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Aus Raspberry Pi Geek 06/2014

Der Raspberry Pi mit RetroPie im Game-Boy-Case

© Arndt Braier

Verspielter Zwerg

Arndt Braier

Sonys Walkman prägte die Unterhaltungsindustrie der 1980er. Nintendo gelang mit dem Game Boy in den 1990ern Ähnliches. Höchste Zeit, dem Spieleklassiker mit einem Raspberry-Pi-Herz wieder neues Leben einzuhauchen.

README

Der Raspberry Pi eignet sich aufgrund seiner schwachen CPU kaum als Spielekonsole. Für Retro-Games und C64- oder Atari-Emulatoren reicht die Leistung jedoch locker aus. Wir rüsten einen alten Game Boy mithilfe eines RasPi und RetroPie in eine stilvolle Spielekonsole um.

Als kompakter und stromsparender Einplatinen-Mini-Computer eignet sich der Raspberry Pi für eine Vielzahl von Projekten, sei es als Mediacenter, Web- oder Cloudserver, für die Hausautomatisierung oder – dank seiner frei programmierbaren GPIO-Schnittstelle – für eine Vielzahl weiterer Ideen. Eine davon besteht darin, den RasPi in eine Retro-Spielekonsole zu verwandeln.

Die Rechenleistung des Computerzwergs reicht für diese Aufgabe mehr als deutlich aus. Mit RetroPie [1] widmet sich auch bereits eine auf Debian basierende Linux-Distribution eben diesem Thema. Die Software fasst eine Vielzahl von Emulatoren, vom Amiga über das NES bis hin zur Z Machine, unter einer einheitlichen grafischen Oberfläche zusammen.

Der RasPi als Game Boy

Nun lässt sich mit einem Spiele-Emulator jedoch kaum mehr jemand hinter dem Ofen hervorlocken. Entsprechende Programme für Linux, Mac und Windows gibt es schon seit Jahren und wurden bereits zur Genüge besprochen. Ein englischsprachiger Blog-Beitrag [2] machte unseren Autor jedoch wieder auf das Thema aufmerksam.

Ein RasPi mit großzügigem 3,5-Zoll-Display im Gehäuse eines klassischen Game Boy der ersten Generation: Mit RetroPie als Betriebssystem wird aus dem guten Stück der Super Pi Boy. Über die Steuerkreuze des Game Boy lassen sich zahlreiche Spieleklassiker mobil und vor allem mit Stil spielen. Dieser Artikel geht Ihnen bei der Umsetzung des Vorhabens zur Hand.

Vorarbeiten

Zunächst gilt es, einen Plan aufzustellen: Was soll der Retro-Game-Boy können, was möchten wir an der Vorlage des Super Pi Boy verbessern? Am Ende standen folgende Optimierungen auf dem Plan: Auf der Rückseite sollen vier statt nur zwei Druckknöpfe mehr Möglichkeiten bieten, den RasPi zu steuern. Seitlich erlaubt ein weiterer Knopf das Beenden der Emulation und die Rückkehr ins Hauptmenü. Schrauben sollen das Gehäuse sicher zusammenhalten, der Super Pi Boy soll ohne Klebeband auskommen. Zu guter Letzt schützt eine transparente Abdeckung das Display vor Schmutz und Kratzern.

Anschließend steht eine ausführliche Einkaufstour durch diverse Onlineshops an. Bastler werden die meisten benötigten Werkzeuge in ihrer Hobbywerkstatt finden, die für das Projekt nötigen Komponenten bekommen Sie auf Ebay oder Amazon für wenige Euro (siehe Tabelle “Benötigte Komponenten und Werkzeuge”). Insgesamt belaufen sich die Kosten inklusive eines neuen Raspberry Pi auf nicht mehr als 100 Euro. Der als Grundlage dienende Game Boy darf gerne Defekte aufweisen oder schon ausgeschlachtet sein – für den Super Pi Boy benötigen Sie lediglich das Gehäuse.

Benötigte Komponenten und Werkzeuge

Bauteil

Kommentar

Bezugsquelle

Game Boy Classic DMG-01

darf Defekte aufweisen

Raspberry Pi

Model B oder B+

SD-Speicherkarte

16 GByte oder mehr

3,5-Zoll-Monitor

Mini-LCD Taotronics TT-CM01

Amazon [3]

Common Ground DMG-Schalterplatine

Kitsch Bent [4]

Mini-Audioverstärker

PAM8403

Ebay [5]

Schaltreglermodul

LM2596

Amazon [6]

Lautsprecher

Nintendo DS Lite NDSL 2X

Ebay [7]

40 Jumperkabel

je 20 cm, weiblich/männlich

Amazon [8]

Drucktaster

SCI R13-502A-05BK

Conrad [9]

USB-2.0-Verlängerungskabel (Micro-B)

Stecker auf Buchse

Conrad [10]

12V-DC-Netzteil

etwa von externer 3,5-Zoll-Festplatte

Chinch-Kabel (Composite)

Audiokabel

 

3,5-mm-Klinkenstecker

Diverse Kabel

zwecks Zuschnitten

Werkzeuge

Triwing-Schraubendreher

für Nintendo Wii oder DS Lite

Ebay [11]

Isolierband, doppelseitiges Klebeband

Zange, Seitenschneider

Dremel, Heißklebepistole

Optionale Komponenten

Funktastatur, Maus

WLAN-USB-Adapter

Edimax EW-7811UN

Amazon [12]

Experimentierboard

830 Kontakte

Amazon [13]

Lötstation

Basetech ZD-99

Conrad [14]

Elektroniklot, Entlötlitze

Versuchsaufbau

Die erste große Hürde stellt das Umsetzen der Steuerung des Super Pi Boy dar. RetroPie lässt sich zwar mittels einer herkömmlichen Tastatur bedienen, doch unseren RasPi-Game-Boy möchten wir später mit dem originalen Steuerkreuz und den Drucktasten des Geräts bedienen. Wir müssen dem RasPi daher beibringen, die Signale dieser Schalter zu verarbeiten.

Hierzu eignet sich die GPIO-Schnittstelle bestens; eine gute Anleitung zum Einbinden von Arcade-Controllern finden Sie etwa bei Adafruit [15]. Das kleine C-Programm Adafruit-Retrogame [16] setzt beim Druck auf eins der Steuerelemente des Game Boy die Informationen der abgefragten GPIO-Pins in entsprechend konfigurierte Tastaturbefehle um. Die dabei genutzten Tastaturbefehle konfigurieren Sie später im Frontend von RetroPie.

Um erste Erfahrungen mit dem Steuern von RetroPie mittels Arcade-Buttons zu sammeln, missbrauchen wir ein altes USB-Gamepad, in unserem Fall einen abgegriffenen Logitech Wingman. Für die Tests benötigen wir lediglich das PCB, also die Platine, und das Gehäuse mit den Tasten. Den auf dem Printed-Circuit-Board verlöteten IC benötigen wir nicht mehr, dort sollen unsere Kabel Platz finden. Daher fällt dieser als Erstes dem Lötkolben zum Opfer (Abbildung 1).

Abbildung 1: Der IC, der die Signale des Gamepads verarbeitet, wird nicht mehr gebraucht.

Abbildung 1: Der IC, der die Signale des Gamepads verarbeitet, wird nicht mehr gebraucht.

Um die Drähte später korrekt anzuschließen (Abbildung 2), beschriften Sie diese vor dem Zusammenbau. Anschließend setzen Sie das Gamepad wieder zusammen und verbinden die einzelnen Leitungen mit der Experimentierplatine, sodass sich die Funktion jeder Taste und jedes Anschlusses auf dem PCB prüfen lässt. Dafür greifen Sie zum Beispiel auf die Widerstandsmessung eines Multimeters zurück (Abbildung 3).

Abbildung 2: Die auf das PCB des Gamepads aufgelöteten Kabel führen zum Experimentierboard.

Abbildung 2: Die auf das PCB des Gamepads aufgelöteten Kabel führen zum Experimentierboard.

Abbildung 3: Mit einem Multimeter lässt sich der Zusammenhang von Taste und Pin herstellen.

Abbildung 3: Mit einem Multimeter lässt sich der Zusammenhang von Taste und Pin herstellen.

Die druckempfindlichen Bereiche auf der Platine entsprechen Schaltern, die beim Betätigen des Knopfs schließen. Jeder Schalter besitzt seinen eigenen Verbindungsdraht (Plus-Pol), alle Schalter teilen sich jedoch eine einzige gemeinsame Masse (“Common Ground”, Minus-Pol). Bei einer Widerstandsmessung zwischen Masse und etwa dem Schalter A zeigt das Multimeter zunächst einen unendlich großen Widerstand an. Betätigen Sie nun den A-Knopf, verringert sich der Messwert – der Schalter ist geschlossen.

Die Verbindung der Experimentierplatine mit den GPIO-Pins des Raspberry Pi nehmen Sie mittels Jumperkabeln (männlich/weiblich) vor, die sich bequem und ohne Lötaktionen umstecken lassen. Bei der Belegung der einzelnen GPIO-Pins orientieren Sie sich am besten an der für den RasPi Modell B gültigen Pin-Belegung (Abbildung 4).

Abbildung 4: Pin-Belegung für den GPIO des Raspberry Pi Model B.

Abbildung 4: Pin-Belegung für den GPIO des Raspberry Pi Model B.

Nun verbinden Sie die GPIO-Pins mit den einzelnen Schaltern. Am besten planen Sie dies zunächst auf dem Papier und setzen die Verkabelung anschließend mittels der Jumperkabel um. In unserem Fall zeigte sich schnell, dass die Tasten des Gamepads nicht ganz ausreichen. Wir ergänzten deshalb die Steuerung mit zwei zusätzlichen Drucktastern für Select und Start sowie zwei weiteren Tastern (aus einem Experimentierset) für die linke und rechte Schultertaste.

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