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Mai Pico - Maimai 风格的迷你控制器

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为了省事，本文档是我从原先英文版翻译回中文的，高度依赖了 GitHub Copilot (GPT)，所以语气可能怪怪的，见谅。

特性:

• 使用 15.6 英寸的便携式屏幕制作。
• 类似街机的体验。
• 可以双人游戏。
• 内置支持 AIME。
• 所有源文件开放。

感谢许多尊敬的爱好者和公司将他们的工具或材料免费或开源（KiCad，OnShape，InkScape，Raspberry 相关工具, 嘉立创）。

注意事项

这个项目是我众多项目里最复杂的一个。

• 它需要定制蚀刻的 ITO 玻璃和便携式显示器。
• 严重依赖 3D 打印。
• 需要焊接微小组件的技能。
• 需要许多其他 DIY 动手技能。
• IO PCB 仍处于原型状态，它可以工作，但布局和连接器并不完美。您可能需要直接从 Pi Pico 的引脚焊接。我太懒了，原型之后就没有做新版本。
• 我没有设计外壳，需要你自己来设计，让它看起来漂亮且结构稳定，发挥你的想象力，跟随你的品味。

查看我的其他项目

你也可以查看我其他的酷炫项目。

• Popn Pico: https://github.com/whowechina/popn_pico
• IIDX Pico: https://github.com/whowechina/iidx_pico
• IIDX Teeny: https://github.com/whowechina/iidx_teeny
• Chu Pico: https://github.com/whowechina/chu_pico
• Mai Pico: https://github.com/whowechina/mai_pico
• Diva Pico: https://github.com/whowechina/diva_pico
• AIC Pico: https://github.com/whowechina/aic_pico

声明

我在个人时间内制作了这个项目，没有任何经济利益或赞助。我将继续改进这个项目。我已尽我所能确保所有内容的准确性和功能性，但总有可能出现错误。如果你因使用这个开源项目而造成时间或金钱的损失，我不能负责。感谢你的理解。

查看我 GitHub 主页，上面有很多其他项目。

https://github.com/whowechina/

关于许可证

它是 CC-NC 授权。所以你只能给自己和你的朋友 DIY，不能利用这个项目赚钱。

如何构建

PCB

• 去 JLCPCB 并使用 gerber zip 文件（最新的 Production\PCB\mai_io_v*.zip 和 Production\PCB\mai_button_v*.zip）下单，常规 FR-4 板，厚度 1.6mm。你需要 1x io PCB 和 8x 按钮 PCBs 来构建一个 Mai Pico con。
  

• 1x Raspberry Pico Pi Pico 或 Pico W。
  https://www.raspberrypi.com/products/raspberry-pi-pico

  注意另一侧的 3 个引脚，它们很难焊接，可能会留下气泡。
  

• 1x USB Type-C 插座（918-418K2023S40001 或 KH-TYPE-C-16P）

• 2x 0603 5.1kohm 电阻（R20，R21）用于 USB，如果你打算直接使用 Pi Pico 上面原生的 USB 插座，那么 Type-C 插座和电阻都可以省去，焊接也会简单不少。

• 3x MPR121 模块，市场上有许多类型，选择像这样的。 https://www.sparkfun.com/products/retired/9695

  在将 MP121 模块焊接到主 PCB 板之前，记得用小刀切断 ADDR 和 GND 之间的微小连线，注意绝对不要切过头。
  

• 因为我们使用的是 MPR121 模块，而不是芯片，所以 U5、U6、U7 区域的离散组件留空。

• 1x SN74LV1T34DBVR（SOT-23-5）电平转换器（U8），如果你找不到，可以用 0603 10ohm 电阻（R4）替代。 https://www.lcsc.com/product-detail/Buffer-Driver-Transceiver_Texas-Instruments-SN74LV1T34DBVR_C100024.html

• 4x 0603 1uF（0.1~1uF 都可以）电容器（C1，C2，C3，C7），可选，推荐。

• 16x WS2812B-3528 RGB LED（每个按钮需要两个）。

• 8x Kailh Choc v1 键盘开关，线性的，30gf 到 45gf 的。 https://www.kailhswitch.com/mechanical-keyboard-switches/low-profile-key-switches/burnt-orange-switch.html

• 1x PN532 NFC 模块和一些细电线, 只有需要 AIME 的时候才用得上.
  https://www.elechouse.com/product/pn532-nfc-rfid-module-v4/
  你需要把它焊接到 MPR121 所在的 I2C 总线上（GPIO 6 and 7）。

ITO 玻璃

• 找一个服务定制蚀刻 ITO 镀膜玻璃。AutoCAD 文件是 Production\CAD\mai_pico_ito_v*.dwg。使用 2mm 厚，10-20ohm 平方电阻的 ITO 镀膜玻璃。
  
• ITO 镀膜玻璃通过 "斑马线"（1.6mm 间距：0.8mm 黑色部分和 0.8mm 透明部分）连接到 IO PCB。使用 200°C 的硅加热头将斑马线粘贴到 PCB 的金手指部分和 ITO 镀膜玻璃上。这种线的正式名称是 "热压密封连接器"。
  
• 定制 ITO 镀膜玻璃相对较贵，但我们的尺寸小，所以并不像街机那么贵。这是我订购 ITO 玻璃的店铺，我订购的时候的最小批量是 5 件。据我所知，他们只在中国提供服务。我和他们店铺没有关联，此处提供链接并不表示我为他们的产品和服务负责。
  https://shop378788148.taobao.com/?spm=2013.1.1000126.2.305e16c4LFf1GW

按键环

• 从 Production\3DPrint\mai_*.stl 打印出 8 套 底座、连接板、按钮 和 盖子。
• 购买 8 根 2mm（直径）* 40mm（长度）的钢轴，它们用作按钮铰链。
• 这是如何组装它们的方法，这个渲染图像中没有显示铰链轴和 PCB 上的组件。
  
• 这是我如何组装环的方法。请注意，这些图片中缺少按钮开关的线路。
  • 所有离散组件已准备好。
    
  • 首先焊接按钮 PCB。
    
  • PCB 使用短且柔软的 4 线电缆串联，它们是 LED_GND、LED、LED_5V 和 BUTTON_GND。BUTTON 信号引脚还没有焊接，你可以后面再焊接。请不用担心按钮 GPIOs 的顺序，因为它们可以通过命令行界面重新映射。
    
  • 你需要 3M5423 UHMW 胶带（或类似的硬且超滑的 PTFE 胶带，厚度 0.2-0.3）。它用来润滑触摸键开关的按钮表面。
    
  • 将 3D 打印的部件和 PCBs 组装在一起。
    
  • 使用轴稍微扩大支撑孔，然后涂上一些键盘开关润滑剂，如 Krytox 205G0，使轴超级光滑。
    
  • 每个 连接板 需要 8x M2*4mm 螺丝将两个 底座 连接在一起。
    
  • 安装 盖子，每个需要 2x M2*5mm 螺丝。
    

便携显示器

• 分辨率：1920*1080，尺寸：15.6 英寸，刷新率：120Hz（推荐）或 60Hz，内置扬声器。
• 它们很容易找到。选择闲鱼上有小瑕疵的会便宜得多，也一样很好用。
• 有两种类型的驱动板，一种只有 micro-HDMI，另一种支持 type-C 显示（方便连接 Nintendo Switch）。两种都可以。
  https://www.amazon.com/s?k=portable+display+15.6+120hz&s=price-asc-rank&crid=1CCA2EAYLZDBE&qid=1697276847&sprefix=portable+display+15.6+120hz%2Caps%2C387&ref=sr_st_price-asc-rank&ds=v1%3AqoS0mks05q225yuL8reh50fEEBkTZ583nMPEZJwjXAk

粘合到一起

• 我使用 3M VHB 胶带（0.5mm 或 1mm 厚）将按钮环、ITO 玻璃和显示器粘在一起。
• 只使用一点胶带，我使用 4 小块胶带将 ITO 玻璃粘到显示器上，另外 4 小块胶带将按钮环粘到 ITO 玻璃上。
• 不要在 ITO 玻璃的走线上贴胶带，你可以在某个角度光线下看到 ITO 的走线。

外壳

• 设计并使其看起来漂亮是你的工作。

固件

• UF2 文件在 Production\Firmware 文件夹中。
• 对于新的构建，连接 USB 到 PC 时按住 BOOTSEL 按钮，会出现一个名为 "RPI-RP2" 的磁盘。将 UF2 固件二进制文件拖入其中。就这样。
• LED 和 Touch 协议的实现遵循 Sucareto 在 https://github.com/Sucareto/Mai2Touch 上的研究。
• 它有一个命令行进行配置。你可以使用这个 Web Serial Terminal 连接到 Mai Pico 的 USB 串口。（注意："?" 是帮助）
  https://googlechromelabs.github.io/serial-terminal/
  
  • 当你点击这个网页的 Connect 按钮后，你能看到每个端口的名称。
    
• 可以使用 gpio 命令重新映射按钮 GPIOs，固件支持 8 个主按钮和 4 个辅助按钮（分别是：Test, Service, Navigate, Coin）。
• 可以使用 touch 命令重新映射触摸键。对于用 ITO 膜手作触摸板，或者自己定制了引脚不同的 ITO 镀膜玻璃的朋友，这个命令会很有用:
  • touch 不带参数，可以用来检测当前按下的触摸键。
  • touch 1 9 E6 是映射第二个 MPR121 传感器的电极 9 到 “E6”，注意 “XX” 表示不连接任何触摸键。
• 可以使用 rgb 命令为每个按钮分配串联的 RGB LED 数量。
• 可以通过 level 命令调整 LED 的亮度。
• 有 MPR121 参数调整和灵敏度设置，自己探索。
• 它实现了 3 个 COM 端口，一个用于命令行，另外两个用于 LED 和 Touch。通过向命令行发出 whoami，每个 COM 端口都会打印它们的身份。
• 按钮信号通过 HID Joystick 或 HID NKRO（键盘）发送到主机。有两套 NKRO 键映射，使用 hid <joy|key1|key2> 在它们之间切换。在 NKRO 模式下，键映射是：
  • key1：WEDCXZAQ-按键环，3-Select
  • key2（小键盘）：89632147-按键环，*-Select
  • 上述两套都有：F1-Test F2-Service F3-投币
• factory 用来复位到默认配置。当固件升级时，老配置可能失效，这时候请复位到默认配置，然后重新插拔一下控制器。

CAD 源文件

我正在使用 OnShape 的免费订阅。它很强大，但不能将原始设计存档到本地，所以我只能在这里分享链接。STL/DXF/DWG 文件是从这个在线文档导出的。
https://cad.onshape.com/documents/d8b39d27c9cb7990d9ce4d46/w/2c1baa71e391bfd1246f122b/e/f87f0f1c373fe2186ddc5c9c?renderMode=0&uiState=652a665608b4e07137e3861a