ساخت لپ‌تاپ اختصاصی ZX Spectrum Next با چاپ سه‌بعدی و قطعات سخت‌افزاری سفارشی

لپ‌تاپ‌ها معمولاً ابزاری برای «بهره‌وری در حرکت» شناخته می‌شوند، اما برخی پروژه‌ها یادآور این هستند که تکنولوژی می‌تواند صرفاً برای لذت خالص و تجربه بازی‌های کلاسیک به کار گرفته شود. پروژه ساخت نسخه دوم لپ‌تاپ ZX Spectrum Next نمونه‌ای جذاب از این دسته‌بندی است که تلاشی شخصی برای ترکیب سخت‌افزار مدرن و رترو محسوب می‌شود.

پس‌زمینه و هدف پروژه

کامپیوتر ZX Spectrum Next یک سیستم محبوب در دنیای رترو کامپیوترهاست که در سال‌های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. سازنده این پروژه پس از ساخت نسخه اول لپ‌تاپ مبتنی بر برد توسعه Spectrum Next با مشکلاتی روبرو شد. از جمله این مشکلات می‌توان به طراحی ضعیف لولاها، ناسازگاری صفحه نمایش انتخابی با تغییرات فرم‌ور (Firmware) در بخش HDMI و استفاده از کیبورد معمولی USB پی‌سی اشاره کرد که برای یک لپ‌تاپ Sinclair کاملاً نامناسب بود.

در نسخه دوم، تمام این نواقص برطرف شد تا دستگاهی با اصالت بیشتر و کیفیت بالاتر متولد شود.

جزئیات فنی و قطعات سخت‌افزاری

طراحی جدید از صفر و با استفاده از قطعات دقیق‌تر انجام شد. بخش‌های کلیدی این سخت‌افزار عبارتند از:

• صفحه نمایش: استفاده از یک پنل ۱۴ اینچی WXGA از یک لپ‌تاپ قدیمی معیوب که علاوه بر پورت HDMI، از سیگنال VGA در فرکانس ۵۰ هرتز نیز پشتیبانی می‌کند. بورد کنترلر LCD نیز برای کاهش ضخامت دستگاه دستکاری و پورت‌های اضافی آن حذف شد.
• کیبورد اورجینال: برخلاف نسخه قبلی، در اینجا از کیبورد اصلی و واقعی Spectrum Next استفاده شده است که حس کلاسیک دستگاه را حفظ می‌کند.
• برد اصلی (PCB): به‌جای برد توسعه بزرگ اولیه، از یک برد کوچک‌تر مشتق شده از پروژه دستی SpeccyX استفاده شد تا فضای کافی برای سیم‌کشی و قطعات دیگر در داخل بدنه فراهم شود.
• ماژول‌ها: دستگاه مجهز به یک پایگاه Raspberry Pi، ماژول وای‌فای و بورد اسپلیتر USB برای توسعه‌های آینده است.
• موس و صدا: یک تاچ‌پد برای پشتیبانی از پورت ماوس PS/2 و بلندگوهای استریو با جک هدفون و کنترل صدا تعبیه شده است.

چاپ سه‌بعدی و ساخت بدنه

طراحی بدنه به‌گونه‌ای انجام شد که تمامی این قطعات استاندارد و غیراستاندارد در کنار یکدیگر قرار گیرند. نمونه‌های اولیه با پرینتر سه‌بعدی شخصی تست و عیب‌یابی شدند و فایل‌های نهایی برای پرینت حرفه‌ای ارسال گردید. پس از مراحل طولانی سمباده‌کاری و رنگ‌آمیزی بدنه، لپ‌تاپ شکل نهایی خود را پیدا کرد.

مدیریت توان و کنترل نور پس‌زمینه

در به‌روزرسانی‌های بعدی، یک باتری ۱۰ هزار میلی‌آمپر ساعتی به همراه سیستم UPS دوازده ولتی به مجموعه اضافه شد که حدود ۶ ساعت زمان بازی مداوم را بدون نیاز به برق مستقیم فراهم می‌کند.

برای کنترل نور پس‌زمینه صفحه نمایش (Backlight) بدون دستکاری نرم‌افزار پیش‌فرض Raspberry Pi، از یک میکروکنترلر Arduino Nano استفاده شد. این آردوینو با دریافت سیگنال از کلیدهای ترکیبی کیبورد (مانند Symbol Shift به همراه کلیدهای جهت‌نما)، سیگنال PWM مناسب را برای کم یا زیاد کردن روشنایی صفحه تولید می‌کند.

چرا این پروژه برای مهندسان اهمیت دارد؟

این پروژه نشان می‌دهد که چگونه می‌توان با تلفیق مهندسی معکوس، سخت‌افزارهای رترو، پرینت سه‌بعدی و میکروکنترلرهای ساده‌ای مثل آردوینو، دستگاهی سفارشی و کاربردی ساخت. جامعه هاست (Hacker News) نیز از این پروژه استقبال کرده و آن را راهی عالی برای اجرای بازی‌های قدیمی مانند JetPac در سفر توصیف کرده‌اند.