随着科技的飞速发展，掌上游戏机已经成为众多游戏爱好者的心头好。市面上的掌机产品琳琅满目，但价格高昂且缺乏个性化，促使越来越多年轻人和电子爱好者开始尝试自己动手打造属于自己的掌机。通过合理选择组件和科学组装，完全有可能利用Raspberry Pi等单板计算机，打造一台性能稳定、便携且充满乐趣的掌上游戏机。打造这一设备不仅能满足游戏娱乐的需求，还能提升动手能力和电子知识水平，成为一次极具成就感的DIY体验。首先，选择合适的核心硬件平台是整个项目的关键。Raspberry Pi单板计算机以其功能强大、社区活跃和兼容性广受欢迎。
无论是早期的Pi 1B还是最新的Pi 4B，所有型号在尺寸上保持一致，方便定制外壳设计。4GB内存版本已足够应对大部分复古游戏的模拟需求，且能兼顾流畅性能。更进一步，Pi Zero系列体积更小、便于携带，但需要在安装布局上进行一定程度的调整。对于极致追求，Compute Module系列提供更紧凑的硬件选择，但对DIY者的挑战较大。其次，屏幕的选择影响着掌机的视觉体验。本项目推荐5英寸800x480分辨率的IPS屏幕，不仅尺寸适中，便于整机携带，同时显示效果清晰，色彩还原良好，体验极佳。
集成扬声器的屏幕设计简化了音频输出系统，减少了线路复杂度。虽然其他尺寸和分辨率的屏幕也可行，但选用该尺寸屏幕能保证与预设计的机壳完美契合，极大减少改动量。关于游戏操作部分，按钮布局是DIY掌机的灵魂所在。利用软质8毫米按钮，能模拟传统手柄的手感，避免传统触感过硬、操作不适的问题。通过面包板进行原型设计便于不断修正按键布局。树莓派的GPIO接口提供了40个引脚，可用作数字输入连接各个按钮。
注意最好为按钮指定清晰的按键映射方案，方便后续软件调试。尽管模拟摇杆对玩游戏体验有加分作用，但树莓派缺乏模拟信号输入接口，初期可以先用方向键模拟8向数字输入，以降低复杂度。安装RetroPie系统是实现游戏运行的核心步骤。RetroPie集成了大量游戏模拟器，且拥有庞大的社区支持和丰富的游戏资源。采用官方Raspberry Pi镜像制作工具，将系统刷写至SD卡，随后配置适当键位，即可实现快速启动和运行。设置期间，用USB键盘模拟游戏手柄输入，为后续硬件按键映射奠定基础。
建立定制游戏按键固件时，可以借助Adafruit的Retrogame工具，将GPIO引脚映射为虚拟键盘输入，提升操作响应速度。电源设计极为重要，直接关系到整机的使用时长与便携性。本项目选用了PiSugar 2 Pro UPS扩展模块，内置5000mAh锂电池，能为掌机提供8至10小时的续航。PiSugar模块附带电量保护与自动关机功能，大大提升硬件使用安全性。由于原始设计为Hardware Under Board，需对其进行改造安装为顶部HAT形式，方便整机组装。需要注意焊接操作的精准与规范，避免因线路紧凑造成短路风险。
保证电池线缆走线合理，减少空间压力。线路连接和组装阶段，原型调试尤为关键。通过3D打印掌机内部的PCB样板，既能便捷放置按钮，又能自由设计布局，实现理想的人体工学体验。为所有按钮焊接地线实现电路共享，将正极与GPIO引脚分别接入，相应映射按键实现指令传输。将Raspberry Pi、PiSugar及屏幕依次组装，通过螺丝与空间定位，确保内部零件稳固且维持整体结构。屏幕与主板采用HDMI和USB接口连接，辅以PCB连接件或排线保证信号传输顺畅。
制壳是掌机制作的最后一环，却也是最考验设计与制造能力的部分。设计者通过Autodesk Fusion 360展开多次尺寸和外观调整，以符合人体工学和视觉效果。通过3D打印技术制造外壳，探索PETG与PLA材料的优缺点。尽管PETG在耐热性上表现优异，但其柔软度可能降低整体坚固性，需在打印参数与后处理上做调整。外壳设计拆装灵活，分成多部分便于升级与维护。组装时，预留空间供后续升级模块添加，并合理布置散热系统，保障长时间运行的稳定性。
初期可基于PLA快速打印，测试整体结构；确认方案后再采用更耐用的材料打印成品。自制掌机除了硬件搭建之外，软件系统的完善同样重要。RetroPie支持联网下载游戏及系统更新，配置热键功能，有效提升用户体验。设置热键组合能快速退出游戏、重载状态、抓屏等，提高游戏流畅度和便捷性。通过Wi-Fi连接掌机，实现远程访问和文件传输，为丰富游戏资源提供便利。同时，可定制启动画面、UI主题，赋予独一无二的个性化外观。
总的来说，制作专属于自己的掌机是一个集结软硬件、设计与编程于一体的综合项目。除了享受游戏乐趣外，制作过程也是极好的学习经历。对于初学者建议按步骤推进，准备充分，保持耐心。各个环节都可能出现调试问题，积极利用社区资源和文档帮助。掌握零件选型、电路焊接、3D打印、系统配置等多方面知识，能使你从DIY新手成长为经验丰富的掌机制作者。未来，可根据个人喜好迭代升级，增加触摸屏、多点操控、立体音效，乃至更强硬件平台，让自制掌机功能更加多样化。
无论是怀旧经典游戏，还是现代独立佳作，一台属于自己的掌上游戏机都将成为独一无二的数码珍宝，值得用心体验和收藏。
