オッサンのゲームに纏わる奮闘記です。
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#今回の内容、改造は危険なことを含んでいます。
#今までもこれからもですが、このブログを含めて記載している内容によって、何らかの損害があっても保証できません。
#今回は失敗すると、命や家がなくなります。

20150330_31.jpg
いやいや、ゲームギアは携帯機だろ?何言ってんだって話なんですが。

この前分けていただいたGGLCDは快適で、外部へRGB出力できるんですが、そもそもこんなに綺麗に映るんであれば普通に携帯機として使うほうがよいという自分の結論に。

そんなわけで、ゲームギアに足りないものを追加してみました。


まずはステレオサウンドにしてみます。
ゲームギアは本来ステレオサウンド出力が可能ですし、外部へのPhone出力はステレオで出力されています。
しかし本体にはLchしか出力していないようにスピーカーが1つしかありません。
これを2つにしてみました。

こんなところにゲームギアのサービスマニュアルがあったりします。

これのサウンド出力のところを見てみるとわかりますが、内蔵スピーカーへは単純にアンプ出力のところからそのまま取り出しているみたい。
ということで、これを反対側のRchも出力するように取り出してみます。

スピーカーをどれにしようか迷ったのですが、
20150330_01.jpg
千石電商で売っていたToptoneのS20E40A01-3にしてみました。
#理由は安いからなのと、横幅が近かったこと、後ちょっとはいい音になるかなと。
でも8ohmで1Wなので、もしかするとちょっとゲームギアの出力ではキツイかもしれません。またこの後の改造には逆行しているというw

また、見てもらうとわかりますが
20150330_02.jpg
これがゲームギアのスピーカー
20150330_03.jpg
これがToptoneのS20E40A01-3

厚みが全然違うので、ちょっと取り付けにくいです。
#結構本体を削る必要あり
もうちょっと小さくて0.5W程度のスピーカーでよいかと思います。もう一台このような改造をするときはそうしようかなと。同じ千石にはToptoneのS28G10K-15があります。幅の大きさが若干大きくなりますが、厚みはこのほうがよかったかも。
20150330_04.jpg
で、こんな感じで取り付け。

サウンド部分は回路図を追ってみると
20150330_05.jpg
四角で囲んだところからからRchが取り出せますので、
20150330_06.jpg
コネクターをかまして取り付けれるようにしました。GNDはイヤホンのところから取ってます。
20150330_07.jpg
こんなふうに穴を開けてみて、さて結果は?
20150330_31.jpg
うん、問題なくステレオで出ている。けど、もともとのアンプなどが悪いのかかなり残念な音w
#写真だと全くわかりませんが、音が中央から出ている感じです。
そもそもどのゲームがステレオ出力なのか知らないというorz

はい、次。

連射回路です。
ゲームギアはその形状などから連射が必要なゲームってほとんどない、もしくは連射がはじめから考慮されてゲームが作られていますので、必要か?という疑問は置いておくことにw

同期連射やマルチバイブレーターなどを利用した連射回路の参考になる回路図はちょっと検索すれば多数見つかりますが、小型であることを考えて、
20150330_08.jpg
秋月で売ってたATTiny10で作ってみました。
連射速度のコントロールはいろいろ考えられます。
当初スイッチによるジョイカードタイプの3段切り換え(16連射/8連射)にしたのですが、サンプルとしてFZGGで使用してみると10連射ぐらいでもタマ切れしてしまい、可変な方が使い勝手よいかなと。
ですのでADCを利用してボリュームによる連射速度の可変としてみました。

20150330_09.jpg
ボリュームはGGLCDにしたために不要になった液晶の表示調整用のボリュームを利用することにしました。本体の形状に変更を加えなくてもよいのがいいです。
ボリューム自体は20KohmのBカーブのものなので比較的調整しやすいと思います。



ATTiny10のソース、HexはOneDriveに置いておきますので欲しい方はどうぞ。AtmelStudio6で作成しています。プロジェクトのファイルそのままありますのでご自由に。
ちなみにHexはDebugフォルダの中にありますので。
書き込んだものが欲しいとかあれば連絡ください。
ソースはいい加減なのであまり突っ込まないように。
停止〜最大16連射まで変化します。
5V電源だけで動作します。ATtiny10は電源自体がリファレンスの電源となりますので、AVRへの電源のソースと同じものをボリュームにも接続します。
TinyRapidFire.jpg
回路図はこんな感じ。電源を接続して、4ピン(PB2)にボリュームの値を入れるだけです。
出力はPB0からです。その出力をゲームギアなど連射したいボタンのGND側に接続します。
写真を参考にどうぞ。

ボリュームにもゲームギアから本来の電圧が供給されていますので、これをパターンカットして、リファレンスと同じ電源を供給します。
両面にあります。
20150330_10.jpg
ここと
20150330_11.jpg
こちらは2ヶ所。

20150330_12.jpg
で、こちらのボタン接点がある側で、5V、GNDをいただきます。
写真の赤矢印2ヶ所が5V、黒矢印3ヶ所がGNDです。

ボタンへの接続は1ボタン側にしましたが、ボタンのGND側パターンをカットしてゲームギアのGNDから切り離して使用してください。
20150330_13.jpg
2ヶ所をカットして、パターンを露出させて接続です。

で、どうか?
まずはオシロスコープで連射を見てみましたが、ボリュームを調節することで
20150330_14.jpg
オフから
20150330_15.jpg 20150330_16.jpg 20150330_17.jpg 20150330_18.jpg 20150330_19.jpg
16連射まで変化しました。

で実際のゲームは?
うん、連射速い。でもFZGGは8連射ぐらいより上はタマ切れしてしましますね。1回路1ボタンの連射にしましたが、2ボタンを連射にしたほうがいいゲームってありませんよね?

ということで、次。
バッテリー動作です。
GGLCDを作成してくださった@norixさんが、ちょっと前にTwitterに写真付きで不要パーツを取り外して消費電力を削減できるというツイートをされていました。

#勝手リンクもあれなので、検索してください。ご本人の許可があれば、写真へリンクしたいと思います。

それを参考にパーツぶんどるです。
この状態でどの程度の消費電力か測定(でかいスピーカー付けてしまって、消費電力削減もないが)電池部分からの電源入力として測定しています。
20150330_20.jpg
9Vで140mA程度になっていました。
もともとのゲームギアは9Vで約3Wの消費電力のようですが、GGLCDにするとほんとに電力が削減されていますね。
これならバッテリー駆動でもかなり長時間稼働が期待できるかなと。

バッテリーはリチウムイオンポリマー電池を利用することにしました。
軽い、小さい、容量が多いですが、扱いが面倒です。そもそもあまり売ってない。
ゲームギアの電池ボックスをちょっと削ることで入るサイズのものを探しました。
20150330_21.jpg 20150330_22.jpg
20150330_25.jpg
結局、ストロベリーリナックスに売っていた3.7V1400mAhのものを4つ入れることが可能でした。これを並列にして3.7V5600mAhの電池として使用。ゲームギアの電池出力に9VへのDC-DCコンバートを行って使用してみます。

充電周りですがACアダプターからの入力1つでゲームギアの使用と充電が可能なやり方を考えます。
FETを使ったりしてもできるようですが、専用のチップを探したほうがいいかと思い探してみると、TIのBQ24032Aというものを見つけました。RSで売ってます。
このチップはACアダプターから最大16Vまで入力可能で、出力はDC4.4VにACアダプター、バッテリーからも変換、安定化されるようです。充電時容量は1.5Aまで行けるようですが、安全のため1Aで充電することにします。それでも充電には5時間以上かかります。
20150330_26.jpg
で、これが小さい。QFNの0.5mmピッチとか、泣けます。
変換基板はAitendoに売ってましたので、これを利用しました。放熱のパターンがないのが気になりますが、まあしょうがないです。この変換基板の上に周辺の回路を実装しました。

できた充電周りの回路図がこちら。
GG_Bat.jpg
ACアダプターでの電源供給としてありますが、手持ちの容量の大きいACアダプターが5Vしかなかったので、ツェナーは5V程度にしてあります。
#USBでの入力も可能ですが500mAで充電すると12時間近くかかりますw

BQ24032Aは16Vまで供給可能なので、ゲームギア用というかセガのACアダプターが9Vなので利用することも可能かと思います。
その際はツェナーを9V程度に変更したほうがいいでしょうか。
しかし持っているACアダプターを見てみたのですが、SA-160Aが9Vで1.2Aという表示でした。無負荷で12V程度出てしまっていることと、1Aでバッテリーを充電する設定になっているので、定格から考えるとあまりおすすめできないかもしれません。

ちなみに危険ですので真似する時は自己責任でお願いします。また各抵抗値の設定はデータシートに書いてありますので、それぞれ何を意味しているか必ず確認してください。
何を言っているかわからないレベルで真似すると死ねます。

出力のDC-DCコンバートは秋月のISL97519Aを利用したモジュールが何故か手元にあったので、それを使いました。出力電流が5V→9Vで300mAとなっています。それでもGGLCDを利用したゲームギアの動作に必要な容量がとれるようですが、添付資料を読むと出力にコンデンサを噛ますと750mAまで行けるようです。
スイッチング方式でノイズも多いので、出力には0.1uFの積層セラミックコンデンサと低ESRの電解コンデンサを加えました。スイッチは不要で昇圧のみにジャンパしてあります。
入力電圧はBQ24032Aによって4.4Vに安定されているので、可変抵抗で9.5V固定としてみます。取り付け方をちょっと変えてなんとか高さを抑えました。

それと、DC-DCは動作のオンオフができないので、この前段でスイッチによるオンオフを行いました。
#そうしないとバッテリーからの供給で常にDC-DCが動作した状態になってしまいます。
20150330_30.jpg
なるべくゲームギアの形を保ったまま改造したかったので、ACアダプターの入力とBQ24032Aからの出力先のスイッチはゲームギアの電源基板のものを流用しました。
ゲームギアの回路図を参考に改造しましたが、電源基板は常にオンとなる形にジャンパし、ACアダプターのジャック、スイッチはパターンカットして電源基板の回路からは完全に切り離しました。
#ちゃんと写真取ってないのでわかりにくいです。一回基板から取り外してパターンカットしましょう。

20150330_24.jpg
こんな感じで搭載できました。
この状態で動作確認しつつ、いろいろと電力を測定してみます。

ゲームギアの消費電流が9Vで140mAぐらいのところ、
20150330_23.jpg
DC-DCの前段BQ24032Aは4.4V380mAぐらいの出力です。
9.5V程度へ昇圧していることを考えると、80%以上の効率でしょうか。
バッテリーの容量がトータルで5600mAhなので、理論的には満充電状態から10時間以上は動作するかなと。
ということで、かなり満足行く結果かなと。
さらにLEDを側面に取り付けました。
20150330_27.jpg
これが充電中
20150330_28.jpg
これが充電完了です。

重さを測ってみました。
20150330_29.jpg
今回改造したゲームギアは468gでした。
オリジナルのゲームギアは368g+アルカリ単三電池24g*6本を合わせた時で512gですので、若干軽いです。
こんな感じで、僕の改造は終了。

3月31日追記
フル充電状態からどれぐらい動作するか簡単に確認してみました。
20150330_33.jpg
夜から初めて

20150330_32.jpg
朝までほっておきましたが、問題ありません。
8時間以上は動作するようでした。


最後にもう一度書きますが、この改造はリチウムイオンポリマーという恐ろしい電池を使っています。
アップル製品が破裂したり、ズボンが燃えたりするアレです。ボーイングも出火しましたよね。
そんなもんを個人が適当に設計して使っていますので、マジで死にます。
ということで完全自己責任で。

では〜


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