ArcadeBartop

L'objectif de ce projet est de réaliser une borne d'arcade de type "bartop" pour deux joueurs. Le format permet de facilement déplacer le jeu et minimise les coûts de réalisation. Par ailleurs permettre à deux joueurs est un point positif pour ne pas isoler une seule personne sur son écran.

Contexte

L'idée est de rassembler les jeunes du PlomAdo autour d'un projet dont le résultat final peut les motiver. La réalisation nécessitera des compétences en bricolages telles que des assemblages bois, du montage de composants electro-mécaniques, et un peu d'informatique.

Certaines étapes étant inaccessibles au jeunes sans prendre de risques seront réalisés en avance de projet par un encadrant.

Design

Inspirations

Premièrement cette vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=sg_1dHIOXsM qui détaille pas à pas et de manière claire les étapes à suivre pour la réalisation.

Par ailleurs cette réalisation par Edulab - FabLab de l'université de Rennes 2 qui me semble très bien réalisée.

Ou alors celle des Fabriques du Ponant sur le meme principe : https://www.wiki.lesfabriquesduponant.net/index.php?title=Fabriquer_une_borne_d%27arcade

Les atouts de cette réalisation me semblent être :

• Caisson en bois, donc façonnable localement et à faible coût. Permet d'avoir des étapes de réalisations fait par les jeunes.
• Le tablier où reposent les mains et bouton est large et sans bords montants ce qui permet de ne pas être trop serrés
• L'écran est bien renfoncé, ce qui permet d'intégrer les haut parleurs sur le dessus et limitera la dispersion sonore, et qui part son renfoncement améliore la visibilité en plein jour en limitant les reflets.

Pour la largeur, nous allons partir sur une largeur de caisse de 50cm ce qui permet à deux personnes d'être au coude à coude en jouant avec.

Matériel

Afin de limiter au maximum le matériel nous allons tenter de récupérer un maximum de quincaillerie, par ailleurs pour un maximum de rigidité les panneaux de bois seront collés en rainure, à l'exception de la face arrière et du support d'écran.

Les composants majeurs sont :

• L'alimentation électrique, nous auront besoin d'un cordon 230V avec fiche Europe et d'une alimentation 230Vac->12Vdc. Le 12Vdc servira à alimenter l'amplificateur audio. Nous aurons besoin d'un DCDC convertissant le 12Vdc en 5VDC d'une capacité de 3A pour alimenter le RaspberyPi.
• L'écran qui est probablement à récupérer ou à acheter d'occasion sur le bon coin. Et le RaspberyPi, j'en fais don car j'en ai plusieurs non utilisés dans des tiroirs.
• Les contrôles, là il faudra acheter un kit de bouton + convertisseur vers USB.
• Le caisson qui sera pré-découpé par un membre et assemblé en atelier par les participants.

Le Kit de boutons se compose de boutons "Actions" et de joysticks pour les jeux en nécessitants un. Par ailleurs des cartes permettent de convertir les signaux de ces boutons en USB au meme titre qu'un clavier de PC.

Le schéma de câblage est fourni avec le kit ainsi que tous les câbles donc c'est un jeu d'enfant de raccorder tout cela:

Caisson bois

Le caisson de bois sera réalisé à partir de lamellé collé de pin ou d'OSB afin de limiter les coûts de réalisation. Sa taille dépendra de l'écran retenu pour le projet :

• Pour un écran jusqu’à 22 pouces, une largeur de 50cm peut suffire
• Au delà il faudra l'adapter à la taille de l'écran

Pour les réalisations en bois, il n'y a rien de plus simple que d'utiliser SketchupMake version 2017 qui est la dernière version gratuite de Sketchup.

Un éclaté du caisson est représenté ci-dessus, le caisson modélisé fait 60cm de largeur et l'écran est un vieux 19 pouces au format 4:3.

Une fois le modèle réalisé, on utilise l'outil OpenCutList pour réaliser le calepinage et préparer les découpes des différentes pièces, ci-dessous ce que cela pourrait donner sur un panneau complet:

Logiciel d'Arcade

La solution la plus simple et à jour est d'utiliser une distribution Linux appelée Recalbox (voir site internet https://www.recalbox.com/fr/). Pour son installation, le plus simple est de se procurer l'outil RaspberryPi Imager et une carte SD d'au moins 32 Go. Cet outil permet de transférer l'OS sur la carte SD pour le Raspberry en notre possession.

L'outil RaspberryPi Imager est disponible ici : https://www.raspberrypi.com/software/

À l'ouverture de l'outil, il est demandé de choisir trois options :

• Le modèle de RaspberryPi, le nôtre est un PI 3
• L'OS que nous souhaitons installer sur la carte SD, ici RECALBOX
• La destination pour la carte SD, sélectionner ici la carte SD insérée dans l'ordinateur.

Choisir le matériel qui sera utilisé pour la borne d'arcarde, ici on utilise un RaspberryPi 3

Après avoir cliqué sur Suivant, on choisir l'OS dans la catégorie "Emulation and game OS"

Puis sélectionner "Recalbox"

Après avoir cliqué sur suivant, cliquer sur "Recalbox - Raspberry Pi 3" afin de selectionner le bon système d'exploitation pour notre matériel.

L'étape suivante consiste à choisir la carte SD cible pour y copier l'OS. Ici nous choissons une carte SD de 32 GB

Avant d'écrire sur la carte, le logiciel propose un petit résumé de ce qui sera installé

Après avoir validé que l'on souhaite bien écrire sur la carte SD, le processus de téléchargement de l'image et de l'écriture des données sur la carte SD commence.

Ne retirez pas la carte et n'éteignez pas l'ordinateur avant d'avoir eu la confirmation de l'écriture terminée:

Une fois que le logiciel à bien été transféré sur la carte SD, la carte doit être insérée dans le RaspberryPi.

Puis brancher un écran sur le port HDMI du RaspberryPi. Ensuite, il faut l'alimenter en 5 V (maximum de 5,25V) afin de vérifier qu'il fonctionne bien et que l'OS a bien été installé.

Le système d'exploitation démarre et initialise plusieurs paramètres afin de bien fonctionner. Pendant cette période d'initialisation, plusieurs écrans vont apparaitre. Simplement attendre qu'ils défilent et que toute l'installation se fasse.

L'écran ci-dessous indique qu'il est possible d'installer des manettes. Cependant, pour ce projet nous allons utiliser des boutons et joysticks sur la boite d'arcade.

Et ci-dessous, le dernier écran qui s'affiche durant l'installation. Je le considère important celui-là car il indique comment ajouter des jeux sur le système après l'avoir démarré. Par défaut il faut savoir que Recalbox est fourni avec de nombreux jeux open source et sans droits. Il est cependant possible d'en ajouter d'autres ultérieurement.

Une fois l'installation terminée, Recalbox propose une sélection d'anciennes consoles de jeux et de jeux librement distribués (libres de droits). Ici un jeu programmé pour un Vectrex (console des années 80) sur lequel je jouais étant jeune, le jeu a été programmé par les étudiants de l'Université de Pforzheim en 2006 (voir la page web des étudiants : https://itwww.hs-pforzheim.de/daten/mitarbeiter/johannsen/vectrex_2025/vectrex_academy_2025.htm )

La partie logicielle a été rendue très simple et accessible et ne représente pas de challenges particuliers.

Afin de transférer des jeux supplémentaires, différentes méthodes existent et des tutos peuvent être trouvés sur Youtube. Pour ma part, dans le but de faire simple et efficace, je recommande d'utiliser un câble RJ45 entre un PC et le RaspberryPi.

Ensuite sur le logiciel Recalbox, taper la touche "Entrée" du clavier pour accéder au menu principal. Une fois dans le menu, descendre jusqu’à atteindre la ligne "Network" pour afficher les paramètres réseau.

Une fois sur cette ligne, taper sur la touche "Q" pour sélectionner la ligne. Cela va vous afficher l'IP assigné par l'ordinateur au RaspberryPi

Maintenant avec l'IP, on peut utiliser l'ordinateur pour accéder aux fichiers partagés sur le RaspberryPi en tapant ceci dans un explorateur de fichiers "\\169.254.134.131\share"

Une bonne vidéo pour installer des jeux est la suivante : https://www.youtube.com/watch?v=dTxXemfUz4E

Un autre moyen d'accéder à la Recabox est d'utiliser son adresse IP pour afficher une page http dans un navigateur

Depuis cette page web il est intéressant d'ajuster les paramètres, par exemple la langue d'affichage et la disposition du clavier.

l'Alimentation électrique du RapsberryPi est exigeante, il faut réguler la tension a 5V et pouvoir fournir 2A de courant. Dans notre projet, nous allons avoir une alimentation de 12V pour l'amplificateur des haut-parleurs, il nous faut donc un régulateur abaisseur de tension pour passer de 12V à 5V.

Nous utiliserons un petit module réglable. Attention à bien le régler à 5V avant de le connecter au RaspberryPi

Découpes bois

Pour commencer, nous allons réaliser un gabarit. Ce gabarit va servir à la réalisation des deux côtés de manière parfaitement identiques.

Pour les côtés, partir d'une planche rectangulaire aux dimensions suivantes:

A partir de l'avant, garder une hauteur de 110mm, puis tracer un trait avec un angle de 107 degrés d'environ 99mm de long. Dépasser un peu afin de pouvoir tangenter l'arc de cercle plus tard.

A 6mm du bord, et 390mm de hauteur, tracer un cercle

Pour réaliser cet arc de cercle, fabriquons un "compas en bois" à partir d'une planche, clouée sur le centre du cercle, que l'on va faire tourner pour tracer le cercle au stylo.

Sur la face arrière, à 500 mm de hauteur prendre un point et tracer une droite avec un angle de 124 degrés, cette droite va arriver sur le haut de la à partir

Environ 10mm plus loin, retracer une droite avec un angle de 124 degrés. L'écartement de 10mm va servir ensuite a arrondir les angles

On décale de 10mm sur la droite pour tracer la deuxième droite. Elle doit recouper l'arc de cercle.

Ensuite viennent les étapes de découpe. Pour faire l'arc de cercle, nous utiliserons une défonceuse montée en "compas" sur une planche en bois. Le reste des découpes droites se font à la main et a la scie sous table.

Pour que l'arc de cercle soit beau, nous allons fabriquer un compas à l'aide d'une planche clouée, sur laquelle nous installons une défonceuse et une fraise. En plongeant la fraise dans le bois et en pivotant autour du clou, nous avons un arc de cercle parfait.

Avec une fraise droite, on découpe l'arc de cercle. Attention a garder une petite partie de bois à l'avant et sur le côté, sinon la pièce n'est plus maintenue en place. Attention aussi a placer un martyr sous la planche afin de ne pas découper l'établi.

Pour le petit plat à l'avant, je le fais à la main afin d'avoir une grande précision et de tangenter parfaitement l'arc de cercle.

J'installe ensuite le gabarit sur la scie sous table pour découper les faces du haut.

Et voilà le gabarit réalisé, recto et verso

Maintenant que le gabarit est réalisé, nous allons nous en servir pour découper les deux côtés du coffre en bois de la borne d'arcade. Pour ce faire, nous pouvons utiliser de l'OSB ou du contre-plaqué, car ces panneaux sont simples à travailler et stables (ils ne travaillent pas comme le bois brut avec les variations d'hygrométrie).

Tout d'abord sur ma planche d'OSB, je trace le contour du gabarit au feutre. Il n'y a pas besoin d'être très précis car nous allons couper autour avec une scie sauteuse.

Pour la découpe, essayer de couper "en dehors" du trait de la pièce, de manière à avoir une forme légèrement plus grande que le gabarit. Ne pas faire trop grand non plus sinon le passage a la défonceuse sera + difficile.

Une fois les découpes réalisées, nous avons deux pièces approximativement à la bonne forme. Il faut maintenant utiliser le gabarit et une fraise à copier sur la défonceuse

On va visser le gabarit sur la pièce en trois points, attention a ne pas prendre de vis trop longue pour ne pas dépasser de l'autre côté.

Il faut maintenant monter une fraise à copier sur une défonceuse, et à l'aide de cet outil, nous allons faire rouler la fraise sur tout le pourtour du gabarit. Cela va donc "copier" la forme de notre gabarit sur la planche en dessous.

Régler la hauteur de la fraise pour qu'elle dépasse légèrement en haut et en bas. Bien garder le roulement en appui sur le gabarit. Nous allons maintenant suivre le gabarit avec la fraise à copier pour reproduire la forme exacte du gabarit dans l'OSB.

Avec le passage de la défonceuse et de la fraise a copier, on voit que la forme du gabarit à bien été reproduite dans l'OSB (à droite de l'image ci-dessous) et que j'avais bien coupé légèrement plus grand à la scie sauteuse (à gauche de l'image)

Attention les fraise droites HSS brasé ne font pas bon ménage avec l'OSB, elle se désaffute très rapidement. Si la coupe est difficile ou si des marques de brûlé apparaissent, changer de fraise car elle est désaffutée. Il faut utiliser dans l'OSB une fraise carbure.

Une fois les contours réalisés à la défonceuse, on obtient deux formes identiques au gabarit :

Viens maintenant la découpe de tous les panneaux "rectangulaires". Pour commencer on trace des ébauches sur un panneau en utilisant le gabarit. Chaque longueur sur le gabarit va servir a faire l'ébauche d'un panneau.

Après découpe nous avons les panneau rectangulaires, il est important d'avoir les "largeurs" toutes identiques.

Il faut maintenant s'occuper de certains angles. Sur le panneau arrière nous avons un angle de 124°, il faut donc régler la lame de la scie sur un angle complémentaire 124-90 = 34°

On recommence pour la face avant, nous avons un angle a 107°, il faut donc le couper à cet angle. Pour ce faire il faut régler l'angle de la lame de la scie sur 107-90 ==> 17° d'angle de lame.

Pour la face avant, ne pas oublier de retirer l'épaisseur du plateau sur lequel on viendra poser nos mains et les boutons de commande. Ici je retire 18 mm d'épaisseur pour laisser place au plateau.

Une fois tous les angles découpés, on peut représenter sur un des côté l'emplacement des panneau, et aussi l'emplacement que prendra approximativement l'écran.

Essais