Fabriquer ma propre console portable (v3)

Historique

C’est la 3ème itération de ma console portable faite maison que je vais vous présenter dans cet article. Chaque nouvelle version a pour but d’améliorer une ou plusieurs parties de la machine. Sur cette V3, je vais essayer d’obtenir un produit avec un niveau de finition proche d’un modèle commercialisé. La coque, l’électronique et le rendu général devront être irréprochable. Let’s go !

Les choix matériel ?

Point central du projet, c’est ici qu’il faut faire les bons choix ! Je ne souhaite pas réinventer la roue (@Airben). Le Rapsberry Pi Zero 2W sera le noyau de notre future console.

Pourquoi ce choix ?

• Les solutions logicielles actuelles tel que Retropie ou Recalbox me permettre de me concentrer sur les autres problématiques lié à la réalisation de la machine.
• Il ne consomme que très peu d’énergie, à savoir 0,6A pour 3W à plein régime
• La communauté est gigantesque, l’apprentissage n’en sera que plus facile et les futurs problèmes ont peut-être déjà une réponse sur le web
• Il est petit et fin, essentiel pour le type de machine que je souhaite réaliser

Il y a tout de même un gros bémol, au moment où j’écris cet article, il est quasiment impossible de trouver un amzn.to/3P06bUN a un prix décent. Ça devrait aller mieux en 2024 avec la sortie de nouveaux modèles selon la fondation Raspberry, restons confiants.

Techniquement, une console portable est assez simple à comprendre. Si l’on se base sur un Raspberry Pi Zero 2W, les éléments tiers nécessaires seront les suivants :

• Un écran, de taille variable mais peu énergivore
• Les commandes / manette de jeu
• Une alimentation, gérée avec des piles comme sur une Gameboy ou via une batterie et un système de recharge comme sur une Nintendo DS / Nintendo Switch
• Un amplificateur audio
• Un interrupteur on/off
• Une sortie Jack analogique pour un casque (optionnelle)
• Un potentiomètre pour régler le volume (optionnel)
• Un potentiomètre pour régler la luminosité (optionnel)

Prototype

Dans les anciens articles, j’achetais ici et là des micromodules pour gagner du temps (de l’argent aussi) et pour pallier à un manque évident de connaissance en électronique.

Par exemple, pour amplifier un son analogique, j’utilisais un amplificateur électronique miniature. Pour alimenter les machines, j’utilisais un micro module de chargement de batterie lithium. Pour la manette, j’utilisais la PCB d’une vrai manette que je démontais…

Tout cela m’a permis de comprendre “grossièrement” le fonctionnement de chaque partie d’une console portable. L’électronique est un domaine très vaste qui demande des connaissances solides et une bonne compréhension pour se lancer dans la réalisation d’un schéma personnalisé. Mais tout s’apprend…

L’écran

L’écran reste l’éternel problème sur ce type de machine. En trouver un suffisamment qualitatif, peu onéreux et fluide relève de l’exploit…

Beaucoup d’entres vous m’ont demandé pourquoi je n’ai pas choisi le port HDMI comme sortie vidéo et c’est que j’aurais pu faire. Tout d’abord, je souhaite conserver ce port pour avoir une sortie sur un écran externe et la deuxième raison, c’est qu’un port HDMI mâle vers mâle, ça prend beaucoup de place dans une machine que je souhaite fine. De ce fait, J’ai focalisé mes recherches sur des dalles très fines.

Vient ensuite la question de la taille de la diagonale. J’ai fait plusieurs tests et même si ça reste un point très subjectif, le bon compromis me semble être 3,2 pouces. Un autre point important, la consommation. Plus l’écran est grand, plus il consomme d’énergie (Ampaire).

Une fois de plus, c’est une question de compromis, ce n’est pas le meilleur mais le plus adapté pour le projet que je veux réaliser. Parmi ses modèles disponibles sur internet, et plus spécialement Aliexpress, j’ai épluché les modèles compatibles avec la librairie ILI9488.
J’ai finalement choisi un modèle dalle LCD qui ne possède ni PCB, ni dalle touch, juste l’écran. Il possède une définition de 320×240 pixels et peut monter jusqu’à 60hz en rafraichissement.
Ce modèle coute 6€ pièce :)

Les contrôles ?

Dans les articles précédents, j’optais pour une solution via USB pour la manette. Dans cette itération, j’ai testé un autre processus me permettant d’exploiter au maximum les capacité du port GPIO du Pi Zero 2W. Pour se faire, j’ai utilisé une plaque de test avec des boutons poussoir classique que l’on peut trouver assez facilement.

Pour le prototype et la première version finalisée de la console, je souhaite basé mon modèle sur un total de 12 boutons comprenant:

• Croix directionnelle: Haut, Bas, Gauche Droite
• Buttons menu: Start + Select
• Buttons d’action: A, B, X, Y
• Boutons secondaires: Left & Right

Je ne sais pas exactement où seront placés les boutons latéraux. En façade directement ou sur la tranche de la console. Tout ceci va dépendre du design final.
Je détaillerai les contrôles dans un prochain chapitres dédiées.

Son & amplificateur

Le raspberry Pi Zero 2W est une incroyable machine mais souffre du manque d’une sortie audio analogique (via un jack). Une fois de plus, et pour exploiter le potentiel maximum de la machine, je vais utiliser les ports GPIO pour obtenir une sortie audio analogique. Afin d’avoir un minimum de confort pour l’utilisateur, il faudra ajouter une sortie jack qui coupera le son du haut parleur (non implanté dans le prototype).

Le ou les haut parleurs sont des modèles 0,5W assez classiques et souvent utilisés en remplacement des modèles Gameboy par exemple. Afin d’avoir un son suffisant puissant, il faudra utiliser un amplicateur de type PAM8403. J’ai précédemment utilisé ce type de module et il fait parfaitement le travail qu’on lui demande.

Je vous détaillerai les manipulations à effectuer lors d’un prochain chapitre qui mélangera à la fois électronique et codage.

Batterie

C’est la partie la plus importante et la plus critique du projet. J’ai pris le temps de d’apprendre puis comprendre beaucoup de points en électronique avant de me jeter corps et âme dans cette partie du projet.

Sur les précédentes itérations de la machine, j’ai utilisé des modules basé sur la puce TP4056 qui gère l’ensemble des évènements lors d’une charge/décharge d’une batterie type Lithium.

Ce type de module coute moins de deux euros sur des sites comme Aliexpress ou encore 5€ sur Amazon. L’Ampairage est un élément clé. D’expérience, il faudra que ce module puisse délivrer 1A à minimat afin que chaque périphérique de l’appareil puisse être correctement alimenté.

Je vous en parle dans le prochain article. Ce chargeur est un élément central pour ce projet mais aussi pour beaucoup d’autres projet à venir sur le site. Celui que vous voyez ci-dessus a été fait par mes soins :)

Résumons

Rien de réellement bloquant dans ce projet mais il faudra étudier très sérieusement l’électronique, c’est mon gros challenge de 2023. Ça fait parti des sujets que nous allons voir. L’ultime but, je le répète, étant de faire une machine avec les même finitions qu’un modèle du commerce.

C’est parti !

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La manipulation de matériel électronique implique de respecter des règles de sécurité essentielles. Les dommages générait par une batterie au lithium peuvent générer l’équivalent d’une petite bombe incendiaire. Soyez très prudent.