Arcade-Automat/Selbstbau

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Hinweis: Diese Seite behandelt den Bau von Arcade-Automaten für die Nutzung mit Emulatoren und richtet sich insbesondere an Einsteiger. Die Restauration von Originalhardware ist nicht Schwerpunkt der nachfolgenden Erläuterungen.

Bevor man mit dem Bau eines Arcade-Automaten startet, sollte man sich ein paar grundlegende Fragen beantworten, die einen großen Einfluss auf den weiteren Projektverlauf haben:

  • Gehäuse: Welches Format (Bartop oder "Upright"-Cabinet)? Bausatz oder Selbstbau (DIY)? Welches Material? Lackieren oder folieren?
  • Monitor: Röhrenmonitor (CRT) oder Flachbildschirm? Bildformat (3:4; 4:3, 16:9)?
  • Hardware: Einplatinencomputer (z.B. Raspberry Pi) oder PC?
  • Control Panel: Welche Eingabegeräte (Joystick 4/8-Wege/analog, Buttons, Trackball, Spinner, Lightgun)? Wie viele Spieler? Welches Layout? Welcher Controller?
  • Software: Welche Emulatoren? Welches Frontend?
  • Sonstiges Zubehör: Lautsprecher, USB-Anschlüsse, Münzeinwurf


In den folgenden Abschnitten wird detaillierter auf die einzelnen Punkte eingegangen um einen Überblick über die verschiedenen Möglichkeiten und Alternativen zu geben.

Gehäuse

Upright
Bartop
Cocktail

Grundsätzlich sollte man sich entscheiden, ob man das Gehäuse für seinen Automaten selber bauen möchte, oder ob man statt dessen auf einen vorgefertigten Bausatz zurückgreift. Wesentlicher Vorteil beim Selbstbau ist die höhere Flexibilität, so dass man das Gehäuse genau an seine Bedürfnisse bzw. die gewählten Komponenten anpassen kann, während man bei der Verwendung eines Bausatzes seine Technik an das Gehäuse anpassen muss. So sind die verfügbaren Bausätze z.B. üblicherweise auf Flachbildschirme ausgelegt. Online sind viele Baupläne und Beispielprojekte verfügbar, die man als Grundlage für sein eigenes Gehäuse nutzen kann, ohne bei Null anfangen zu müssen. Allerdings benötigt man für den Selbstbau - je nach eigenem Anspruch - entsprechendes Werkzeug (z.B. Tisch- oder Handkreissäge, Stichsäge, Schleifer, Bohrmaschine), ausreichend Platz und ein gewisses handwerkliches Geschick. Wer sich den Selbstbau nicht zutraut, für den kann die Verwendung eines Bausatzes eine gute Alternative sein. Hier ist der Zusammenbau in der Regel ohne umfangreiches Werkzeug und mit vergleichsweise geringem Aufwand möglich. Eine weitere Alternative besteht auch darin, das Gehäuse eines ausrangierten Arcade-Automaten zu verwenden und umzubauen.

Format

Die geläufigsten Bauformen für Selbstbau-Automaten sind:

  • Upright (Standardgehäuse, etwa 1,80 bis 2,00 Meter hoch und 65 cm breit), bzw. etwas kleinere Versionen („Mini cabinets“/„Cabarets“)
  • Bartop (zum Aufstellen auf Tischen oder Theken)
  • Cocktail (für 2 Spieler, die sich gegenübersitzen)

Daneben gibt noch weitere Bauformen, wie z.B. Automaten zur Wandmontage (wall-mounted).

Material

Üblicherweise wird das Gehäuse aus Holz hergestellt, gängige Materialien für den Selbstbau sind MDF oder Sperrholz, seltener auch Multiplex oder Spanplatten. MDF ist dabei leichter zu lackieren oder mit Folie zu beziehen als Sperrholz, weist allerdings auch ein höheres Gewicht auf.

Häufig werden Materialstärken von 19mm für die Seitenwände verwendet. Für die Innenteile oder Bartop-Automaten auch geringere Dicken von etwa 12-16mm. Sofern man auf einen Bauplan aus dem Internet zurückgreift, sollte man darauf achten, die gleiche Dicke wie im Plan zu nutzen. Ansonsten müssen ggfs. die Maße der Platten angepasst werden.

Möchte man die Kanten später mit einem T-Molding (Kantenschutz aus Kunststoff in T-Form) versehen, sollte man darauf achten, eine Plattenstärke zu verwenden, für die es ein T-Molding in passender Breite gibt.

Marquee

Das Marquee ist der Leuchtkasten (oder Lichtkasten) über dem Bildschirm, an dessen Vorderseite bei klassischen Automaten häufig der Name des Spiels angebracht und der von hinten beleuchtet wird. An der Unterseite des Marqueekastens werden häufig auch die Lautsprecher (ergänzende Informationen weiter unten) eingebaut.

Bei einem Selbstbau-Automaten wird das Marquee meist mit einer Plexiglasscheibe (Acrylglas) und einer bedruckten Folie (Vinyl) realisiert, wobei die Beleuchtung über einen oder mehrere LED-Streifen erfolgt, die hinter der Scheibe im Gehäuse angebracht sind. Falls das Plexiglas auf das passende Format gebracht werden muss, sollte ein scharfes Messer (z.B. Cuttermesser oder Teppichmesser) verwendet werden, um das Plexiglas einzuschneiden. Anschließend wird die Platte über einer Kante gebrochen (Schutzbrille verwenden) und die Schnittkante mit feiner Körnung (>= 200) abgeschliffen. Die Schutzfolie sollte erst danach entfernt werden.

Eine modernere Alternative zum klassischen Marquee ist die Verwendung eines separaten Monitors (sog. digitales Marquee), über den wechselnde Bilder angezeigt werden können (z.B. abhängig vom ausgewählten Spiel). Natürlich kann auch auf die Beleuchtung verzichtet werden, indem man ein einfaches Brett für die Front verwendet und dies nach Wunsch lackiert oder beklebt.

Weitere Informationen / Bezugsquellen:

T-Molding

Finish

Links

Monitor

  • Röhre (CRT) vs. Flachbildschirm (LCD)

Hardware

  • Pi vs. PC vs. Odroid o.ä.

Eingabegeräte

Hinweis: Die folgenden Abschnitte sollen eine kurze Übersicht über die gängigen Eingabegeräte geben. Bezüglich Details zum Layout, der Befestigung und Verkabelung siehe die entsprechenden Abschnitte: Layout, Verkabelung.

Joystick

Für Arcade-Automaten werden überwiegend digitale Joysticks mit Mikroschaltern verwendet. Zwei Punkte, die bei der Auswahl des (bzw. der) Joysticks beachtet werden sollten sind das Design und die Anzahl der Wege.

Design

Ball top-Joystick mit konvexen Buttons
Bat top-Joystick mit konkaven Buttons

Unterschieden wird im wesentlichen zwischen Joysticks im ball top- und im bat top-Design:

  • Ball tops werden überwiegend in japanischen Automaten eingesetzt und sind gekennzeichnet durch einen kugelförmigen Griff (ball) auf einem dünnen Metallschaft. Der Widerstand der Joysticks ist vergleichsweise gering. Bekannte Hersteller sind z.B. Sanwa und Seimitsu.
  • Bat tops (auch american style nach dem amerikanischen Hersteller Happ) haben ihren Namen von dem Griff, der von der Form an einen Baseball-Schläger (bat) erinnert. Im Vergleich zu Ball-tops haben die Joysticks einen höheren Widerstand und einen längeren Schaft.

Für welches Design man sich entscheidet ist letztendlich eine Frage der persönlichen Präferenz.

Wege

Die Bezeichnung Wege bezieht sich auf die Anzahl der Himmelsrichtungen, die der Joystick registrieren kann. Digitale Arcade-Joysticks verfügen meist über vier Mikroschalter (hier exemplarisch mit Nord, Süd, Ost, West bezeichnet), mit denen acht Himmelsrichtungen erfasst werden können (8-Wege-Joystick), indem bei einer diagonalen Bewegung zwei Schalter gleichzeitig ausgelöst werden (für die Richtung NW beispielsweise die Schalter N und W).

Ein Problem kann nun entstehen, wenn man mit einem solchen Joystick ein Arcade-Spiel wie z.B. Pac Man spielt, dass nur auf Bewegungen in den vier Haupthimmelsrichtungen (oder weniger) ausgelegt ist (4-Wege-Joystick). Bewegt man hier den Joystick diagonal, kann das Spiel die Eingabe nicht richtig registrieren und führt unter Umständen nicht die gewünschte Bewegung aus (Spielfigur bleibt stehen oder läuft in die falsche Richtung).

Eine Abhilfe können sogenannte Begrenzungsplatten (englisch restrictor plates) bieten, die meist an der Unterseite des Joysticks montiert werden und die Bewegung so einschränken, dass nicht mehr zwei Mikroschalter gleichzeitig ausgelöst werden können. Bei selbstgebauten Arcade-Automaten soll allerdings häufig eine große Bandbreite von Spielen genutzt werden, daher möchte man sich ggfs. nicht auf einen 4- oder 8-Wege-Joystick festlegen. Um dies zu umgehen, gibt es mehrere Möglichkeiten:

  • Separate Joysticks: parallel verkabelt kann ohne Umbau je nach Bedarf der 4- oder 8-Wege-Joystick verwendet werden. Wesentlicher Nachteil ist der zusätzlicher Platzbedarf auf dem Control Panel, insbesondere bei mehreren Spielern.
  • Joysticks mit drehbarer Begrenzungsplatte: bei diesen Joysticks kann man die Platte mit quadratischer Öffnung (8-Wege) um 45 Grad drehen, so dass die Öffnung rautenförmig ist (4-Wege). Der Nachteil ist, dass der Joystick von unten zugänglich sein muss, damit die Platte umgestellt werden kann.
  • Joysticks mit manueller Umschaltung von oben: z.B. der Ultimarc Mag Stick, der durch Ziehen nach oben und drehen zwischen 4- und 8-Wege-Begrenzung umgestellt werden kann. Die Produktauswahl in diesem Bereich ist allerdings sehr begrenzt.
  • Joysticks mit automatischer Umschaltung: z.B. der Ultimarc Servostick, der über eine drehbare Begrenzungsplatte verfügt, die mit Hilfe eines kleines Motors verstellt wird, ohne dass der Joystick von unten zugänglich sein muss. Nachteilig ist hier, dass die Umschaltung entweder manuell (z.B. über einen zusätzlichen Button) oder automatisiert (über ein Script, dass das gestartete Spiel erkennt und den Motor bei Bedarf betätigt) erfolgen muss. Zusätzlich wird durch den Motor der Platzbedarf unter dem Panel erhöht.


Neben den klassischen 4- und 8-Wege-Joysticks gibt es auch digitale Joysticks mit feinerer Unterteilung (z.B. 49-Wege) oder analoge Joysticks, die zusätzlich zur Richtung auch den Auslenkungswinkel der Achsen messen.

Buttons

Neben einem Joystick verfügen die meisten Arcade-Automaten auch über einen oder mehrere Buttons (auch Tasten, Taster oder Knöpfe). Ähnlich wie bei den Joysticks gibt es im Wesentlichen zwei unterschiedliche Designformen:

  • Japanische Buttons haben eine konkave (nach oben gewölbte) Oberfläche, einen kurzen Druckweg und geringen Widerstand.
  • Amerikanische Buttons sind hingegen meist konkav (nach innen gewölbt) und haben im Gegensatz zu ihren japanischen Pendants einen langen Druckweg mit höherem Widerstand.

Auch hier ist die Entscheidung für ein Design eine Frage der persönlichen Präferenz.

Daneben gibt es zwei verbreitete Befestigungsformen für die Buttons:

  • Klemmbefestigung (snap-in buttons): Der Button verfügt über zwei (oder mehr) federgelagerte Klammern bzw. "Widerhaken", die den Taster nach dem Eindrücken im Panel fixieren. Sie sind insbesondere für dünnel Panel (z.B. aus Metall) vorgesehen.
  • Schraubbefestigung (screw buttons): Der Button verfügt hier über ein Gewinde und wird, nachdem er von oben durch das Panel gesteckt

wurde, von unten mit einer Plastikmutter am Brett fixiert. Dadurch steigt allerdings auch der Platzbedarf bzw. Durchmesser, wodurch diese Buttons nicht so eng nebeneinander platziert werden können, die die Klemmbuttons.

Eine weitere Besonderheit sind beleuchtete Buttons, die i.d.R. über eine integrierte LED verfügen und dynamisch angesteuert werden können. Bei Automaten mit mehreren Systemen bzw. Emulatoren können z.B. nur die Buttons beleuchtet werden, die von dem aktuellen System verwendet werden. Verbunden ist dies mit einem erhöhten Verkabelungsaufwand, zudem wird eine zusätzliche Stromversorgung (meist 5V oder 12V) benötigt.

Trackball

Externer Trackball

Ein Trackball (deutsch Rollkugel) ist ein Eingabegerät, das aus einem Gehäuse besteht, an das eine Kugel angebracht ist, die mit den Fingern bewegt wird. Im Gehäuse erfassen optomechanische oder optische Sensoren die Bewegung der Kugel entlang zweier Achsen. Der Trackball funktioniert prinzipiell wie eine auf den Rücken gelegte Computermaus. Zu den bekanntesten Arcadespielen mit Trackball-Steuerung gehören Centipede, Missile Command und Marble Madness.

Zu beachten ist, dass Trackballs meist einen relativ hohen Platzbedarf haben, was bei der Gestaltung bzw. dem Layout des Control Panels berücksichtigt werden sollte. Die als Zubehör erhältlichen Trackballs werden meist über USB- oder PS/2-Verbindungen angeschlossen.

Weitere Informationen:

Spinner

Ein Spinner ist ein Drehregler, der bei manchen Arcadespielen zur Steuerung verwendet wird; zu den bekanntesten gehören Arkanoid und Tempest.

Weitere Informationen:

Controller / Encoder

Der Controller bzw. Encoder ist die Schnittstelle zwischen den Eingabegeräten und dem Computer, auf dem die Emulatoren laufen (z.B. PC oder Raspberry Pi). Dazu werden die Signale, die der Controller z.B. durch durch Drücken eines Buttons oder Bewegen des Joysticks erhält, umgewandelt und an den Emulator weitergegeben. Der Anschluss des Controllers an den Computer erfolgt üblicherweise per USB.

Je nachdem, wie viele Spieler man vorgesehen hat (siehe auch den Abschnitt zum Control Panel), bzw. welche Eingabegeräte man verwenden möchte, sollte man darauf achten, dass der Controller über eine ausreichende Anzahl an Eingängen verfügt.

Verbreitete Controller/Encoder sind z.B.:

  • PAC-Controller von Ultimarc (erhältlich über den Hersteller): u.a. I-PAC2 (zwei Spieler), I-PAC4 (vier Spieler), Opti-PAC (optische Geräte wie Trackball oder Spinner)
  • JOY-iT Zero Delay Encoder USB (erhältlich z.B. über Amazon, Conrad, Reichelt & Co.)

Control Panel

Einfaches Control Panel für zwei Spieler mit je zwei Buttons und zusätzlichen Funktionstasten am oberen Rand

Layout

Gerade Einsteiger tendieren beim Bau ihres ersten Automaten dazu, das Control Panel mit Funktionen zu überfrachten, um alle möglichen Eventualitäten und Spiele abzudecken. Im Ergebnis führt dies allerdings häufig zu einem Panel, dass sich nicht mehr ergonomisch nutzen lässt, was den Spielspaß erheblich senkt. Daher sollte man sich im Vorfeld Gedanken machen, welche Eingabegeräte man tatsächlich benötigt. Nicht zuletzt ist dies auch davon abhängig, welche System man emulieren bzw. Spiele man bevorzugt spielen möchte. Fighting Games wie Street Fighter benötigen z.B. mehr Buttons als Klassiker wie Pac Man oder Donkey Kong.

  • Anzahl der Spieler:
    • Bei der Festlegung der Spieleranzahl spielt neben der geplanten Nutzung auch die Bauform des Automaten eine wichtige Rolle. Bei einem Bartop reicht der Platz je nach Größe normalerweise nur für ein bis zwei Spieler. Bei einem Full-Size Cabinet können bei Bedarf auch bis zu vier Spieler untergebracht werden, was dann aber meist dazu führt, dass das Control Panel über die Seitenwände des Automaten hinausragt.
    • Wenn Spieler 3 und 4 nur selten benötigt werden, können auch USB-Anschlüsse am Gehäuse vorgesehen werden, so dass diese Spieler bei Bedarf ein zusätzliches Gamepad nutzen können (alternativ sind natürlich auch Wireless-Gamepads möglich).
  • Anzahl der Buttons:
    • Spielbuttons: Spieler 1 und 2 benötigen nicht mehr als acht Buttons, in den meisten Fällen sollten sechs Buttons ausreichend sein. Für Spieler 3 und 4 werden i.d.R. nicht mehr als vier Buttons benötigt.
    • Funktionstasten: Zusätzlich sollten für jeden Spieler noch zwei zusätzliche Buttons (Coin und Select) vorgesehen werden. Je nach Bedarf können optional noch weitere Funktionstasten eingebaut werden (z.B. für Pause, Reset, Lautstärkeregelung). Häufig werden die Funktionsbuttons nicht direkt auf dem Control Panel, sondern an der Vorderseite des Automaten oder den Seitenwänden angebracht. Dabei sollte man darauf achten, dass die Taster nicht während des Spielens aus Versehen betätigt werden können.
Arcade-Stick mit ergonomisch angeordneten Buttons
  • Anordnung der Buttons:
    • Die Spielbuttons sind üblicherweise in zwei Reihen mit je drei oder vier Buttons neben dem Joystick angeordnet. Aus ergonomischen Gründen ist es sinnvoll, dabei keine geraden Reihen zu verwenden, sondern eine Form zu wählen, die der natürlichen Hand- bzw. Fingerhaltung folgt. Neben der besseren Bedienbarkeit ist so auch längeres ermüdungsfreies Spielen möglich. Eine Reihe von verbreiteten und praxiserprobten Beispielen und Vorlagen für Layouts gibt es z.B. bei slagcoin.com (englisch).
    • Es sollte bei der Anordnung auch darauf geachtet werden, dass genügend Fläche vorhanden ist, um die Handfläche auf dem Panel abzulegen.
  • Sonstiges: Wenn neben Joysticks und Buttons auch z.B. ein Trackball und/oder Spinner eingesetzt werden soll, sollte man darauf achten, dass durch deren Platzierung die Bedienbarkeit der anderen Eingabegeräte nicht eingeschränkt wird. Je nach geplanter Nutzung des Automaten können diese zusätzlichen Komponenten mehr oder weniger zentral positioniert werden. Gerade bei beim Bau seines ersten Automaten sollte man sich aber kritisch fragen, ob die Eingabegeräte tatsächlich benötigt werden, oder nicht doch verzichtbar sind.


In jedem Fall ist es empfehlenswert, einen Dummy des Control Panels aus Restholz oder stabiler Pappe zu bauen und diesen ggfs. provisorisch zu verkabeln. Auf diese Weise kann man testen, ob das gewählte Layout auch bei längerer Nutzung und mit mehreren Spielern angenehm zu bedienen ist.

Weitere Informationen:

Verkabelung

Benötigt werden: Joystick, Buttons, Controller, Flachsteckhülsen (je nach Anschlüssen 2,8mm / 4,8mm / 6,3mm), Kabel (z.B. 0,14mm² oder 0,5mm²; der Querschnitt spielt keine große Rolle, das Kabel sollte aber dick genug sein, um in den Flachsteckhülsen befestigt werden zu können)

Buttons

Verkabelungsschema für Arcade-Buttons

An der Unterseite der Buttons finden sich (bei Buttons ohne integrierte LED) normalerweise zwei oder drei Anschlüsse, üblicherweise in Form von Flachsteckern:

  • NO (normally open, normalerweise offen): Der Stromkreis wird hier geschlossen, wenn der Taster betätigt wird. D.h. mit dem Drücken des Buttons wird ein Signal weitergegeben.
  • C / COM / GND (common/ground): gemeinsame Masse-Verbindung
  • ggfs. vorhanden: NC (normally closed, normalerweise geschlossen): Der Stromkreis ist hier geschlossen, wenn der Taster nicht betätigt wird (d.h. der Button wird dauerhaft ausgelöst, solange er nicht gedrückt wird). Dieser Anschluss wird im Normalfall nicht benötigt.

Am einfachsten lassen sich die Kabel mit Flachsteckhülsen an den Anschlüssen befestigen. Man kann lose Hülsen und eine (Crimp-)Zange nutzen, um sich seine Kabel zu konfektionieren, oder man greift auf fertig konfektionierte Kabel zurück, die z.B. in diversen Onlineshops erhältlich sind (komfortabler, aber i.d.R. auch teurer). Für eine bessere Übersichtlichkeit empfiehlt es sich, unterschiedliche Kabelfarben für die einzelnen Spieler sowie die Ground-Kabel zu verwenden.

Um nun die Buttons am Controller anzuschließen, verbindet man die einzelnen NO-Anschlüsse der Buttons direkt mit dem jeweiligen Eingang am Controller (am Beispiel des I-PAC2-Controllers: 1. Button Player 1 NO --> Eingang 1SW1, Coin-Button Player 2 NO --> Eingang 2COIN). Auf Seiten des Controllers werden die abisolierten Litzen meist mit Schrauben befestigt.

Für die Masse-Verbindung (COM/GND) ist das Vorgehen etwas anders, da am Controller meist nur ein oder zwei GND-Anschlüsse vorgesehen sind. Hier verkabelt man die GND/COM-Anschlüsse aller Buttons in Serie (also einer langen Reihe), so dass nur ein Kabel am GND-Eingang des Controllers befestigt wird (GND Button 1 --> GND Button 2 --> ... --> Eingang GND). Diese Form der Verkabelung wird auch als Daisy Chain bezeichnet. Fertig konfektionierte Daisy-Chain-Kabel sind ebenfalls im Zubehörhandel erhältlich. Theoretisch ist es auch möglich, mehrere Buttons direkt mit dem GND-Anschluss zu verbinden

Joystick

Die Verkabelung von (digitalen) Joysticks funktioniert i.d.R. so wie bei den Buttons. Wie oben erläutert verfügt der Joystick über vier Mikroschalter, jeweils mit den bekannten Anschlüssen NO und COM/GND (sowie ggfs. NC). Die NO-Anschlüsse werden mit den entsprechenden Eingängen auf dem Controller verbunden (meist mit UP, DOWN, LEFT und RIGHT gekennzeichnet, siehe Beispielbild oben), die COM/GND-Anschlüsse werden in die Reihenschaltung eingebunden, bzw. eine separate daisy chain für den Joystick verwendet, und mit dem GND-Eingang des Controllers verbunden.

Hinweis: Teilweise sind Button- und Joystick-Komplettsets erhältlich, bei denen die Verbindung mit dem mitgelieferten Controller direkt mittels Steckern erfolgt. In diesem Fall ist keine separate Verkabelung der NO- und GND-Anschlüsse notwendig, sondern es wird je Joystick bzw. Button nur ein (mehradriges) Kabel zum Controller geführt und dort eingesteckt.

Software

  • Emulatoren / Frontend

Sonstiges / Zubehör

Lautsprecher

USB-Anschlüsse

Münzeinwurf

Werkzeug

Weblinks

  • weitere nützliche Links