极客将80年代Tomy桌面赛车游戏改装成Outrun街机

如果你读过 RombusCT、Rombus3000 的博客文章，或者在 Twitter 上关注过我，大概就知道我最爱干的事莫过于折腾一些复古技术产品，最好是 80 年代的，然后用今天的技术对它进行升级改造，做出那种「如果当初的设计师/工程师能用上我们今天的技术，这东西本来就可能存在」的玩意儿。这不，我又干了一票，这次的对象是 Tomy Turnin' Turbo Dashboard——一个 80 年代的桌面电动驾驶游戏机，我把它改装成了一台颇具复古范儿的 Outrun 街机。

核心特性包括：集成的 3.5 英寸 TFT 屏幕、完全可用的方向盘和换挡杆（挂入高挡时仪表盘涡轮灯会亮起）、可用的点火钥匙开关机、真实的 MPH 速度表和转速表显示，以及一个用来表示剩余关卡时间的油量表。

这个项目对我来说规模不小，过程中充满了各种抓狂时刻——烧毁的电位器、把 LED 焊反、多次购买 TFT 屏幕，还有不止一次因为发现原定方案行不通而中途改变方向。

所以这篇帖子里记录的是我最终采用的方案（至少是我能回忆起来的最好版本，因为有些时候我确信自己就是在瞎试 :)）。

改装硬件时，我通常遵循一条很简单的原则：「尽量保持原样外观」。所以我给自己定的第一条约束就是必须只用原有的输入装置，也就是说我得用玩具自带的换挡杆、方向盘、点火开关和按钮。听起来简单，但这些实际上成了真正的挑战。

我攻克的第一个输入是换挡杆。看看普通的 Outrun 街机，它们通常有一个两挡的换挡杆，分高挡和低挡。不过鉴于这个玩具没有油门，我决定做成三挡设置：低挡、空挡和高挡。加速逻辑我 later 在代码里处理——挂低挡或高挡时自动给油，挂空挡时自动刹车。

基于这个思路，我决定用两个开关来检测低挡/高挡，同时加入一个自动回中机构，松手时自动弹回空挡。

关于开关，我查看了换挡杆内部周围的区域，寻找可以安装的位置，发现换挡杆一侧刚好能塞下几个开关。我还注意到换挡杆本身有一个很合适的凹槽，正好可以插入一个 3D 打印的执行器，于是我就这么干了。几滴热熔胶加上 JB 焊接胶，开关和执行器就固定好了。

至于自动回中机构，我保留了原内部结构中一个带连杆的齿轮，换挡杆移动时它会左右摆动，然后在附近的内部结构上绑了几根橡皮筋，迫使它保持居中，从而迫使换挡杆保持居中。有点「希思·罗宾逊」式的土法上马，但反正没人看得到，嘿 :)

下一个要解决的棘手问题是转向。再次研究原始机构，方向盘末端已经有一个执行器，将方向盘的旋转运动转换为左右直线运动。于是第一个想法是用一个滑动电位器，配上定制的头部来匹配原连接器。嗯，定制 PCB、从 Digikey 订购的几个不同尺寸的滑动电位器，再加上一些 3D 打印的折腾，方案成功了 :)

这块 PCB 没什么花哨的，只是安装到玩具里已有的一块板上，引出电位器的三个引脚， later 连接到控制板。

关于点火开关，我真的很想让它兼作电源开关——拧开点火就启动 Pi，拧关就关闭一切。任何有经验的 Raspberry Pi 开发者都知道你不能直接给树莓派断电，但幸运的是我最近买了几块 PowerBlock PCB，它能帮你处理开机/关机，所以我直接用了一块，把原来点火钥匙引出的线接上去。

不过我对 PowerBlock 做了几处改动：把直立排针换成了弯角排针，因为我知道上面还要叠其他组件，想省点垂直空间；另外我知道需要用到 PowerBlock 连接的 I2C 引脚以及 5V/3V 引脚，所以我改造了一块 Pimoroni Pico HAT Hacker（小心不破坏需要的走线），把它焊到 PowerBlock PCB 的排针顶部。

PowerBlock 的另一个好功能是能接一个指示灯 LED，为此我（小心翼翼地）在底盘上点火钥匙旁边钻了个孔，用热熔胶固定了一颗 3mm LED。

最后，我需要决定实际的电源方案。我考虑过电池供电，但太占空间了，所以我用了在其他项目里做过的方法——面板安装式桶形电源插座。这确实是唯一非原装的改动，不过用面板安装组件做出来的效果非常干净，所以我很乐意采用。电源方面我用的是 5V DC 2A 电源适配器，应该能满足所有供电需求，也省去了任何转换器的需要。

原玩具上唯一真正算「按钮」的元件是一个计数器复位按钮，但同样，这完全是机械式的。从街机的角度来看，我们唯一需要按钮的地方就是开始游戏（后面我们会把游戏配置成免费游玩模式，所以不需要投币键），所以这看起来是个完美的候选。

为此，我手头正好有另一个项目剩下的一些大型轻触开关，于是把其中一个装在一块废弃的洞洞板上，裁到合适尺寸，大致对准原来的孔位安装。我 3D 打印了一个块作为安装壁，但其实关键就是用个东西把它撑直，并提供可以粘接的平面。

（原文较长，此处译出前 6000 字，完整内容请点「打开原文」。）