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Retro-Handheld mit dem Arduino UNO Q selber bauen: ohne Löten zum Emulator

Der Arduino UNO Q macht eine Handheld-Retrokonsole ohne Löten möglich: Stückliste, Zwei-Prozessor-Architektur, Software-Setup, Aufbau und Grenzen.

Die meisten DIY-Handhelds, die auf dem Arduino Project Hub auftauchen, brauchen eigene Hardware: ein speziell entworfenes PCB, einen Sonderstecker oder ein Bauteil von genau einem Lieferanten. Für Maker ohne tiefe Elektronikerfahrung bleiben diese Projekte knapp außer Reichweite 1.

Zalmoteks Retro-Konsole ist anders. Sie basiert auf dem Arduino UNO Q, und jedes einzelne Bauteil kommt aus einem normalen Onlineshop. Verbunden wird mit fertigen Kabeln. Gelötet wird nichts. Die einzigen Sonderteile sind ein 3D-gedrucktes Gehäuse und Tasten, gehalten von Einschmelzgewinden 1.

Was du baust: einen Handheld mit 8-Zoll-Touchscreen, drei Tastenmodulen und einem Joystick; das Gerät bootet direkt in ein RetroArch-Spielmenü, ohne Tastatur und ohne Desktop 4. Das Herz ist der UNO Q mit 4 GB RAM, ein Board mit zwei Prozessoren 5. Zalmotek hat alles veröffentlicht: komplette Stückliste, Aufbau-Anleitung, Software-Setup und den Quellcode auf GitHub 2, 4.

Der ehrliche Haken kommt vor dem Bestellen. Der Aufbau ist modular und dadurch etwas klobig, und die Teile summieren sich 1, 7. Was das Board kann und wo die Kosten enden, entscheidet darüber, ob sich der Nachbau für dich lohnt.

Kurzantwort

Der Arduino UNO Q macht eine Handheld-Retrokonsole ohne Löten möglich: Stückliste, Zwei-Prozessor-Architektur, Software-Setup, Aufbau und Grenzen. Kurz gesagt: build your own handheld retro console with the arduino® uno™ q board ist vor allem dann relevant, wenn du schnell verstehen willst, was konkret dahinter steckt, welche Grenzen es gibt und welche Entscheidung daraus folgt. Die Details, Quellen und Einschränkungen stehen in den folgenden Abschnitten.

Die Stückliste: was du wirklich bestellst

Die Teileliste ist kurz, aber sie ist kein Billig-Projekt. Das zeigt sich, sobald du die Einzelteile zusammenzählst 1, 7.

Das Herzstück ist ein Arduino UNO Q mit 4 GB RAM. Ein Arduino UNO Media Carrier übernimmt die physischen Anschlüsse: DSI für das Display, 3,5 mm Klinke für den Lautsprecher. Drei Modulino Buttons bilden die Aktions-Tasten, ein Modulino Joystick übernimmt die Navigation. Dazu kommen ein Display, ein UPS-Modul für den Akkubetrieb, ein kleiner Lautsprecher und ein USB-C-PD-Adapter 1.

Die vollständige Liste aus dem Projekt sieht so aus:

  • Arduino UNO Q (4-GB-Modell)
  • Arduino UNO Media Carrier
  • 3x Arduino Modulino Buttons
  • 1x Arduino Modulino Joystick
  • 8-Zoll-Waveshare-Touchscreen mit DSI-Anschluss 2, 7
  • Waveshare-UPS-Modul für den Akkubetrieb 2, 7
  • Kleiner Lautsprecher mit 3,5-mm-Klinke, etwa von Adafruit 1, 7
  • USB-C-PD-Adapter 1
  • Filament für das 3D-gedruckte Gehäuse 7

Beim Board ist der Preis ein Anhaltspunkt: Das 4-GB-Modell mit 32 GB eMMC liegt bei DFRobot bei rund 59 US-Dollar 6. Touchscreen, UPS-Modul, Modulino-Knoten, Lautsprecher und Filament kommen obendrauf. Circuit.rocks benennt das offen: Bei einem modularen Aufbau addieren sich die Teile, und das Gerät wird etwas sperrig 7. Plane das Budget also vor dem ersten Klick ein, nicht danach.

Der Modulino-Baukasten: Tasten, die ineinanderklicken

Ein Teil der Zugänglichkeit steckt in den Modulino-Knoten. Modulino ist die Modul-Reihe von Arduino, die über Qwiic angeschlossen wird, einen standardisierten I2C-Stecker mit 3,3 V. Kein Breadboard, keine Pin-Belegung, die du dir merken musst.

Im Projekt hängen drei Modulino Buttons und ein Modulino Joystick über ein einziges Qwiic-Kabel hintereinander 2, 4. Jeder Knoten wird einfach weitergereicht. Genau deshalb funktioniert das Projekt ohne eigene Verdrahtung: Die Verbindung ist standardisiert, die Module sind für den Zusammenschluss gedacht.

Der Joystick übernimmt die Navigation im Menü und in Spielen, die drei Buttons sind die Aktions-Tasten. Mehr braucht ein klassisches Retro-Layout nicht.

build your own handheld retro console with the arduino® uno™ q board – Illustration 2

Zwei Gehirne statt einem: die Architektur des UNO Q

Der UNO Q ist kein gewöhnlicher Einplatinencomputer. Er kombiniert zwei Prozessoren auf einem Board, und genau diese Aufteilung trägt die ganze Konsole 5.

Auf der einen Seite sitzt der Qualcomm Dragonwing QRB2210, ein MPU mit Quad-Core-Arm-Cortex-A53 bei 2,0 GHz, Adreno-GPU und zwei Bildsignalprozessoren. Er führt ein vollständiges Debian-Linux aus 5. Auf der anderen Seite läuft ein STM32U585-Mikrocontroller, ein Arm-Cortex-M33 mit bis zu 160 MHz, 2 MB Flash und 786 kB SRAM, der Arduino-Sketches über Zephyr OS ausführt 5.

Dazu kommen 4 GB LPDDR4-RAM und 32 GB eMMC-Flash auf dem Board. Wi-Fi 5 im Dual-Band, Bluetooth 5.1 und ein USB-C-Anschluss mit Power Delivery runden die Ausstattung ab; die Videoausgabe läuft über einen USB-C-Hub. Ein Qwiic-Stecker bindet die Modulino-Knoten an 5, 6.

Warum das für die Konsole zählt: Der Mikrocontroller übernimmt das, worin er stark ist, nämlich Echtzeit-Ein-/Ausgabe mit niedriger Latenz. Der MPU übernimmt das, worin er stark ist, nämlich komplexe Linux-Anwendungen wie RetroArch. Dazwischen sitzt eine Brücke, die Arduino als RPC-Bibliothek bereitstellt und die beiden Welten verbindet 1, 5.

Der UNO Q lässt sich auch als reiner Einplatinencomputer betreiben: Über einen USB-C-Hub mit Power Delivery bekommt er HDMI, Maus, Tastatur, Kamera, Netzwerk und microSD 5. Für die Konsole zählt aber die Kombination aus beiden Prozessoren. Die Linux-Seite trägt RetroArch, der Mikrocontroller die Eingaben, und die RPC-Brücke verbindet beides, ohne dass du die Schnittstelle selbst bauen musst 1, 5.

Im Projekt teilt sich die Arbeit konkret so auf: Der STM32 überwacht die Tasten- und Joystick-Eingaben der Modulino-Knoten. Er reicht sie an die Linux-Seite weiter, wo ein kleiner Python-Daemon daraus standardisierte USB-Gamepad-Signale macht 1, 7.

Warum das ohne Löten funktioniert

Der Grund für die Null-Löt-Versprechen liegt in den Anschlüssen, nicht in einem Trick.

Der UNO Media Carrier übernimmt die Brückenarbeit. Er stellt DSI für das Display und 3,5-mm-Klinke für den Lautsprecher bereit, ohne dass du zwischen den Komponenten eigene Kabel ziehst 1. Die Modulino-Knoten werden über ein einziges Qwiic-Kabel hintereinandergeschaltet, Tasten und Joystick hängen also in einer Kette 2, 4.

Der Rest sind Fertigkabel, die ineinanderklicken. Circuit.rocks beschreibt den Aufbau entsprechend: Die einzige Wärme-Arbeit im ganzen Projekt ist das Einsetzen der Einschmelzgewinde in das gedruckte Gehäuse, wofür du einen Lötkolben mit flacher Spitze brauchst 7. Das ist kein Löten, sondern Erwärmen von Metallgewinden.

Der Aufbau eignet sich deshalb gut für ein Team mit mehr Neugier als Laborerfahrung. Kein Breadboard, keine eigene Firmware, kein Treiber-Gefecht 1, 7.

So werden Tasten zu Gamepad-Input

Der interessanteste Teil sitzt in der Software. Sie zeigt, wofür die Zwei-Gehirn-Architektur tatsächlich gut ist.

Der Ablauf in drei Schritten: Der STM32-Mikrocontroller liest die Modulino-Eingaben. Er übergibt sie an den Linux-Teil. Ein Python-Daemon übersetzt sie in gewöhnliche USB-Gamepad-Befehle. RetroArch, der quelloffene Multi-System-Emulator, der das Spielerlebnis im Projekt liefert, empfängt damit ganz normalen Controller-Input. Keine ungewöhnliche Konfiguration, keine angepassten Emulator-Patches 1, 7.

Das erspart dir die mühsame Tasten-Neuzuordnung pro Emulator. RetroArch liest die Eingaben wie jeden angeschlossenen Controller, also funktionieren die Tasten einfach 1. Die Belegung sitzt einmal im Daemon, nicht pro Emulator-Kern. Wechselst du das System, bleibt die Belegung gleich 1, 7.

Die Software läuft über die Arduino App Lab, die beide Welten in einer Oberfläche bündelt: Arduino-Sketches für den Mikrocontroller, Python für die Linux-Seite, dazu vorgefertigte Beispiele. Für den Nachbau heißt das: Du richtest das Projekt in einer Umgebung ein, statt zwei Systeme mit zwei Tools zu flashen 1, 5.

Die Linux-Seite führt RetroArch nativ aus. Das Bild geht über den Media Carrier auf das DSI-Display, der Ton über die 3,5-mm-Klinke. Die Spiele-ROMs liegen auf dem internen eMMC-Speicher. Das gesamte Erlebnis, mehrere Emulations-Kerne, Controller-Eingabe, Display-Ausgabe und Audio, läuft auf einem einzigen Board ohne zusätzliches Compute-Modul 1.

Das GitHub-Repository des Projekts nennt noch ein Detail: Das System bootet direkt ins Spielmenü. Keine Tastatur, kein Desktop dazwischen 4. Für ein Gerät, das sich wie eine Konsole anfühlen soll, ist das der entscheidende Punkt.

Was du dabei lernst

Der Aufbau ist mehr als ein Bastelprojekt. Er ist eine praktische Lektion im Übergang zwischen zwei Welten. Du verdrahtest modulare Hardware über DSI- und Audio-Verbindungen und beobachtest, wie ein STM32-Mikrocontroller Eingaben an einen Linux-Python-Daemon übergibt, der daraus ein USB-Gamepad für RetroArch macht 7.

Konkret trainierst du dabei den Unterschied zwischen Mikrocontroller und Einplatinencomputer, die Verdrahtung von Fertigmodulen statt eigener Leiterplatten und den Weg einer Taste vom physischen Druck bis zum Emulator. Wer später mit Robotik, Sensorik oder Edge-KI arbeitet, trifft dieselbe Architektur wieder 5.

Aufbau in der richtigen Reihenfolge

Die Reihenfolge entscheidet, ob du einen Nachmittag baust oder drei Abende debugst. Der wichtigste Rat aus den Quellen: Bring zuerst Display und Gamepad-Daemon auf einem nackten Tisch zum Laufen, bevor du das Gehäuse druckst. So behebst du Code-Fehler auf der Werkbank statt in einer halb geschlossenen Schale 7.

Eine sinnvolle Reihenfolge für den Nachbau:

  1. UNO Q einrichten. Die Linux-Seite über die Arduino App Lab flashen und einrichten; die App Lab macht die Software-Seite glatter 1.
  2. Media Carrier aufsetzen und das DSI-Display anschließen. Erst wenn das Bild steht, weitermachen.
  3. Modulino-Tasten und Joystick über Qwiic anhängen und prüfen, ob der Python-Daemon die Eingaben als Gamepad meldet.
  4. RetroArch installieren und testen, ob die Tasten ohne Neuzuordnung ankommen.
  5. ROMs auf den eMMC-Speicher legen und den Direktstart ins Spielmenü einrichten 4.
  6. Gehäuse und Tasten drucken, Einschmelzgewinde einsetzen und alles zusammenschrauben.

Der wichtigste Test passiert zwischen Schritt 3 und Schritt 4: Drückst du eine Taste und RetroArch erkennt sie ohne Neuzuordnung, läuft die Kette vom Mikrocontroller über den Daemon bis zum Emulator 1, 7. Erst wenn das steht, lohnt sich der Druck des Gehäuses. Ein Fehler in der Schale lässt sich schlechter beheben als einer auf dem Tisch.

Die komplette Verkabelungsreihenfolge steht im Projekt auf dem Arduino Project Hub, zusammen mit der Hardwareliste und dem Software-Setup 2.

Zalmotek hat den Nachbau bewusst offen gehalten. Du kannst das Display gegen eine andere Größe tauschen, das Gehäuse neu entwerfen, ein Modulino Movement für Bewegungssteuerung ergänzen oder ein eigenes Spiel in Godot schreiben und auf deiner eigenen Hardware laufen lassen 1.

Was beim Betrieb schiefgehen kann

Die häufigsten Hürden liegen in der Energieversorgung und im Display-Anschluss.

Bleibt das Display schwarz, prüfe zuerst den DSI-Sitz auf dem Media Carrier und die Stromversorgung. Der UNO Q zieht seine Leistung über USB-C, maximal 5 V bei 3 A; der USB-C-PD-Adapter aus der Stückliste ist dafür gedacht 1, 5.

Erkennen die Spiele die Tasten nicht, liegt es fast immer am Daemon oder an der Qwiic-Kette. Prüfe, ob der Python-Daemon läuft und ob Tasten und Joystick korrekt hintereinandergeschaltet sind 7. Ein lockerer Qwiic-Stecker unterbricht die ganze Kette.

Gibt es gar keinen Ton, prüfe den 3,5-mm-Sitz am Media Carrier und die Audio-Ausgabe in RetroArch. Bild und Ton hängen am selben Carrier, aber an getrennten Ausgängen: Das Bild geht über DSI, der Ton über die Klinke 1.

Schlägt das Einrichten auf der Software-Seite fehl, beginne dort von vorn. Die Arduino App Lab bietet integrierte Werkzeuge für Updates, Board-Konfiguration und das Flashen neuer Systemabbilder 5. Ein sauberer Stand auf der Linux-Seite behebt die meisten Probleme, bevor du an der Hardware suchst.

Beim Akkubetrieb ist das UPS-Modul die Grenze. Es sitzt in der Stückliste zwischen Netzteil und Board und hält das System am Laufen, wenn das Netzteil weg ist; ohne es läuft das Gerät nur am Kabel 1, 7. Wie lange der Akku reicht, hängt vom verwendeten Modell ab. Die Quellen nennen dafür keine feste Laufzeit, also rechne das mit deinem Akku selbst nach 1, 7.

Zwei Punkte sind keine Fehler, sondern Eigenschaften. Das fertige Gerät ist etwas klobig, das räumt Zalmotek selbst ein; das ist der Preis für den modularen Aufbau ohne eigenes PCB 1. Und die Kosten fallen vor dem Bau an, nicht danach 7.

Lohnt sich der Nachbau? Die Entscheidungskriterien

Diese Konsole ist keine Alternative zu einer fertigen Emulator-Handheld-Konsole aus dem Handel. Wenn du nur spielen willst, bekommst du dort ein kleineres, günstigeres Gerät ohne jede Montage.

Dieser Nachbau lohnt sich, wenn du verstehen willst, wie ein Mikrocontroller und ein Linux-Computer zusammenarbeiten. Du verdrahtest modulare Hardware über DSI und Audio, du siehst, wie ein STM32 Eingaben an einen Python-Daemon übergibt, der daraus ein USB-Gamepad macht, und du hast am Ende ein Gerät, das du jemandem erklären kannst 7. Der Wert liegt im Lernprozess, nicht im fertigen Produkt.

Konkret liefert der UNO Q dir über Qwiic und Media Carrier eine fertige Verdrahtung und die Gamepad-Übersetzung als Beispielcode 1, 2, 4. Das ist der Lerngewinn. Wer nur spielen will, zahlt dafür einen Aufpreis gegenüber einer fertigen Handheld-Konsole, ohne dass mehr Spiele oder mehr Leistung herauskommen.

Wer die Desktop-Variante bevorzugt, findet mit dem UNO Q Arcade Bundle einen ähnlichen Ansatz als Arcade-Automat mit eigenem Controller 1.

Die ehrliche Rechnung bleibt: modulare Teile, etwas sperrig, Kosten im Voraus. Wenn dich das nicht abschreckt und die Zwei-Gehirn-Architektur dich reizt, ist das eines der zugänglichsten Retro-Konsolen-Projekte, das du nachbauen kannst, ohne je einen Lötpunkt zu setzen.

Häufige Fragen

Brauche ich Löterfahrung? Nein. Die Module verbinden sich über Fertigkabel, die einzige Wärme-Arbeit ist das Einsetzen der Einschmelzgewinde mit einem Lötkolben mit flacher Spitze. Es ist ein guter erster Aufbau für Anfänger am Basteltisch 1, 7.

Was kostet der Aufbau? Das 4-GB-Board liegt bei rund 59 US-Dollar 6. Touchscreen, UPS-Modul, Modulino-Knoten, Lautsprecher und Filament kommen dazu; die Teile summieren sich 7. Einen festen Gesamtpreis nennen die Quellen nicht.

Welche Spiele laufen darauf? RetroArch ist ein Multi-System-Emulator. Welche Systeme flüssig laufen, hängt von den Kernen ab, die RetroArch auf dem Debian-System bereitstellt. Die ROMs liegen auf dem internen eMMC-Speicher 1. Du brauchst ROMs, die du legal verwenden darfst, etwa Homebrew oder selbst gesicherte Titel.

Muss ich programmieren können? Nicht zwingend. Zalmotek veröffentlicht den kompletten Quellcode auf GitHub und eine Anfänger-Anleitung auf dem Project Hub 2, 4. Etwas Setup über die Arduino App Lab bleibt trotzdem übrig 1.

Kann ich das Projekt anpassen? Ja. Display-Größe ändern, Gehäuse neu entwerfen, ein Modulino Movement ergänzen oder ein eigenes Spiel in Godot bauen und auf der eigenen Hardware ausführen 1.

Wie wird das Gerät mit Strom versorgt? Über einen USB-C-PD-Adapter, maximal 5 V bei 3 A. Das Waveshare-UPS-Modul übernimmt den Akkubetrieb 1, 5.

Warum hat der UNO Q zwei Prozessoren? Der STM32-Mikrocontroller übernimmt Echtzeit-Ein-/Ausgabe mit niedriger Latenz, der Qualcomm-MPU führt Debian-Linux und RetroArch aus. Eine RPC-Brücke verbindet beide 1, 5.

Was ist der UNO Q Arcade Bundle? Eine Desktop-Variante des Ansatzes als Arcade-Automat mit eigenem Controller, für alle, die kein Handheld-Gerät wollen 1.

Für wen ist das Projekt gedacht? Für Anfänger und Studierende mit mehr Neugier als Laborerfahrung. Weil die Verdrahtung über Fertigkabel läuft und der Code als Beispiel vorliegt, bleibt die Hürde niedrig 2, 7, 4.

Kann ich das Gerät auch als normalen Linux-Rechner nutzen? Ja. Über einen USB-C-Hub mit Power Delivery bekommt der UNO Q HDMI, Maus, Tastatur, Kamera und Netzwerk und läuft als eigenständiger Rechner 5. Das Board bleibt auch nach dem Konsolen-Umbau ein vollwertiger Linux-Computer.

Wer das Projekt nachbauen will, findet die vollständige Hardwareliste, den Aufbau und das Software-Setup im Projekt auf dem Arduino Project Hub sowie den Quellcode auf GitHub 2, 4. Der Nachbau funktioniert ohne eigene Leiterplatte und ohne Lötpunkt. Genau das macht ihn für den Einstieg so geeignet.

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Transparenzhinweis

Dieser Beitrag wurde mit Unterstützung künstlicher Intelligenz erstellt und automatisiert auf Quellen, Fakten und Qualitätskriterien geprüft.

Quellen

[1] Build your own handheld retro console with the Arduino UNO Q board – Arduino Blog

[2] Retro Game Console powered by the Arduino Q – Arduino Project Hub (Zalmotek)

[4] Zalmotek/retroconsole – GitHub

[5] UNO Q – Arduino Documentation

[6] Arduino UNO Q Development Board (4GB LPDDR4, 32GB eMMC) – DFRobot

[7] Build a No-Solder RetroArch Handheld with the Arduino UNO Q – Circuit.rocks

Erstellt mit Hugo
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