건물 소개브라운관 디스플레이어댑터

복고풍 게임의 세계에서 클래식 CRT 디스플레이만큼 향수를 불러일으키는 것은 거의 없습니다. 이 구식 화면은 빈티지 아케이드 게임 경험에 필수적입니다. 최신 컴퓨터를 아케이드 기계에 연결하고 싶었다면 잘 찾아오셨습니다. 이 가이드에서는 사용자 정의를 만드는 방법을 살펴보겠습니다.24비트 아케이드 CRT 디스플레이 어댑터USB를 통해 컴퓨터와 인터페이스하는 장치입니다. 이 프로젝트는 시각적 품질을 향상시키면서 클래식 아케이드 기계에 새로운 생명을 불어넣는 것을 목표로 합니다.

CRT 디스플레이 요구 사항 이해

RCade에 사용되는 CRT에는 다양한 구성 요소를 쉽게 연결할 수 있는 아케이드 게임 표준인 JAMMA 커넥터가 있습니다. 표준 VGA 어댑터로는 충분하지 않습니다. 이유는 다음과 같습니다.

비표준 해상도:CRT는 336x262 픽셀의 비표준 해상도에서 작동합니다. 많은 디스플레이 어댑터는 이러한 해상도를 처리할 수 없으며 종종 기본값이 640x480 이상입니다.
색상 심도 제한:처음에 사용했던 Raspberry Pi는 18비트 색상만 지원하므로 색상 밴딩이 눈에 띄고 CRT에서 생동감이 부족합니다.
이식성 요구 사항:우리는 데스크탑 대신 노트북을 사용하고 싶었고 이로 인해 PCI-e 카드가 아닌 USB 인터페이스로 옵션이 제한되었습니다.

이러한 제약으로 인해 우리가 원하는 해상도를 출력하면서 색 심도를 향상시킬 수 있는 맞춤형 솔루션의 필요성이 강조되었습니다. 자체 어댑터를 제작함으로써 CRT가 최대한 활용되어 더욱 풍부한 게임 경험을 제공할 수 있었습니다.

CRT 기술에 익숙하지 않은 사람들은 이러한 디스플레이가 최신 LCD 또는 LED 화면과 다르게 작동한다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. CRT는 이미지를 생성하기 위해 특정 타이밍과 신호 형식이 필요하므로 일반 어댑터가 부족한 경우가 많습니다. 우리 프로젝트의 목표는 이러한 고유한 요구 사항을 충족하도록 솔루션을 맞춤화하는 것이었습니다.

VGA란 무엇이며 어떻게 작동합니까?

VGA(Video Graphics Array)는 CRT 작동 방식을 거의 모방한 신호 프로토콜입니다. CRT 내부에는 3개의 전자총이 결합되어 전체 색상 스펙트럼을 생성하는 빨간색, 녹색, 파란색을 나타냅니다. 튜브 목에 있는 전자석은 전자빔을 조종하여 이미지를 한 줄씩 그립니다. 이 과정은 우리가 화면에 보이는 이미지를 생성하는 데 중요합니다.

CRT와 효과적으로 통신하기 위해 VGA 연결은 수평(HSYNC) 및 수직(VSYNC) 동기화 신호와 함께 각 색상 채널에 대한 아날로그 신호를 보냅니다. 다음은 이러한 구성 요소에 대한 간략한 개요입니다.

CRT 어댑터의 주요 요구 사항

🖥️

비표준 해상도
336x262 픽셀 지원

🎨

색상 심도
24비트 컬러 출력 필요

💻

USB 인터페이스
노트북과 호환 가능

🔌

JAMMA 커넥터
아케이드 연결 표준

🔧

맞춤형 솔루션
고유한 요구 사항에 맞게 구축

R, G, B 신호:이 신호는 화면에 표시되는 빨간색, 녹색, 파란색의 강도를 제어합니다. 원하는 색상 출력을 얻으려면 각 색상 채널을 정확하게 조정해야 합니다.
HSYNC 신호:이 신호는 전자빔의 수평 주사를 동기화합니다. 이는 빔이 새 라인을 시작해야 하는 시기를 나타냅니다.
VSYNC 신호:이 신호는 수직 스캐닝을 관리하여 CRT가 언제 다음 프레임으로 이동할지 알 수 있도록 합니다. 새 프레임 그리기를 시작할 시기를 나타냅니다.

동기화를 통해 이미지가 왜곡 없이 올바르게 표시됩니다. 이러한 신호의 시간이 정확하지 않으면 이미지가 잘못 정렬되어 깜박이거나 찢어질 수 있습니다. 우리에게 필요한 것은 정확한 타이밍에 실행되는 신호입니다. 이는 간단해 보이지만 올바르게 구현하기가 까다로울 수 있습니다.

또한 CRT 기술을 사용하려는 모든 사람에게는 VGA 표준을 이해하는 것이 필수적입니다. VGA 사양에는 신호의 타이밍과 전압 레벨이 간략하게 설명되어 있으며 이는 해상도와 새로 고침 빈도에 따라 달라집니다. 따라서 이러한 사양을 잘 알고 있으면 성공적인 구현에 큰 도움이 됩니다.

첫 번째 시도: RP2040의 PIO 사용

Raspberry Pi RP2040은 우리와 같은 프로젝트에 많은 잠재력을 제공하는 환상적인 마이크로 컨트롤러입니다. 가격이 저렴하고 PIO(프로그래밍 가능 입력/출력) 시스템을 포함한 다양한 기능이 포함되어 있어 우리의 요구 사항에 딱 맞습니다. PIO를 사용하면 정확한 주기로 실행되는 어셈블리와 같은 코드를 작성할 수 있으므로 VGA와 같은 사용자 정의 프로토콜을 만드는 데 이상적입니다.

PIO의 장점은 다음과 같습니다.

비용 효율적:가격이 약 1달러인 RP2040은 애호가와 개발자 모두에게 경제적인 선택입니다.
효율적인 처리:264KB RAM을 사용하면 여러 작업을 동시에 처리할 수 있으며 이는 VGA 신호 생성에 중요합니다.
맞춤화 가능성:PIO를 사용하면 GPIO 핀을 정밀하게 제어할 수 있어 필요에 따라 VGA 신호를 변조할 수 있습니다.

다음은 PIO 코드가 어떻게 보이는지 간략하게 보여줍니다.

// VGA 타이밍
// 1. 336픽셀의 경우 낮음
// 2. 30픽셀의 경우 높음
// 3. 34픽셀의 경우 낮음
// 4. 반복

이 코드는 VGA 신호에 필요한 타이밍을 생성하도록 설계되었습니다. RP2040의 장점을 활용하여 우리는 다양한 해상도에 맞게 필요에 따라 조정할 수 있는 안정적이고 효율적인 VGA 출력을 만드는 것을 목표로 했습니다.

우리가 직면한 주요 과제 중 하나는 신호 간의 타이밍을 정확하게 확인하는 것이었습니다. 지연으로 인해 화면에 시각적 아티팩트가 발생할 수 있습니다. 따라서 코드를 테스트하고 반복하는 것은 개발 프로세스의 중요한 부분이었습니다.

프로젝트에 필요한 구성 요소

제작을 시작하기 전에 필요한 구성요소를 모아보겠습니다. 올바른 도구와 부품을 사용하면 프로세스가 훨씬 원활해집니다. 필요한 목록은 다음과 같습니다.

라즈베리 파이RP2040:이 마이크로컨트롤러는 모든 신호 처리를 처리하는 우리 프로젝트의 핵심 역할을 할 것입니다.
JAMMA-VGA 변환기:이 변환기는 CRT를 Raspberry Pi에 연결하여 둘 사이의 통신을 가능하게 합니다.
USB 인터페이스:노트북이나 컴퓨터와의 통신을 위해 명령을 보내고 데이터를 받을 수 있습니다.
전원 공급 장치:Raspberry Pi 및 기타 주변 장치에 전원을 공급하여 모든 것이 원활하게 작동하도록 합니다.
전선 및 브레드보드:프로토타입 제작 및 구성요소 연결을 위해 조립 프로세스를 단순화합니다.

모든 구성 요소가 준비되면 디스플레이 어댑터 조립을 시작할 수 있습니다! 빌드 프로세스 중 중단을 피하기 위해 시작하기 전에 필요한 모든 도구와 구성 요소가 있는지 다시 확인하십시오.

구성 요소 연결

모든 부품이 준비되었으면 이제 모든 것을 연결할 차례입니다. 디스플레이 어댑터를 설정하려면 다음 단계를 따르세요.

Raspberry Pi RP2040을 브레드보드에 연결합니다. 전원 및 접지 핀이 올바르게 배선되었는지 확인하십시오.
JAMMA 커넥터를 VGA 변환기에 연결하고 두 구성 요소의 핀아웃 사양을 따르십시오.
USB 인터페이스를 Raspberry Pi에 연결하여 컴퓨터와의 통신을 용이하게 합니다.
단락이나 단선을 방지하려면 모든 연결이 안전하고 적절하게 절연되어 있는지 확인하십시오.

모든 것이 연결되면 RP2040 프로그래밍을 시작하여 VGA 신호를 생성할 수 있습니다. 이 코드는 이미지가 CRT에 표시되는 방식을 제어합니다. 테스트 중에 문제가 발생하지 않도록 배선을 세심하게 하고 각 연결을 다시 확인하십시오.

CRT 어댑터 구축 단계

요구사항 평가

해상도 및 색상 요구 사항 파악

구성 요소 선택

적합한 하드웨어 부품 선택

설계 회로

연결을 위한 회로도 생성

어댑터 조립

하드웨어 구성 요소를 하나로 합치다

테스트 기능

CRT에 올바르게 표시되는지 확인

연결의 회로도를 작성하는 것도 도움이 됩니다. 이는 문제 해결 중에 참조 역할을 할 수 있으며 전체 시스템을 시각화하는 데 도움이 됩니다.

VGA 출력을 위한 RP2040 프로그래밍

이제 재미있는 부분이 나옵니다: RP2040 프로그래밍입니다! 목표는 VGA 신호에 대한 올바른 타이밍을 보내는 프로그램을 만드는 것입니다. 여기에는 R, G, B, HSYNC 및 VSYNC 신호에 대한 정확한 타이밍을 생성하는 작업이 포함됩니다. 마이크로컨트롤러 프로그래밍에 익숙하지 않더라도 걱정하지 마세요. 기본 사항을 안내해 드리겠습니다.

다음은 이를 설정하는 방법을 보여주는 단순화된 코드 조각입니다.

무효 설정() {
  // VGA 신호 초기화
  핀모드(R_PIN, OUTPUT);
  pinMode(G_PIN, OUTPUT);
  핀모드(B_PIN, OUTPUT);
  핀모드(HSYNC_PIN, OUTPUT);
  핀모드(VSYNC_PIN, OUTPUT);
}

무효 루프() {
  // 색상 및 동기화 신호 설정
  digitalWrite(R_PIN, HIGH);
  digitalWrite(G_PIN, LOW);
  digitalWrite(B_PIN, HIGH);
  // HSYNC 및 VSYNC 신호 생성
}

이는 단지 기본 구조일 뿐이지만 시작하는 방법에 대한 아이디어를 제공합니다. 달성하려는 해상도 및 화면 주사율과 같은 특정 요구 사항에 따라 타이밍과 신호를 조정해야 합니다.

초보자의 경우 일부 프로그래밍을 단순화하는 데 도움이 될 수 있는 라이브러리나 기존 프로젝트를 살펴보는 것이 유용할 수 있습니다. 온라인 커뮤니티와 포럼도 문제 해결과 조언을 위한 귀중한 리소스가 될 수 있습니다.

테스트 및 문제 해결

코드가 준비되면 설정을 테스트할 차례입니다. 어댑터를 CRT에 연결하고 모든 전원을 켜세요. 모든 것이 잘 진행되면 화면에 이미지가 표시되는 것을 볼 수 있습니다! 그러나 첫 번째 시도에서는 완벽하게 작동하지 않을 수도 있습니다. 발생할 수 있는 몇 가지 일반적인 문제는 다음과 같습니다.

디스플레이 없음:연결을 확인하고 전원 공급 장치가 작동하는지 확인하십시오. 연결이 느슨하면 CRT가 신호를 수신하지 못할 수 있습니다.
왜곡된 이미지:동기화를 보장하려면 코드의 타이밍을 조정하세요. HSYNC 또는 VSYNC 신호가 꺼져 있으면 이미지가 왜곡되어 나타날 수 있습니다.
색상 문제:R, G, B 신호가 올바르게 배선되고 프로그래밍되었는지 확인하십시오. 잘못된 색상 신호로 인해 색상이 부정확하게 표현될 수 있습니다.

일이 당장 잘 안 되더라도 낙담하지 마세요. 문제 해결은 프로세스의 일부입니다! 어떤 솔루션이 효과가 있었고 어떤 솔루션이 효과가 없었는지 추적하는 데 도움이 될 수 있으므로 변경 사항을 기록할 수 있도록 노트북을 편리하게 보관하세요.

또한 CRT가 어떻게 반응하는지 확인하려면 다양한 해상도와 새로 고침 빈도로 테스트하는 것이 좋습니다. 이는 설정의 한계에 대한 통찰력을 제공하고 접근 방식을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.

결론: 레트로 게임에 생명을 불어넣다

건물24비트 아케이드 CRT 디스플레이 어댑터단순한 재미있는 프로젝트가 아닙니다. 이는 현대 기술과 클래식 게임을 연결하는 방법입니다. 이 가이드에 설명된 단계를 따르면 CRT 디스플레이에서 게임 경험을 향상시키는 어댑터를 만들 수 있습니다. 이 프로젝트를 통해 빈티지 기술과 최신 마이크로컨트롤러의 복잡성을 감상할 수 있습니다.

주요 구성 요소는 Raspberry Pi RP2040, JAMMA 커넥터 및 USB 인터페이스입니다. 몇 가지 프로그래밍과 문제 해결을 통해 아케이드 기계에 생명을 불어넣을 수 있습니다!

시작할 준비가 되셨나요? 구성 요소를 모으고 레트로 게임의 세계로 뛰어들어보세요. 기술 역량을 더욱 강화하는 데 관심이 있는 분들은 다음을 확인하세요.완전한 바이너리 번역 가이드!