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Arcade-Automat mit MiSTer FPGA selber bauen

Teil 2 - Die neue und verbesserte Video Arcade Machine basierend auf einem MiSTer FPGA und im Neo-Geo-Design

Zurück zu den Wurzeln

Eigentlich war ich mit meinem ersten Arcade-Automaten rundum glücklich. Die TRON Video-Arcade funktionierte hervorragend, bot eine riesige Auswahl an Spielen und erfüllte praktisch alles, was ich mir von einem selbstgebauten Arcade-Automaten erhofft hatte.
Bei jeder Party entstand schnell eine Menschentraube rund um den Spielautomaten.
Einen wirklichen Grund, an dem Gerät irgendetwas zu ändern, gab es eigentlich nicht.

Auftritt MiSTer FPGA

Bis ich irgendwann auf das MiSTer FPGA-Projekt aufmerksam wurde.
Das Besondere an einem FPGA-Chip ist, dass er seine internen logischen Schaltungen völlig frei rekonfigurieren kann. Vereinfacht gesagt kann er dadurch gewissermaßen die Gestalt nicht nur einzelner Computerchips, sondern sogar ganzer Motherboards einschließlich aller darauf befindlichen Chips – ein bisschen wie der Terminator T-1000 aus dem gleichnamigen Film andere Formen annehmen kann.
So kann ein FPGA beispielsweise die Funktion eines Motorola-68000-Prozessors übernehmen. Er kann sich aber auch binnen Sekunden rekonfigurieren und die Form des kompletten Motherboards eines Commodore 64 oder Amigas annehmen. Oder sich quasi in einen Atari ST verwandeln. Oder in das Motherboard eines Donkey Kong Video-Arcade-Automaten. Einschließlich CPU, I/O-Bausteinen sowie Grafik- und Soundhardware. Es ist unglaublich.
Diese FPGA-Technik wird heute oft in der Prototypenentwicklung von Chips verwendet: man kann einen neuen Chip erstmal auf einem FPGA-Chip simulieren, ohne ihn gleich in Silizium gießen zu müssen. Das spart enorm Zeit und Geld bei der Entwicklung. Aber auch in der Rüstung, im Automobilbereich und für Kleinserien sind FPGA-Chips sehr beliebt.
Man kann die FPGA-Technologie aber auch ganz hervorragend für Retro-Gaming nutzen.
Das ist der MiSTer FPGA. Der kleine Kasten da in der Bildmitte
Das ist der MiSTer FPGA. Der kleine Kasten da in der Bildmitte

Was bedeutet FPGA nun für das Retro-Gaming?

Mit einem entsprechend gut entwickelten FPGA-Core kann man das Verhalten der ursprünglichen Gaming-Hardware nahezu identisch nachbilden. Die Spiele laufen mit äußerst präzisem Timing und praktisch ohne zusätzliche, durch eine Software-Emulation verursachte Verzögerungen – gerade bei schnellen Arcade-Spielen ein entscheidender Vorteil. Dadurch fühlt sich das Spielen damit genauso an wie auf dem Originalautomaten.
Klar, dass ich das in meinen nächsten Videospielautomaten unbedingt einbauen wollte.

Vintage CRT-Röhrenmonitor vs modernes Display für Retro-Gaming?

Ein Freund sensibilisierte mich für ein weiteres Thema, über das ich mir zuvor noch nie irgendwelche Gedanken gemacht hatte: den Unterschied zwischen modernen Flachbildschirmen und den klassischen CRT-Röhrenmonitoren im Bereich Retro-Gaming.
Dazu muss man wissen, dass die Auflösung von Spielen damals viel geringer war als heute. Wir reden von Auflösungen in der Region von ca. 320 x 240 Pixeln.
Auf einem CRT-Röhrenmonitor sieht das spitze aus. Aber auf einem modernen, hochauflösenden Display wirkt das Bild sehr pixelig.
Ich befasste mich intensiver mit dem Thema und las über Bewegungsschärfe, Dithering, Scanlines, Latenzzeiten, Blooming und Phosphor-Glow.
Langsam wurde mir klar, warum so viele Retro-Gaming-Enthusiasten bis heute auf echte Röhrenmonitore schwören. Und warum die alten CRT-Röhrenmonitore – insbesondere einige spezielle Modelle von Sony – immer schwieriger zu finden sind. Wenn überhaupt, dann oft nur noch zu geradezu obszönen Liebhaberpreisen.
Trotzdem stand für mich fest: Wenn ich noch einmal einen Arcade-Automaten baue, dann nur noch mit einem echten CRT-Röhrenmonitor

Was wird bei meiner neuen Video Arcade Machine also anders als beim Vorgänger?

Hier die Liste mit Dingen, die ich bei VAM4 anders/besser machen wollte:
1. MiSTer FPGA - anstatt PC-basierter Software-Emulation
2. Ein echter CRT-Röhrenmonitor - anstatt eines modernen Flachbildschirms
3. TATE-Mode - also der Bildschirm wird hochkant eingebaut, wichtig u.a. für Donkey Kong, Ms. Pac Man, Dig Dug, Centipede, Arkanoid und zahllose Shmups
4. Coin-In Door - funktioniert mit 25-US-Cent-Münzen
5. Pixelcade - große LED-Anzeige im Marquee
6. TTY2OLED - ähnlich wie Pixelcade, nur viel kleiner. Kommt ins Control Board.
7. Spinner (analoger Drehregler)
8. Joysticks von SANWA - anstatt von Ultimarc. Die gefallen mir besser.
9. Schwerlastrollen unten - damit man die VAM4 leichter bewegen kann
10. Neo-Geo-Design

Projekttagebuch zum Bau meiner nächsten Video Arcade Machine (VAM4)

Meine nächste Video Arcade Machine - 3D-Entwurf in Sketchup Pro
Meine nächste Video Arcade Machine - 3D-Entwurf in Sketchup Pro
So ungefähr soll die neue Video-Arcade aussehen: alter Neo-Geo-Video-Arcade-Automat
So ungefähr soll die neue Video-Arcade aussehen: alter Neo-Geo-Video-Arcade-Automat
Am Anfang steht wie immer das Control Board. Neuerung bei der VAM4: hinter die längliche Aussparung über dem Trackball wird ein kleines TTY2OLED-Display kommen, das ähnlich wie die Pixelcade oben im Marquee das jeweils aktuelle Spiel anzeigt.
Am Anfang steht wie immer das Control Board. Neuerung bei der VAM4: hinter die längliche Aussparung über dem Trackball wird ein kleines TTY2OLED-Display kommen, das ähnlich wie die Pixelcade oben im Marquee das jeweils aktuelle Spiel anzeigt.
Mit der Oberfräse habe ich die Vorderkante abgerundet.
Mit der Oberfräse habe ich die Vorderkante abgerundet.
Die Seitenwände schneide ich mit der Stichsäge aus.
Die Seitenwände schneide ich mit der Stichsäge aus.
Mit der Oberfräse und dem Slot-Cutter-Aufsatz habe ich rundherum den Schlitz für das T-Molding gefräst. Das ist diese umlaufende schwarze Gummiarmierung.
Mit der Oberfräse und dem Slot-Cutter-Aufsatz habe ich rundherum den Schlitz für das T-Molding gefräst. Das ist diese umlaufende schwarze Gummiarmierung.
Seitenwände aufgestellt.
Seitenwände aufgestellt.
Jetzt kann das Cabinet zumindest schon mal nicht mehr umfallen.
Jetzt kann das Cabinet zumindest schon mal nicht mehr umfallen.
Einbau der Pixelcade.
Einbau der Pixelcade.
Mit eingeschalteter Pixelcade. Was für ein Unterschied!
Mit eingeschalteter Pixelcade. Was für ein Unterschied!
Damit der große CRT-Röhrenmonitor reinpasst, muss das Cabinet deutlich tiefer sein.
Damit der große CRT-Röhrenmonitor reinpasst, muss das Cabinet deutlich tiefer sein.
Dadurch, dass der CRT-Röhrenmonitor hochkant eingebaut wird, musste das Control Board auch etwas nach unten rutschen und das Marquee etwas nach oben. Allerdings war das Control Board dann für meinen Geschmack zu tief. Also habe ich an der Unterseite des Cabinets nochmal etwas angestückelt, damit alles insgesamt wieder etwas nach oben kommt. Dadurch wird das Cabinet zwar insgesamt etwas höher. Aber das ist okay. Es passt noch durch den Türrahmen. Und durch die Sideart-Aufkleber wird man davon später nichts mehr sehen.
Das Control Board kann man zu Wartungszwecken hochklappen.
Das Control Board kann man zu Wartungszwecken hochklappen.
Unter dem Cabinet sind Schwerlastrollen, so dass ich es nach Bedarf hin und herschieben kann.
Unter dem Cabinet sind Schwerlastrollen, so dass ich es nach Bedarf hin und herschieben kann.
Rückwand drinnen.
Rückwand drinnen.
Das wird das Kickboard (Brett unter dem Control Board). Mit Loch für den Münzeinwurf.
Das wird das Kickboard (Brett unter dem Control Board). Mit Loch für den Münzeinwurf.
So ungefähr soll das später mal aussehen.
So ungefähr soll das später mal aussehen.
In die Wände an der Rückseite kommen jetzt noch Wartungsklappen und Lüftungsschlitze.
In die Wände an der Rückseite kommen jetzt noch Wartungsklappen und Lüftungsschlitze.
Das mache ich mit der Tauchsäge und der Stichsäge.
Das mache ich mit der Tauchsäge und der Stichsäge.
Da kommt der Subwoofer rein.
Da kommt der Subwoofer rein.

Zwischendurch etwas Technik

Aus alten Kartons habe ich mir eine Art Quick&Dirty Control Board gebaut, um die Funktionalität und die Verkabelung auszuprobieren.
Player 1 und Player 2 bekommen jeweils ein eigenes Interface Board.
Die Joysticks und die Buttons sind von SANWA aus Japan. Der Spinner und der Trackball sind von Ultimarc aus UK.
Die Ultimarc-Joysticks in meiner ersten TRON Video-Arcade (also die mit MAME und Software-Emulation) verfügen über eingebaute Servos. So kann man elektronisch zwischen 4-Way und 8-Way umstellen. Für dieses Projekt habe ich jedoch Joysticks von SANWA ausgewählt und die können das nicht. Bei denen muss man manuell zwischen 4-Way/8-Way umstellen. Aber das Control Board kann man ja hochklappen, dann ist das kein Problem.
Proof-of-Concept-Aufbau mit den Joysticks und Buttons. Funktioniert am MiSTer FPGA einwandfrei. Player 1 und Player 2 werden ordentlich zugeordnet.
Proof-of-Concept-Aufbau mit den Joysticks und Buttons. Funktioniert am MiSTer FPGA einwandfrei. Player 1 und Player 2 werden ordentlich zugeordnet.

Interface Board (IPAC2 von Ultimarc)

Das ist eines der beiden Interface Boards, die später für die Verbindung zwischen dem MiSTer FPGA und den ganzen Buttons, Joysticks, dem Trackball und dem Spinner zuständig sein werden.
IPAC2 Interface Board
IPAC2 Interface Board
Rückseite mit der unteren Wartungsklappe und Lüftungsschlitzen.
Rückseite mit der unteren Wartungsklappe und Lüftungsschlitzen.
Das ist eine der beiden Wartungsklappen auf der Rückseite. Für das Klavierband (Scharnier) habe ich eine Absenkung gefräst.
Das ist eine der beiden Wartungsklappen auf der Rückseite. Für das Klavierband (Scharnier) habe ich eine Absenkung gefräst.
Passt perfekt.
Passt perfekt.

Das ist der aktuelle Stand vom 23.10.2026

Sobald es etwas Neues zu berichten gibt, werde ich das hier posten.
Wenn Du Anregungen hast, Kritik, Lob oder Fragen, dann freue ich mich auf eine E-Mail von Dir.
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