betri orkunýtni í flytjanlegum byggingum.

Hversu langan tíma tekur samsetning fyrir-smið í fyrsta sinn?

Búast má við 15-25 klukkustundum dreift yfir margar lotur. Íhlutaprófun tekur 2-3 klukkustundir, hugbúnaðaruppsetning 3-5 klukkustundir, líkamleg samsetning 6-10 klukkustundir og bilanaleit tekur venjulega 4-7 klukkustundir í viðbót fyrir fyrstu smíði. Reynsla dregur verulega úr síðari verkefnatíma.

Þarf ég lóðunarhæfileika til að smíða handtölvu?

Grunnlóðun er nánast óhjákvæmileg nema notuð séu sett með for-samsettum PCB. Tengjandi rafmagnsvír, GPIO pinna fyrir hnappa og hátalaravír þurfa allir að lóða. Breadboard-stutttengingar virka fyrir frumgerð en eru ekki vélrænt áreiðanlegar í færanlegum tækjum sem verða fyrir hreyfingum og titringi.

Hver er raunverulegur-rafhlöðuending heimsins?

Dæmigert kerfi með Pi Zero 2 W, 3,5 tommu skjá og 4000mAh rafhlöðu ná 3-4 klukkustundum af virkri spilun. Pi 4 smíði með stærri skjái tæmist hraðar, að meðaltali 2-2,5 klst. Raunverulegur keyrslutími er breytilegur eftir birtustigi skjásins, kerfi sem verið er að líkja eftir og hvort WiFi/Bluetooth er virkt.

Geta þessar lófatölvur spilað nútímaleiki?

Nei. Raspberry Pi vélbúnaður skortir vinnslugetu fyrir allt umfram þrívíddarleiki PS1-tímabilsins. Sumir léttir indie leikir sem teknir eru saman fyrir ARM Linux gætu keyrt, en RetroPie einbeitir sér eingöngu að afturhermi, ekki nútímaleikjum.

Er lagaleg áhætta við að byggja þetta?

Það er algjörlega löglegt að smíða vélbúnaðinn. Hið lagalega gráa svæði felur í sér ROM-öflun-að hala niður leikjum sem þú átt ekki brýtur gegn höfundarrétti. Persónuleg öryggisafrit frá skothylkjum í eigu eru lögleg í mörgum lögsagnarumdæmum, þó-afrit sem byggir á diskum gæti brotið gegn-lögum um sniðgöngu eftir staðsetningu.

Niðurstaða Hugsanir

Aðdráttarafl Raspberry Pi lófatölva fer út fyrir nostalgíu eða kostnaðarsparnað. Þessi verkefni kenna grundvallarhugtök rafeindatækni-spennustjórnun, raðsamskiptareglur, inntaks-/úttaksviðskipti-með hagnýtri notkun frekar en óhlutbundnum kenningum. Þegar lóðmálmur sprungur og Start-hnappurinn hættir að virka um miðjan-leik, lærirðu raunverulega bilanaleitarhæfileika sem kennslubækur geta ekki miðlað.

Það sem skilur vel heppnaða smíði frá yfirgefnum breadboards er raunhæf væntingar-stilling. Þetta er ekki að setja skothylki í verksmiðjuleikjatölvur-það er að kemba hvers vegna GPIO 17 les hátt þegar það ætti að lesa lágt, eða hvers vegna rammahraði þinn lækkar úr 60fps í 45fps þegar rafhlaðan fer niður fyrir 3,6V. Ánægjan kemur ekki frá fullkominni eftirlíkingu, heldur frá því að leysa vandamál sem þú bjóst til með eigin hönnunarákvörðunum.

Samfélagið í kringum þessar byggingar er enn ótrúlega stutt. Ókunnugir á spjallborðum greina vandamál með spennujafnaranum þínum út frá óskýrum myndum af álestri margmæla. Einhver gefur út GitHub geymslu með nákvæmum pinnavörpum fyrir skjáinn sem þú ert að nota. Þetta samstarfsvandamál-breytir því sem gæti verið pirrandi einangrun í sameiginlega námsupplifun.

Mikilvægast er að smíða Raspberry Pi lófatölvu veitir innsýn í hvernig öll rafeindatæki virka á grundvallarstigi. Þessi svarti kassi merktur „snjallsími“ eða „fartölva“ verður minna dularfullur þegar þú hefur handvirkt tengt hnappa til að trufla pinna og stillt kjarnaeiningar til að greina skjáuppfærslur. Stafræni heimurinn verður áþreifanlegur-bókstaflega, í formi tækis sem þú getur haldið í og ​​skilið vegna þess að þú settir saman alla íhluti sjálfur.