ようやく部品がそろったので、今日はツインファミコンの電源・信号出力基板をRGB出力拡張したPC-E互換ピンアサインのDIN8p端子にした基盤に置き換えました。
○到着した出力部基板
到着した基板です。
今回は既存基板の置き換えが目的だったので、普段お願いしている基板屋さんの基本サイズ(10cm×10cm)に収まらず、特注サイズになりました。
設計したときには映像出力にNESRGBからのコンポジットビデオ信号を出すつもりだったので、RCAジャックのパターンが音声用と合わせて二つあります。が、基板製作を依頼してから到着するまでの間にちょっと思いついたことがあるので、今回映像出力用のパターンは使いません。それについては後述します。
○出力部基板部品実装後(一部未)
RCAジャックとオペアンプ、拡張端子C/Dに繋がるピンポスト以外の全ての部品を実装しました。
入手に苦労していたのは、基板右下にあるケーブルと、この写真ではまだ実装していない基板左下に実装予定のピンポストです。
結局現在入手できるもので合うものはまだ見つけられておらず、不動品ジャンクのツインファミコンを安く入手して部品取りしました。
(この二つの現在入手できる互換品の型番さえわかれば、汎用化できるようになるんですけどねぇ。
どなたかご存じないですか？)
できれば同じAN-505のフェライトコアが付いたものがよかったのですが、そうそう都合よく不動品ジャンクが手に入るわけではないので、仕方ないですね。
オリジナルの基板と比べると部品点数がかなり少ないですが、これは
・+5V供給に定格1.5Aの三端子レギュレータを使っていること
・映像信号用の増幅回路がないこと(増幅済みの信号をNESRGBから取るので不要)
・音声信号の増幅回路をオペアンプで済ませ、ローパスフィルタを省略していること
・ハイサイドスイッチに電力トランジスタではなく表面実装のFETやトランジスタを使っていること
(片面基板なので、表面実装部品はパターン面に載せてあります。)
が要因です。
この状態でACアダプタを繋ぎ、きちんとハイサイドスイッチが機能するか確認した後で本体に組み込みます。電源周りの改造は一発で本体をおシャカにする可能性があるので、組み付ける前のテストは慎重にしています。
特に問題はなさそうなので、いよいよ本体に組み込みます。
○出力部基板組み込み後
ところで、せっかくNESRGBを載せているのですからやっぱりRGB/S信号の両方を出力したいのですが、ケースの穴あけなどの不可逆な改造はしない主義なので、これまではRGB信号のみDIN8pコネクタから出力するようにしていました。
ですが、今回の出力部基板置き換えで出力端子の実装は自由に変えられるので、これまでコンポジットビデオ信号が出ていた映像出力端子を外して、ここからNESRGBのS信号を出力できるようにしました。
さすがにミニDIN4pジャックをケース加工なしに取り付けることはできないので、代わりにφ3.5ステレオミニフォンジャックを取り付けています。写真の青/黄/緑のコードが出ている部品がそれです。
ケースの穴の大きさにぎりぎり合うサイズのものが市販品にあって助かりました。
(NESRGBキットに付いているミニフォンジャックは径が小さすぎて使えないのです…)
専用のケーブルを作っても良いですが、ミニフォンプラグ<->ミニDIN4pジャックの変換ケーブルを別に作れば一般のS映像ケーブルも使えます。
○出力端子改造後
出力端子の外見はこんなふうになりました。
改造したことが外観からわかるように、音声出力端子は黒に変えてあります。
さて、いよいよ動作確認です。
まずはカセットのソフトを動かしてみますが、問題なく動きました。若干音声が大きい感じですが、これは現在1倍にしているオペアンプの増幅度を調整すれば問題ありません。が、音はクリアですし、このままで行くことにします。
次にディスクシステムのソフトを動かしてみます。が、実はこれがドキドキでした。
オリジナルの電源部には本体全体のスイッチ回路とは別に、現在入手できない型番のトランジスタを使ったスイッチ回路が組まれていました。どうやらディスクドライブのモータをON/OFFするためのもののようです。
今回の基板では現在手に入るトランジスタでスイッチ回路を組み直してありますが、正直動くかどうかは実際に動作させてみないとわからない状態でした。
ちょっとどきどきしながらディスクを挿入してみますが、無事ドライブアクセスランプが点灯しディスクが回り始めました。さらにどきどきしながら見ていると、無事ライセンスメッセージが画面に出て、ソフトのタイトル画面が表示されました。
無事、ディスクドライブのスイッチ回路も動きました。やった！(嬉
自分で設計した回路が一発で動くのはやっぱり嬉しいものですね。
小一時間ほど連続動作させましたが、特に問題なく動いています。
ただ、三端子レギュレータに付けたヒートシンクが触れないほど熱くなっているのが気になります。
計算上は周囲温度50℃までは問題ないはずですが、夏場はちょっと心配なので、いずれもう一回り大きいものに変えられるよう、基板の設計を変更しておくことにします。
また、ディスクドライブが動き出す瞬間に音声にノイズが乗ります。きっとモーターからのノイズが音声回路に回りこんでいるんでしょう。それほど気になるものではありませんが、こちらも対策を考えないといけませんね。
【追記】
対策した基板の記事は こちら 。
【追記終わり】
さて、これでツインファミコンの映像端子からS信号、音声端子から音声信号、DIN8pコネクタからRGB信号、コンポジットビデオ信号および音声信号を出力できるようになりました。
DIN8pコネクタはRGB拡張したPC-E互換ピンアサインにしてあるので、 前に作成したS端子アダプタ
も使えますし、PC-E用に作ったRGBケーブルでRGB接続することも、PC-E用のAVケーブルを使ってコンポジットビデオで繋ぐこともできます。
まあ、最後のはそういうこともできる、というだけで、実際にやるつもりはありませんが。(せっかくS信号出力できるようにしたんですしね。)
以下備忘録
基板設計データはツインファミコン電源基板Rev1.LZH
○到着した出力部基板
到着した基板です。
今回は既存基板の置き換えが目的だったので、普段お願いしている基板屋さんの基本サイズ(10cm×10cm)に収まらず、特注サイズになりました。
設計したときには映像出力にNESRGBからのコンポジットビデオ信号を出すつもりだったので、RCAジャックのパターンが音声用と合わせて二つあります。が、基板製作を依頼してから到着するまでの間にちょっと思いついたことがあるので、今回映像出力用のパターンは使いません。それについては後述します。
○出力部基板部品実装後(一部未)
RCAジャックとオペアンプ、拡張端子C/Dに繋がるピンポスト以外の全ての部品を実装しました。
入手に苦労していたのは、基板右下にあるケーブルと、この写真ではまだ実装していない基板左下に実装予定のピンポストです。
結局現在入手できるもので合うものはまだ見つけられておらず、不動品ジャンクのツインファミコンを安く入手して部品取りしました。
(この二つの現在入手できる互換品の型番さえわかれば、汎用化できるようになるんですけどねぇ。
どなたかご存じないですか？)
できれば同じAN-505のフェライトコアが付いたものがよかったのですが、そうそう都合よく不動品ジャンクが手に入るわけではないので、仕方ないですね。
オリジナルの基板と比べると部品点数がかなり少ないですが、これは
・+5V供給に定格1.5Aの三端子レギュレータを使っていること
・映像信号用の増幅回路がないこと(増幅済みの信号をNESRGBから取るので不要)
・音声信号の増幅回路をオペアンプで済ませ、ローパスフィルタを省略していること
・ハイサイドスイッチに電力トランジスタではなく表面実装のFETやトランジスタを使っていること
(片面基板なので、表面実装部品はパターン面に載せてあります。)
が要因です。
この状態でACアダプタを繋ぎ、きちんとハイサイドスイッチが機能するか確認した後で本体に組み込みます。電源周りの改造は一発で本体をおシャカにする可能性があるので、組み付ける前のテストは慎重にしています。
特に問題はなさそうなので、いよいよ本体に組み込みます。
○出力部基板組み込み後
ところで、せっかくNESRGBを載せているのですからやっぱりRGB/S信号の両方を出力したいのですが、ケースの穴あけなどの不可逆な改造はしない主義なので、これまではRGB信号のみDIN8pコネクタから出力するようにしていました。
ですが、今回の出力部基板置き換えで出力端子の実装は自由に変えられるので、これまでコンポジットビデオ信号が出ていた映像出力端子を外して、ここからNESRGBのS信号を出力できるようにしました。
さすがにミニDIN4pジャックをケース加工なしに取り付けることはできないので、代わりにφ3.5ステレオミニフォンジャックを取り付けています。写真の青/黄/緑のコードが出ている部品がそれです。
ケースの穴の大きさにぎりぎり合うサイズのものが市販品にあって助かりました。
(NESRGBキットに付いているミニフォンジャックは径が小さすぎて使えないのです…)
専用のケーブルを作っても良いですが、ミニフォンプラグ<->ミニDIN4pジャックの変換ケーブルを別に作れば一般のS映像ケーブルも使えます。
○出力端子改造後
出力端子の外見はこんなふうになりました。
改造したことが外観からわかるように、音声出力端子は黒に変えてあります。
さて、いよいよ動作確認です。
まずはカセットのソフトを動かしてみますが、問題なく動きました。若干音声が大きい感じですが、これは現在1倍にしているオペアンプの増幅度を調整すれば問題ありません。が、音はクリアですし、このままで行くことにします。
次にディスクシステムのソフトを動かしてみます。が、実はこれがドキドキでした。
オリジナルの電源部には本体全体のスイッチ回路とは別に、現在入手できない型番のトランジスタを使ったスイッチ回路が組まれていました。どうやらディスクドライブのモータをON/OFFするためのもののようです。
今回の基板では現在手に入るトランジスタでスイッチ回路を組み直してありますが、正直動くかどうかは実際に動作させてみないとわからない状態でした。
ちょっとどきどきしながらディスクを挿入してみますが、無事ドライブアクセスランプが点灯しディスクが回り始めました。さらにどきどきしながら見ていると、無事ライセンスメッセージが画面に出て、ソフトのタイトル画面が表示されました。
無事、ディスクドライブのスイッチ回路も動きました。やった！(嬉
自分で設計した回路が一発で動くのはやっぱり嬉しいものですね。
小一時間ほど連続動作させましたが、特に問題なく動いています。
ただ、三端子レギュレータに付けたヒートシンクが触れないほど熱くなっているのが気になります。
計算上は周囲温度50℃までは問題ないはずですが、夏場はちょっと心配なので、いずれもう一回り大きいものに変えられるよう、基板の設計を変更しておくことにします。
また、ディスクドライブが動き出す瞬間に音声にノイズが乗ります。きっとモーターからのノイズが音声回路に回りこんでいるんでしょう。それほど気になるものではありませんが、こちらも対策を考えないといけませんね。
【追記】
対策した基板の記事は こちら 。
【追記終わり】
さて、これでツインファミコンの映像端子からS信号、音声端子から音声信号、DIN8pコネクタからRGB信号、コンポジットビデオ信号および音声信号を出力できるようになりました。
DIN8pコネクタはRGB拡張したPC-E互換ピンアサインにしてあるので、 前に作成したS端子アダプタ
も使えますし、PC-E用に作ったRGBケーブルでRGB接続することも、PC-E用のAVケーブルを使ってコンポジットビデオで繋ぐこともできます。
まあ、最後のはそういうこともできる、というだけで、実際にやるつもりはありませんが。(せっかくS信号出力できるようにしたんですしね。)
以下備忘録
基板設計データはツインファミコン電源基板Rev1.LZH