Сборка портативной игровой консоли-клона Arduboy на Arduino Micro с проектированием PCB

Компоненты и материалы

• Arduino Pro Micro (5V, ATmega32U4) — 1 шт. (в оригинале использован Arduino Micro, но Pro Micro проще для PCB)
• OLED-дисплей 128×64 SPI (SSD1306) — 1 шт.
• Тактильные кнопки 6 мм — 6 шт. (UP, DOWN, LEFT, RIGHT, A, B)
• Пьезо-динамик — 1 шт.
• RGB-светодиод общий анод — 1 шт.
• LiPo аккумулятор 3.7V (например, 380 мАч) — 1 шт.
• Модуль зарядки/буста MT3608 — 1 шт. (или готовый модуль)
• Печатная плата (PCB) — заказ по Gerber-файлам (JLCPCB и т.п.)
• Корпус — 3D-печать (опционально, не входит в базовый комплект)

О проекте

Arduboy — открытая 8-битная игровая платформа (ATmega32U4, тот же чип, что в Arduino Pro Micro). Игры пишутся пользователями, загружаются через Arduino IDE. Автор решил не просто собрать на макетке, а спроектировать собственную PCB в EasyEDA — отличный учебный проект для освоения проектирования плат.

Шаг 1: Необходимые детали (для макетной платы)

Список выше. На макетке проверяется работоспособность схемы перед заказом PCB.

Шаг 2: Тестирование на макетной плате

Распиновка (Arduino Micro / Pro Micro):

Шаг 3: Установка пакета Homemade Arduboy и загрузка игр

1. Arduino IDE → File → Preferences → Additional Boards Manager URLs: добавьте https://github.com/MrBlinky/Arduboy-homemade-package/raw/master/package_mrblinky_homemade_arduboy_index.json
2. Tools → Board → Boards Manager → поиск «homemade» или «Arduboy homemade» → Install Arduboy Homemade.
3. Tools → Board: Homemade Arduboy
4. Tools → Bootloader: Cathy3K
5. Tools → Based on: SparkFun Pro Micro 5V - Alternate Wiring
6. Tools → Core: Arduboy optimized core
7. Tools → Display: SSD1306
8. Скачайте игру (файл .ino) с ArduboyGames или форумов, откройте и загрузите.

Шаг 4: Проектирование PCB в EasyEDA

1. Создайте схему (Schematic). Подписывайте выводы аккуратно — упростит отладку. Проверяйте footprint'ы компонентов.
2. Convert to PCB → новый холст с фуутпринтами.
3. Определите Board Outline (слой BoardOutline, инструмент Track).
4. Разместите компоненты логически, ориентируясь на Ratlines (воздушные проводники).
5. Проложите трассы: сигнальные — 0.254 мм, силовые — 0.6 мм. При необходимости переходите на Bottom Layer через Via (клавиша V во время трассировки).
6. После всех соединений, кроме GND: инструмент Copper Area → обведите контур платы, Net = GND → создаст полигон земли.
7. Тщательно проверьте DRC (Design Rule Check).
8. Generate Fabrication File → Gerber-архив для производства.

Примечание автора: Буст-конвертер на MT3608 на плате работал без нагрузки, но при подключении нагрузки напряжение просело. В репозитории предусмотрен фуутпринт для готового модуля MT3608 (который и был использован в итоге). Причина — неоптимальная разводка высокочастотных контуров (индуктивность, ширина дорожек). Даташит MT3608 дает строгие рекомендации по лейауту.

Шаг 5: Монтаж PCB

• PCB заказаны у JLCPCB, компоненты — у LCSC (совместная доставка экономит).
• Пайка SMD: много флюса — ключ к качеству. Первая попытка автора удалась хорошо.
• Промывка изопропиловым спиртом после пайки.
• LiPo 380 мАч дает 3–4 часа игры (ток 50–100 мА).

Шаг 6: Наслаждайтесь!

Вставьте батарею, загрузите любимую игру — и играйте. Проект научил проектированию PCB, работе с EasyEDA, заказу плат и SMD-пайке.

Ресурсы

• GitHub (Homemade Arduboy Package): MrBlinky/Arduboy-homemade-package
• Gerber-файлы для заказа PCB: в разделе «Schematics» (arduboy_clone_gerber_yvffyEUbDE.zip)