Progetto di una console Bluetooth di videogiochi retrò con Arduino e HC-05

In questo articolo descriveremo passo-passo il progetto di una console Bluetooth di videogiochi con cui si giocava decine di anni fa.

Descrizione del progetto

Il progetto qui descritto, oltre alla componentistica hardware e software, include le istruzioni per la realizzazione del contenitore dei moduli elettronici della console mediante la stampa 3D utilizzando lo strumento software Fusion 360 e file di progetto 3D. Il progetto prevede inoltre la possibilità di personalizzare la console con un tocco di stile retrò e creatività. La console è in grado di emulare diversi giochi classici a partire dai giochi degli anni ‘70. Basta collegare la console via Bluetooth al telefono cellulare utilizzabile come controller per iniziare a giocare. In Figura 1 è riportato lo schema elettrico della console.

Figura 1: Schema elettrico della console

La circuiteria della console è costituita da tre componenti: microcontrollore Arduino UNO, Matrice WS2812 di 64 led RGB e modulo Bluetooth HC-05. La matrice WS2812_8x8 (U2) è controllata dal pin 12 di Arduino (U1), mentre il modulo Bluetooth HC-05 (U3) dai pin 10 e 11 che consentono la comunicazione seriale (software) fra Arduino e l’HC-05. La matrice e il modulo HC-05 sono alimentati a +5 V tramite i pin 5V e GND di Arduino. Arduino può essere a sua volta alimentato via USB collegandolo ad un computer oppure ad un alimentatore esterno a +5 V.

Alimentazione della console

Per alimentare la console potete utilizzare diverse opzioni a seconda delle proprie esigenze, ad esempio tramite USB collegando un cavo USB dalla scheda Arduino al computer, ad un alimentatore esterno a 5 V, oppure ad un power bank, così da rendere portatile la console.

Realizzazione pratica

Materiale necessario

• Matrice Neopixel WS2812 8x8
• Scheda Arduino UNO R3
• Modulo Bluetooth HC-05
• Cavi jumper Dupont
• Alimentatore esterno (opzionale)
• Adesivo a contatto
• Nastro biadesivo
• Contenitore adatto/stampato in 3D (vedi istruzioni di stampa)

Tutto il materiale su elencato può essere acquistato su Amazon o in qualsiasi altro negozio online.

Riguardo al software, occorre solo l’installazione dell’IDE di Arduino nel computer, alcune librerie e un telefono cellulare con sistema operativo Android con connessione Bluetooth.

Stampa 3D del contenitore della console

Nota: potete saltare questa sezione se intendete acquistare un contenitore per la console.

Per realizzare la stampa 3D del contenitore della console occorre avere a disposizione una stampante 3D, filamento PLA (di colore a scelta) e Fusion 360. Per progettare il contenitore si necessita di installare Fusion 360, un potente software che rende accessibile la creazione di oggetti di design professionale. Ogni parte 3D che compone il contenitore è stata concepita per consentire di poterla modificare in base alle proprie esigenze e preferenze. Con creatività e immaginazione si può perfezionare e personalizzare ogni dettaglio prima di trasformare i progetti in prodotti tramite la stampa 3D. Quindi, se optate per progettare e creare il contenitore con la stampante 3D dovrete scaricare “Fusion 360 Source” dal sito https://adafru.it/oCs. Di seguito sono elencati i link dei siti da cui scaricherete i file di progetto 3D di ogni parte del contenitore.

• Corpo: (https://content.instructables.com/FBY/QGFZ/LT5T3LS9/FBYQGFZLT5T3LS9.stl)

• Coperchio: (https://content.instructables.com/F1X/GP4I/LT5T3LU1/F1XGP4ILT5T3LU1.stl)

• Supporto per antenna (Opzionale: se desiderate rendere l'aspetto della console come una TV, stampate anche il supporto per l'antenna):

(https://content.instructables.com/FZF/24JK/LT5T3LUZ/FZF24JKLT5T3LUZ.stl)

Prevedete di utilizzare uno spessore del filamento di 0,2 mm e un riempimento del 20% per un ottimo risultato. Non dimenticate di attivare i supporti per la stampa del corpo, se necessario, che rimuoverete dopo la stampa. Completata la stampa delle due prime parti, fissate con adesivo il coperchio sul retro del corpo. La Figura 2 illustra il contenitore completo della console stampato in 3D.

Figura 2: Contenitore della console stampato in 3D

Assemblaggio dei componenti

Prima di procedere all’installazione della matrice Neopixel WS2812, occorre verificare che i pin siano saldati sul chip di controllo della matrice, in caso contrario, dovrete saldarli. Successivamente, utilizzate il nastro biadesivo per fissare la matrice alla parte anteriore del corpo della console. Controllate che i pin della matrice siano allineati con il foro dell'alloggiamento. Ora, prima di fissare la scheda Arduino e il modulo HC-05 all’interno del contenitore, occorre effettuare i collegamenti elettrici dei componenti seguendo lo schema elettrico di Figura 1. Completati tutti i collegamenti, utilizzate del nastro biadesivo per fissare la scheda Arduino al fondo del contenitore verificando che siano allineati i connettori con i fori corrispondenti. Il modulo HC-05 sarà fissato in un secondo momento.

Il software

Prima di procedere alla programmazione della console occorre configurare il modulo Bluetooth HC-05.

Configurazione del modulo Bluetooth HC-05

Per configurare il modulo HC-05 occorre programmare la scheda Arduino per stabilire una comunicazione con l’HC-05 tramite il monitor seriale. Quindi, copiate il codice seguente su un nuovo sketch nell’IDE di Arduino, salvatelo con un nome dopo aver selezionato la scheda con Strumenti > Scheda: “Arduino Uno”, e la porta COM con Strumenti > Porta: “COMxx”, infine caricate il codice.

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