Chęć na zbudowanie własnego automatu arcade naszła mnie w 2018 r. gdy oglądałem filmik ARHN.EU na którym Archon zaprojektował i zbudował mini automacik z bebechami z bazarowego famiclona. Projekt wyszedł mu sympatycznie i prezentuje się świetnie, chociaż uznałem że przydałoby mu się więcej mocy i możliwości – chociażby zabudowując w środku Raspberry Pi. Tak narodził się pomysł stworzenia własnego automatu luźno opierając się o ten sam proces co Archon, lecz w trochę większej skali.

Ten poradnik to zapis 3-letniej przygody z budową własnego automatu, napisany przez kompletnego amatora, który nigdy wcześniej nie podejmował się tak dużego dzieła projektowo-elektroniczno-stolarskiego. Popełniłem więc po drodzę trochę błędów, o których żmudnym i często niewdzięcznym naprawieniu też będę wspominać. Wy macie poradnik, więc możecie ich po prostu nie popełniać i zbudować automat o wiele szybciej.

W poradniku znajdują się linki prowadzące do produktów, których użyłem przy konstrukcji. Artykuł nie jest sponsorowany przez ich producentów ani sprzedawców, po prostu chciałem ułatwić Wam szukanie części.

Cechy Anarcade:

• Względnie niedrogi w konstrukcji (w zależności od wybranych podzespołów)
• Ekran CRT
• Napędzany Raspberry Pi 3B+
• Wystarczająco mocny na swoje potrzeby a przy tym energooszczędny
• Łatwy w naprawie i dalszym rozszerzaniu
• Łatwo możecie dostosować go do swoich potrzeb i preferencji
• Panel sterowania pozwala na grę w 2 osoby
• Spinner (opcjonalny)
• Podświetlana markiza
• Prosty w budowie bez zaawansowanych zdolności stolarskich (o ile zamawiacie już przycięte drewno)
• Dobrze radzi sobie z emulacją aż do 5 generacji konsol i większości gier arcade 2D
• Dzięki oprogramowaniu Kodi można go z powodzeniem używać jako systemu multimedialnego i jukeboxa, szczególnie jeśli zdecydujecie się na lepsze podzespoły audio
• Połączenie z internetem pozwala odtwarzać na nim np. filmiki na YouTube czy muzykę z radia internetowego lub portali streamingowych
• Odtwarzaniem multimediów można zdalnie sterować za pomocą pilota lub smartfona
• Kółka z blokadami, co pozwala z łatwością go przemieszczać
• Można trzymać w nim graty jak w zwykłej szafce, co ułatwi przekonanie Waszych domowniczek_ków że może stać w waszym ciasnym mieszkaniu

Musiałem znaleźć sobie jakiś pierwowzór, więc natknąłem się w internecie na automat Taitorama, który posłużył mi za bazę do stworzenia własnego projektu. Po co chciałem stworzyć własny projekt, skoro ten już był gotowy do budowy? Bo chciałem wykorzystać ekran CRT, czyli stary dobry kineskop do wyświetlania starych gier dokładnie tak jak powinny one wyglądać. Dodatkowym plusem jest to, że dobry ekran kineskopowy można wyciągnąć z kupionego za groszę lub znalezionego na śmietniku telewizora.

Dawca kineskopu

Jeszcze zanim zacząłem projektować wygląd automatu, kupiłem telewizor jako “dawcę” kineskopu i elektroniki nim sterującej. Warto zacząć od tego, żeby móc dostosować kąt nachylenia ekranu i jego mocowania wewnątrz naszej maszyny.

Wybór padł na 20-calowy Daewoo K2C4GTS z 2002 r.. Dlaczego? Bo taki się akurat trafił na OLX za 30 zł i to w zestawie z drugim mniejszym telewizorkiem.

Prawda jest taka, że możecie wykorzystać dowolny telewizor 20” (lub mniejszy przy odpowiednim dostosowaniu wymiarów ramki montażowej) o ile ma wejście video SCART (Euro). Im nowszy model tym lepiej – chociaż po roku 2000 technologia producentów kineskopów była już tak zaawansowana, że nawet tanie modele, jak mój Daewoo, dają fantastyczny, żywy i ostry obraz.

Pierwszym krokiem fazy projektowej było rozebranie telewizora by pomierzyć dokładne wymiary kineskopu.

UWAGA! Wewnątrz kineskopu w ekranach CRT pojawia się bardzo wysokie napięcie, które może Was ZABIĆ. Ten prąd po wyłączeniu telewizora nadal siedzi w kineskopie (bo lampa kineskopowa pełni rolę kondensatora) i również może dać Wam solidnego kopa (chociaż raczej nie tak groźnego co przy podłączonym do prądu tv). Dlatego za każdym razem gdy grzebiecie przy kineskopie musicie go najpierw ROZŁADOWAĆ!

Procedura bezpiecznego rozładowania ekranu (robicie to na własną odpowiedzialność):

Najpierw wyłączcie TV z pilota. Większość nowszych (po 1995) telewizorów CRT jest wyposażona w układ automatycznie rozładowujący kineskop i powinien on wtedy sam pozbyć się zgromadzonego napięcia po wyłączeniu telewizora. Może temu towarzyszyć ciche pyknięcie. Czekamy 10 sekund. Dopiero potem klikamy wyłącznik główny i wyciągamy wtyczkę z kontaktu.

Nie oznacza to jeszcze że kineskop na pewno jest rozładowane – nie ma pewności że Wasz telewizorek ma sprawny układ rozładowujący, ani że ma go w ogóle. Dlatego KONIECZNIE przeprowadźcie procedurę rozładowania CRT i powtarzajcie ją po każdym podłączeniu kineskopu do prądu.

Na początek obejrzyjcie tutorial jak to się robi. Nie brakuje ich w internecie, np. tu.

Potrzebne Wam będą:

• Śrubokręt, najlepiej płaski, którego końcówka przewodzi prąd ale z dobrą izolacją od strony użytkownika
• Kabelek z krokodylkami na obu końcach, jeden do zapięcia na śrubokręcie, drugi na masie. Tak tworzymy narzędzie do rozładowywania CRT.
• Rękawiczki, wykonane z nieprzewodzącego materiału, np. gumy
• Jakaś inna osoba żeby obserwowała czy nadal żyjecie

Ekran jest teraz rozładowany i można pomierzyć jego wymiary.

Uważajcie przy tym żeby nie nadwyrężyć szyjki kineskopu, na której czubku znajduje się mała płyta główna. W żadnym wypadku nie wolno łapać za żadne jej elementy, bo można przez przypadek rozstroić konfigurację kineskopu albo ją wyłamać. Nawet delikatne wygięcie konektora na płytce, która łączy się z płytą główną telewizora może rozszczelnić kineskop i doprowadzić do jego zapowietrzenia, co jest nieodwracalne. Po prostu trzymajcie ręce jak najdalej od szyjki. Ta zasada sprawdza się także w kontaktach z ludźmi.

Projekt

Z początku, jako miłośnik Wolnego Oprogramowania chciałem zrobić projekt w FreeCAD, ale ten program mnie pokonał. Więc jako CAD-owa noga przystałem na webowym Tinkercad, który jest znacznie bardziej przystępny dla początkujących projektantów_ek. Oto efekty mojej pracy:

Jak się okazało później, nie były one idealne i trzeba było pare rzeczy potem pozmieniać w trakcie składania – największym problemem było niepoprawne pomierzenie długości kineskopu (nie wziąłem pod uwagę wybrzuszonego środka ekranu, lecz jedynie jego brzegi). To oznaczało, że przy składaniu musiałem zmienić jego pozycję jak i całego panelu z głośnikami powyżej niego. Ale o tym później. W projekcie brakuje też półeczki która oddziela część “szafkową” od części “elektronicznej”.

Panel sterowania

Budowę zacząłem od panelu sterowania. Nie mogłem znaleźć odpowiednich części w polskojęzycznym internecie, więc części kupiłem na stronie Arcade World UK. Niestety oznaczało to dopłacenie sporo za wysyłkę z Jukeju. Wybrałem głównie części z wyższej półki stosowane w japońskich i europejskich automatach w salonach gier, bo zależało mi na oryginalnych doznaniach. Jednak Wy możecie tu sporo zaoszczędzić używając chińskich zamienników, oczywiście kosztem wytrzymałości i solidności.

Nie musicie się też kierować moim przyciskowym gustem – możecie zaprojektować zupełnie inny układ dla swoich przycisków, joysticków i innych wichajstrów. Jest bardzo dużo opcji do wyboru – w tym też inne urządzenia sterujące jak spinnery, trackballe, kierownice, joysticki analogowe itd.

Przed rozpoczęciem planowania panelu sterującego polecam zapoznać się ze stroną Slagcoin, na której znajdziecie wyczerpujące informacje o różnych rodzajach joysticków i przycisków, w tym opisy ich działania i konstrukcji.

Zamówiłem następujące części (ceny mogły ulec zmianie od 2018 r.):

Ilość	Typ	Opis	Cena razem
2	Seimitsu LS-40 Arcade Joystick (link)	Klasyczny solidny joystick z dość krótkimi dystansami przełączania. Jego popularność pozwala na dobór wielu różnych akcesoriów takich jak bramki restrykcyjne, ball topy, bat topy itp. W zestawie uniwersalna bramka restrykcyjna (dość średnia imo, więc dokupiłem lepszą).	£31.98
2	KOWAL LS-32 Octopus Octagonal Restrictor Gate (link)	8-kierunkowa bramka restryckyjna – kawałek plastiku ograniczający odpowiednio ruchy joysticka, by ułatwić wykonywanie precyzyjnych ruchów	£4.50
12	Seimitsu PS-14-DN 24mm Screw In Arcade Button (link)	Główne przyciski akcji na górze panelu. Są wypukłe. Charakteryzują się dość małą średnicą i krótkim, płynnym skokiem – nie męczą rąk przy graniu i pozwalają na szybkie reakcje.	£21.00
2	Suzo Happ Standard Concave Arcade Button (link)	Wklęsłe przyciski “wrzucające” monety. Są duże, mają długi skok na końcu którego satysfakcjonująco klikają. Można im przydzielić inne zadanie jeśli planujecie zamontować prawdziwy wrzutnik monet, np regulację głośności.	£3.30
2	Black Classic Arcade Start Button (link)	Wklęsłe przyciski startu gry – z odpowiednimi nadrukami dla gry single- i multi-player. Jest to tania kopia przycisków Suzo- Happ i dają dość podobne wrażenia poza mniej przyjemnym klikiem (tańszy microswitch).	£2.10
1	Insulated Daisy Chain Harness With 32 Crimp Connections	Kabel daisy chain. Przyda się by połączyć wszystkie przyciski do wspólnej masy. Można go też zrobić samodzielnie.	£2.50

Pora na elektronikę sterującą pozwalającą potem podpiąć to wszystko do naszego Raspberry Pi. Można oczywiście kupić taką profesjonalną płytkę i podpiąć do niej wszystkie przełączniki. Jest to na pewno wygodny sposób, ale trochę drogi – wolałem to zrobić po taniości. Pomysł podsunął mi znów w.w. filmik Archona gdzie pokazuje jak przylutować arcade’owe przyciski do kontrolera od Famiclona.

Zastosowałem dokładnie tą samą metodę, którą opisał, jednak zamiast padów od Famiclona użyłem tanich padów USB do PC-ta. Takie pady można znaleźć za grosze w internecie, albo gdzieś na dnie szuflady – ja skorzystałem z obu źródeł.

Pady mogą być nawet uszkodzone – o ile płytki kontrolne wewnątrz są całe, po to ich potrzebujemy. Badziewne obudowy i przyciski możemy spokojnie umieścić tam gdzie ich miejsce, czyli w koszu.

Mimo, że jeden kontroler leżał u mnie w szufladzie od 2006 roku a drugi specjalnie kupiłem na Allegro dla tego projektu, oba dziwnym trafem miały w środku identyczną płytkę kontrolną, choć pady miały różnych producentów i wyglądały zupełnie inaczej.

Linux wykrywa je jako DragonRise Inc. Gamepad

Uważajcie na to, bo fakt, że obie płytki mają dokładnie takie same ID dla komputera potem powoduje masę konfliktów i problemów które ciężko rozgryźć. Lepiej kupcie kontrolery z dwiema różnymi płytkami.

Możecie kierować się po prostu instrukcją Archona którą podlinkowałem powyżej. Do każdej płytki stykowej przycisku na PCB kontrolera należy przylutować kabelek z wyprowadzoną końcówką do podłączenia do microswitcha. Należy uważać żeby każdy z kabelków był przylutowany po przeciwległej stronie od masy (warto sprawdzić multimetrem). Do masy przylutowujemy kabelek daisy chain z wieloma wyprowadzeniami. Do każdego microswitcha podpinamy do jednej nóżki kabelek połączony z płytką stykową przycisku, od drugiej kabelek daisy chain do masy. W ten sposób, za każdym razem gdy naciśniemy microswitch, płytka kontrolera zarejestruje wciśnięcie przycisku.

Polecam zastosować kabelki dłuższe niż na zdjęciach – wyszło mi trochę ciasno i kilka z nich musiałem potem przedłużyć. Warto też nakleić do każdego kabelka karteczkę z nazwą przycisku, który zastępuje. Można też zabezpieczyć dodatkowo luty przed złamaniem za pomocą kleju na gorąco.

Po popodłączaniu wszystkich przycisków i joysticka warto podpiąć całą konstrukcję do komputera i przetestować czy wszystkie przyciski funkcjonują.

Całą operację powtarzamy 2x, bo każdy z dwóch zestawów joystick+przyciski na panelu naszego automatu będzie podłaczony jako osobny kontroler.

Kolej na sam panel kontrolny, na którym zamontowane będą przyciski. Model z TinkerCADa zaimportowałem do FreeCAD i po dłuższej zabawie udało mi się zrobić rysunek poglądowy ze wszystkimi kątami i wymiarami.

Zamówiłem jego wykonanie z czarnej blachy S235 o grubości 2 mm, co kosztowało 135 zł. Nie zamówiłem jednak wycięcia otworów, bo chciałem spróbować zrobić to samemu. To był duży błąd, który kosztował mnie masę frustracji i zmarnowanego czasu. Jeżeli macie taką możliwość zamówcie panel z już wywierconymi metodą CNC otworami.

Wycinając dziury w panelu lub zlecając je, możecie skorzystać z tej templatki (uwaga – nie ma tu otworu na opcjonalny spinner, który omawiam później). Właściwe wymiary to 60×40 cm w 300 ppi:

Z tej okazji kupiłem używaną wiertarkę stołową, jednak jak się okazało w sumie nie była zbyt użyteczna. Udało mi się wywiercić tylko niektóre otwory na górne przyciski, korzystając z wierteł stożkowych, chłodząc je wodą i utrzymując wiertarkę na niskich obrotach. Nie dało się ustawić panelu pod takim kątem, żeby zmieścił się pod wiertłem we wszystkich potrzebnych miejscach – był po prostu za duży. Efekt nie był zadowalający.

Tu na kilka miesięcy utknąłem i nie wiedziałem co dalej zrobić – zastanawiałem się nad zamówieniem kolejnego panelu, tym razem z już wywierconymi otworami. Wkrótce zaczęła się pandemia. W końcu straciłem do reszty motywację i projekt poszedł w odstawkę.

Do budowy powróciłem w lecie 2020 r. Tym razem zdecydowałem się spróbować wywiercić otwory z pomocą wiertarki ręcznej – sukces!

Takie wiercenie w metalu trwa bardzo długo i jest bardzo głośne. Jeżeli się na nie zdecydujecie postarajcie się robić to z dala od ludzi, w szczególności sąsiadów z innych pięter. Moi chyba nie byli zadowoleni.

Następnie, w wywiercone otwory wkładamy na próbę przyciski i i dokręcamy plastikowymi nakrętkami. Jeżeli któreś nie chcą się zmieścić, można poprawić otwory pilnikiem.

Joysticki zamontowałem za pomocą śrub o gwincie 3,5mm i dlugości 4 cm, dokręcone nakrętkami samokontrującymi, by nie odkręcały się przy gwałtownym szarpaniu joystickami.

Jeżeli wszystkie przyciski i joysticki pasują, można znów podłączyć całą elektronikę tak jak wcześniej i przetestować na PC. Ja sprawdzałem to wszystko linuxowym programem JStest-GTK. Można już używać panelu do grania na kompie. Właściwie w tym miejscu poradnika możemy zakończyć budowę i będziemy mieć bardzo solidny kontroler arcade pod USB. Tylko mocowanie trochę niewygodne.

Wycięcie drewna

Kiedy już nacieszyłem zmysły fantastycznymi wrażeniami z grania na prawdziwych, arcade’owych przyciskach i joystickach (rany, jak to bosko klika), napisałem do kilku firm zajmujących się wycinką drewnianych formatek. Oczywiście, możecie też wyciąć je sami z surowej płyty MDF o grubości 1,6 mm. Ja jednak nie dysponuję ani narzędziami ani wiedzą stolarską, więc zleciłem wykonanie specjalistom od CNC. Kosztowało mnie to 350 zł + transport. Jeśli zdecydujecie się ogarnąć drewno z odzysku i dociąć samemu, nie zapłacicie nic.

Poniżej plany rozkroju płyty MDF…:

…i szczegółowy plan fikuśnych ścianek bocznych:

Mobilność

Zależało mi na tym, żeby automat był mobilny, tak żeby dało się go łatwo wytoczyć z mieszkania, załadować do auta i zawieźć np. w jakąś fajną miejscówkę, gdzie mógłby zbierać kasę na jakiś dobry cel. Oryginalnie moim zamysłem było wypożyczanie go do Cafe Kryzys, ale… wiemy co się stało w grudniu 2021, kiedy skończyłem budowę. Może jednak dobrze, że nie trafił tam wcześniej.

W tym celu kupiłem 4 obrotowe koła 75 mm z hamulcem, każde z nich jest zdolne unieść 50 kg, więc w zupełności wystarczą do naszego zastosowania. Hamulce są tu bardzo ważne, bo automat musi pozostawać stabilny i nie odjeżdżać na boki w trakcie gry.

Za pomocą wkrętów przymocowałem zestawy jezdne w kątach kwadratowej płyty podłogowej, każdy w odległości 3 cm od sąsiednich ścianek.

Złożenie tego wszystkiego do kupy

Składanie drewnianych elementów razem okazało się bardzo satysfakcjonujące. Coś, co istniało wcześniej tylko na ekranie komputera zaczynało przybierać formę w rzeczywistości. Mimo dość potężnych rozmiarów dałem radę zmontować automat w moim malutkim mieszkanku.

Wszystkie powierzchnie są łączone za pomocą plastikowych łączników kątowych. Są bardzo wygodne i bez problemu utrzymują sztywność konstrukcji. Warto wyposażyć się w dwa opakowania po 12 szt. Wolałem nie używać kleju do łączenia drewna, i słusznie, bo automat dzięki temu łatwo było rozebrać gdy niechybnie coś spieprzyłem.

Składanie zacząłem od tylnej ścianki, później dodałem jedną boczną i do niej domontowałem pozostałe ścianki. Zapewniło mi to wygodny dostęp do środka, co przydaje się podczas montażu kolejnych elementów

Mocowanie (się z) CRT

Teraz ramka, na której będzie zamocowane CRT. Trzeba ją wyciąć z jednej z zamówionych formatek. Tak, wiem, ta na zdjęciu jest bardzo krzywo wycięta. Na razie wszystko jedno, bo i tak trzeba ją będzie jeszcze dopasować do wymiarów kineskopu. Wycinanie przy braku porządnych narzędzi oznaczało wywiercenie wiertarką dziurek wzdłuż ścianek prostokątnego otworu i potem wycięcie ich małą piłką. Potem wszystko zostało wyszlifowane.

Czyli znowu muszę rozebrać telewizor, tym razem już na zawsze. Z plastikowej obudowy możecie zrobić akwarium czy coś. Albo domek dla kota? Jedynym limitem jest wyobraźnia.

Na tak przygotowany kineskop, do którego dostępu nie otaczały już żadne kable, nałożyłem ramkę. Na początku dziura nie pasowała więc ostrożnie szlifowałem brzegi do skutku aż kineskop zmieścił się w drewnianej ramce a jego metalowa ramka przylegała do niej bez żadnych oporów. Niedobrze byłoby potem dokręcając śruby uszkodzić kineskop. Zaznaczyłem markerem 4 punkty, w których kineskop byłby do niej przykręcony. Użyjemy tych samych mocowań śrub, które wcześniej trzymały kineskop w plastikowej ramce.

Na razie zostawiłem monitor na tapczanie i zająłem się dokończeniem konstrukcji drewnianej, żeby móc oszacować gdzie będzie zamocowana ramka z kineskopem.

W tej chwili automat przybierał już całkiem konkretną formę. Widzieć coś tak dużego, co jak dotąd istniało tylko na ekranie komputera zrealizowane we własnym salonie to naprawdę cudowne uczucie.

DIY panel z wyprowadzeniami przycisków od TV (Opcjonalne)

Jako, że telewizor dostałem bez pilota, i założyłem (niesłusznie), że pilot i tak nie będzie działać po zamknięciu elektroniki w automacie. Musiał być jednak jakiś sposób na sterowanie TV. Nikt normalny nie będzie przecież gmerać na oślep ręką obok włączonego CRT po przyciskach na odsłoniętej płycie głównej pod wysokim napięciem żeby zmienić źródło obrazu albo wejść do menu. Z tego powodu zrobiłem bardzo prosty panel kontrolny, który miał wyprowadzone wszystkie przyciski z płyty tv do przedniej, łatwo dostępnej części automatu.

W sumie nie musicie tego wcale robić – jak się później okazało fabryczny pilot na podczerwień działa bardzo dobrze i jest łatwo dostępny w sieci. Jednak jeśli z jakiś przyczyn nie możecie go dostać, można się pokusić na takie rozwiązanie.

Osadzenie CRT w automacie

Najpierw pomalowałem ramkę, wiedząc, że po zamontowaniu w niej kineskopu nie będę już mógł tego zrobić.

Zdecydowałem się na farbę akrylową Luxens koloru czarny matowy. Bo taka była akurat w sklepie obok. Po każdej warstwie matowiłem farbę delikatnie papierem wodnym.