Вверх

2019-12-15 03:20:53

Дмитрий Семенидо



Famicom: AV-mod

Nintendo Famicom

В этой статье я расскажу о том, как организовать низкочастотный выход для консоли Famicom, превратив её в полноценную игровую систему с отменным звуком и чётким изображением!

Постановка задачи

Необходимость модификации обусловлена тем, что в отличие от привычных нам Dendy и её необыкновенно многочисленных современных клонов, в Famicom отсутствует композитный выход. Её можно подключить только через RF-кабель к антенному гнезду телевизора.

Nintendo Famicom

Ну и что? - спросите вы, - большинство из нас в детстве точно так же подключало Dendy. Всё равно в советских телевизорах композитных входов не было, и единственным способом подключиться был коаксиальный кабель.

Но если сигнал Dendy был в формате PAL, где несущая частота звука такая же, как и у российского SECAM, то Famicom работает в формате NTSC-J, где звук передаётся на другой частоте. Если изображение наши телевизоры ещё распознают, то звук мы точно не услышим. Играть без звука, конечно, можно, но удовольствие это уже не то.

Ещё одна проблема – помеха в виде решётки или «jail bar».

Jail bar problem Famicom

В своё время проектировщики Famicom не обеспечили нормальную развязку шины питания с трактом видеосигнала. В результате в полезный сигнал постоянно проникает цифровая помеха, из-за чего на светлых участках фона (например, на голубом небе) довольно чётко проступает вертикальная «решётка».

Сегодня мы постараемся решить сразу обе проблемы: выведем из Famicom композитный сигнал и избавимся от решёток!

Предупреждение

Должен сразу предупредить, что доработка консоли потребует серьёзных навыков радиомонтажа. Любая ошибка может привести к порче или поломке устройства, за которые автор ответственности не несёт. Цель статьи – познакомить читателя с решением проблемы, опробованным автором лично. Однако гарантировать, что ваша модификация пройдёт успешно, невозможно. Помните, что всё, что вы делаете, вы делаете на свой страх и риск!

Инструменты

Для модификации вам понадобится стандартный набор инструментов для радиомонтажа: паяльник (желательно выбрать тот, что с заострённым жалом), плоскогубцы, пинцет, бокорезы и шило.

Радиомонтажный инструмент

Для разборки консоли понадобится крестовая отвёртка. А для зачистки проводов – монтажный нож. Для пайки подойдёт любой флюс (например, канифоль) и припой. Также настоятельное рекомендую приобрести оловоотсос, здесь он действительно будет нужен. Мультиметр нам не понадобится, но и не помешает - например, для проверки соединений и отсутствия коротких замыканий.

Soldering tools

Не помешают и увеличительные очки для пайки, так как дело мы будем иметь с довольно мелкими деталями.

В моей мастерской не было ни современной паяльной станции, ни очков. Я использовал старый дедовский паяльник (в прямом смысле этого слова – когда-то он принадлежал моему деду) и преимущественно советский инструмент (как вы понимаете, тоже дедовский). Я решил приобретать только то, без чего мне не обойтись.

My soldering tool

Как это работает

Хотя в консоли Famicom нет низкочастотного выхода, изначально сигналы в ней генерируются на низкой частоте. Далее они модулируются сигналом высокой частоты в радиоканале и подаются на RF-выход. Через кабель сигнал поступает в телевизор, где демодулируется обратно в низкую частоту. Этот процесс я изобразил на небольшой блок-схеме:

Scheme of Famicom and TV connection

Зачастую изображение обрабатывается правильно, но из-за различия несущих частот в системах SECAM и NTSC, звуковой сигнал теряется. В этом случае двойное преобразование сигнала становится не только избыточным, но и нежелательным. Наша цель найти на материнской плате Famicom аудио- и видеосигналы низкой частоты и вывести их самостоятельно для подачи на композитные входы телевизора.

Block-Scheme of the composite output for Famicom

Простое решение

Найти аудиосигнал очень просто. Он находится на 46-м контакте слота картриджа. При желании, его можно подать на выход через электролитический конденсатор и подключить, например, к компьютерным колонкам или наушникам, больше ничего не меняя. Так мы услышим звук. Хотя это решение и подкупает своей простотой, согласитесь, это более чем странно – играть на приставке с собственными колонками! И видео, и аудиосигналы должны подаваться на вход телевизора, как это задумано изначально, и изобретать велосипед мы не будем.

Видеоусилитель

С видеосигналом дела обстоят сложнее – мы не может просто вывести его и подать на вход телевизора. Для согласования нам потребуется изготовить небольшой видеоусилитель. Какого-то универсального решения нет, в японском интернете (да и рунете тоже) есть масса вариантов на одном или двух транзисторах. Я решил взять типовую схему двухкаскадного транзисторного усилителя низкой частоты, в работоспособности которой не сомневаюсь. Тем, кто изучал в ВУЗе предмет «Основы электроники», она, безусловно, покажется знакомой. Вот она:

transistor video amplifier for Famicom

Детали

Нам понадобятся:
1. Транзистор VT1 2SA1015 (или аналог)
2. Транзистор VT2 2SC1740 (или аналог)
3. Резистор R1 2200 Ом
4. Резистор R2 220 Ом
5. Резистор R3 68 Ом
6. Резистор R4 82 Ом
7. Диод VD1 1N4001 (или аналог)
8. Электролитические конденсаторы 220 μF X 16В – 2 шт. Один для выхода видео (С1), второй для аудио
9. 2 керамических конденсатора 1μF X 50В (для фильтра «решётки»)
10. Универсальная монтажная плата (очень небольшая, достаточно 2Х5 см)
11. 2 гнезда RCA или 1 гнездо 3,5 – в зависимости от выбранной реализации выхода (её варианты мы рассмотрим ниже)
12. Провода разных цветов
13. Термоусадка

Раньше магазин радиодеталей был в каждом районе города. Но теперь домашнюю технику ремонтируют всё реже, да и радиолюбительство перестало быть массовым увлечением. Даже живя в таком крупном городе, как Санкт-Петербург, я не смог найти место, где все детали были бы в наличии. Крупнейший магазин радиокомпонентов предлагал подождать пару недель, пока нужные детали доставят со склада в Москве. А резисторы и конденсаторы продавались в нём только наборами по 10 штук (впрочем, их тоже не было).

Не мудрствуя лукаво, я отправился на рынок. Хотя место это не из приятных, там можно встретить много интересных людей. И нигде нет такого выбора радиодеталей, разъёмов и проводов!

the market Junona in Saint-Petersburg, Russia

Там работают и уже очень пожилые продавцы, у которых можно приобрести ещё советские резисторы, и представители частных фирм, торгующие импортными транзисторами и диодами. «С миру по нитке» примерно за полчаса я собрал весь список! В зависимости от того, где вы будете их покупать, все комплектующие обойдутся вам в сумму порядка 150-200 рублей. Стоимость консоли с AV-модификацией, как правило, выше минимум на 1000 руб.

Монтаж видеоусилителя

Установка деталей навесным монтажом

Есть три основных способа монтажа видеоусилителя. Первый способ – это навесной монтаж. Он прекрасно подойдёт для новичков – вы просто припаиваете детали одну к другой, изолируя их ножки термоусадкой.

Второй способ более изящный. Мы берем универсальную монтажную плату и припаиваем все детали к ней, соединяя их ножки проводниками. Платка получается миниатюрная, её можно спрятать в любое свободное место в корпусе консоли. К ней подходят четыре провода: вход и выход видеосигнала, «земля» и напряжение питания +5В.

Если вы радиолюбитель и умеете делать печатные платы в домашних условиях, универсальная плата вам не понадобится. В своё время я поступил бы именно так, но сейчас у меня нет ни сверлильного станка, ни хлорного железа, ни стеклотекстолита. Приобретать всё это ради одной платы смысла нет.

Video amplifier on a montage board for Famicom

Третий способ подойдёт только для профессионалов (и энтузиастов). Он наиболее затратный и по времени и по финансам. Идея заключается в том, чтобы изготовить заново плату №2, на которой разместится видеоусилитель и блок питания.

Подробный разбор первого и третьего способов уже есть в интернете. Для себя же я выбрал «золотую середину» - второй вариант, как идеальное соотношении цены и качества. Его мы и будем рассматривать.

Прежде чем проектировать монтажную схему, я расставил все детали на плате, чтобы визуально оценить их габариты. По справочнику я уточнил расположение базы, коллектора и эмиттера своих транзисторов. В обоих случаях, порядок был одинаковым.

Pinup of the transistors

Проводимость диода можно узнать при помощи мультиметра.

Итак вот наша монтажная схема. Серым цветом показаны дорожки (с обратной стороны), светло-серым даны очертания деталей. Также можно видеть четыре разноцветных провода, которые подходят к плате. Для удобства я соединил коллектор транзистора VT2 с питанием при помощи провода, а не дорожки.

Video amplifier board Famicom

Разумеется, это не единственный вариант, и при желании вы можете её как-то оптимизировать или, возможно, разместить детали ещё более компактно. Но я намеренно немного разнёс дорожки, чтобы детали не касались друг-друга. В любом случае, платка получилась совсем крохотная, и она легко поместилась в корпусе приставки.

Video amplifier board in Famicom

В следующей главе я собрал несколько популярных конструктивных решений вывода композитных сигналов из консоли. Если вы ещё не решили, как организовать выходы, возможно, она вам пригодится!