Game Gear Console de Mesa (Game Gear consolized) versão 2.0

01/12/2016

Introdução
O Game Gear
O Gabinete
Preparando o Game Gear
Preparando as Placas
Preparando o Gabinete
Preparando o circuito no Game Gear
Colocando os Slots
Pause, Reset e Suporte a Light Phaser
Fonte
Gerador de sons FM
Gerador da entrada 3D
Seleção de Slots e controle do LED
Controles
Áudio e Vídeo
Finalizando
Fontes de informações

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Introdução

      Anteriormente postei um projeto do Game Gear consolizado no Gabinete do Master System, porém naquela ocasião cada circuito decodificador / transcodificador foi feito separadamente resultando em várias placas, nesta versão será feito de um modo diferente integrando todos os circuitos em uma única placa, além de algumas melhorias em relação ao projeto anterior, como suporte a pistola Light Phaser (somente modelos de 2 ASIC), Reset por Software (somente modelos de 2 ASIC), suporte a FM para os jogos de Master System, suporte a mudança de região e frequência.
      No decorrer do projeto você notará alguns circuitos repetidos como o circuito de VREF, este circuito poderá ser montado uma única vez e compartilhado com os demais. O motivo destas repetições é para o caso de você decidir montar somente uma parte do projeto. Assim como alguns CIs com portas lógicas que aparecem em vários circuitos diferentes com portas não usadas que poderão ser compartilhados entre os diversos circuitos.
 

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O Game Gear

      Para se beneficiar de todos os recursos proposto pelo projeto é recomendado utilizar o primeiro modelo de Game Gear com dois ASICs, você pode até usar modelos mais novos com um ASIC, porém não será possível a adição do Reset por Software e suporte a pistola Light Phaser na porta 1, devido a não ser possível escrever na porta $DD e este modelo não expor o sinal !HL no VDP.
      Para este projeto se recomenda usar um Game Gear que estja com o LCD danificado, pois este será removido, assim como seus circuitos auxiliares.
 

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O Gabinete

      Para este projeto o gabinete do Master System I ou II da Tec Toy será usado, de preferência use o de um que realmente não tenha conserto, afinal não queremos sacrificar um Vídeo Game que tenha chances de salvação.
 

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Preparando o Game Gear

      Analisando o esquema do Game Gear, perceberemos que alguns componentes são desncessários para o propósito deste projeto. No caso dos transistores, resistores e capacitores cerâmicos poderemos deixá-los, porém os capacitores eletrolíticos por serem os componentes mais problemáticos no Game Gear removeremos os desnecessários substituindo somente os que serão usados.
      No circuito do LCD -> Remova o LCD, a lâmpada, o refletor, o transformador de alta tensão, a bobina indutora marcada como L2 logo abaixo do transformador e os capacitores C32 e C33 (2 ASIC) / C69 e C70 (1 ASIC) localizados próximo a bobina L2.
      Circuito de contraste -> Remova o potênciomentro de controle de contraste e os capacitores eletrolíticos C35, C37, C39, C44, C45 (2 ASIC) / C45, C47, C49, C54, C55 (1 ASIC).
      Placas fonte e controle de áudio -> para este projeto elas não serão utilizadas. No caso da fonte iremos usar somente o conector de entrada de força, retire-o e deixe separado que iremos utilizar.
      Feito a remoção dos componentes acima, substitua os capacitores eletrolíticos restantes.
      O Slot de cartuchos será realocado e portanto deverá ser removido da placa, com muito cuidado remova-o, alguns possuem dois arrebites para prender o Slot na placa, para remover eles pode se utilziar um chave de fenda bem fina empurrando as bordas do arrebite para o centro.
 

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Preparando as Placas

      Você poderá montar o projeto em qualquer placa de sua preferência, porém para este projeto utilizei duas placas tipo protótipo uma de 30x15 e outra 10x10. Para a placa de 30x15 montei um diagrama de onde pode ser feito os cortes da placa de modo que se possa acomodar o Slot de cartuchos de Game Gear e utilizando a entrada de cartões / óculos 3D para os cartuchos de Game Gear. Feito estes cortes os demais você poerá usar como referência a própria placa do Master System para as entradas de Joystick e os buracos para o fechamento do gabinete.

Esquema com os principais cortes da placa 30cm x 15cm:

Se você fizer os cortes seguindo as indicações acima deverá ter algo como:

      Após feito os cortes coloque o Slot de Game Gear utilizando calços de modo que a parte inferior do Slot fique rente a placa protótipo. Neste momento você poderá colocar os conectores de joystick, a chave de liga desliga e o Slot de cartuchos do Master System. Observe abaixo como deverá ficar o posicionamento dos compoentes na placa.

      Para a placa de 10x10, você poderá usar o suporte branco que segura o LCD e usá-lo como régua para efetuar os cortes, feito isto você deverá ter algo semelhante a foto abaixo.

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Preparando o Gabinete

      Após ter colocado os Slots na placa protótipo de 30x10 parafuse ela no gabinete, feito isto feche o gabinete e redimensione a entrada 3D original até que seja possível encaixar um cartucho de Game Gear. Ao lado do da entrada 3D faça um pequeno buraco onde deverá ser posicionado o conector P2 para uso com o óculos 3D. Observe que no centro da placa existe um local para se fixar a placa através de parafuso, este local deverá ser removido, pois ali será posicionado a placa principal do Game Gear. Na parte traseira coloque os conectores de vídeo e fonte, feito isto o gabinete já estará preparado e não será necessário fazer nenhuma outra alteração nele.
 

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Preparando o circuito no Game Gear

      Se você seguiu os passos anteriores, neste momento deveremos ter a placa do Game Gear sem o Slot de cartuchos, com os capacitores substituídos e com os componentes desnecessários removidos. Para esta parte precisaremos dos seguintes componentes:
      Recorte a barra de 50 terminais separando 1 parte de 9 terminias e 2 partes de 3 terminais e opcionalmente 2 partes de 2 terminais (caso deseje utilzar os sinais de T2 e Security no caso da versão de 1 ASCIC). Feito isto já poderemos montar a placa de 10x10, para isto siga o esquema abaixo.

      O Conector IDE de 40 pinos receberá os sinais referente ao conector de cartucho do Game Gear, o conector de 18 pinos com guia central receberá os sinais referentes aos sinais dos controles 1 e 2 e também o sinal !HL e o conector de 4 pinos sem o primeiro pino os sinais de áudio estéro do Game Gear. Abaixo segue a disposição dos sinais nos conectores.

Se você montou placa de 10x10 seguindo a sugestão de utilizar o local do LCD, deverá ter algo similar a a imagem abaixo:

Abaixo fotos da placa decodificadora RGB montada e localização dos sinais.
(Clique na imagem para ver em alta resolução):

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Colocando os Slots

      Antes de começarmos esta parte vamos a lista de materiais necessário:       Como os terminais do Slot de cartuhos de Game Gear ficaram abaixo da PCI principal, temos duas opções uma seria soldar os fios diretamente nos terminais e depois nos respectivos pontos na placa, mas este modo é ruim de trabalhar e os terminais estando soltos poderão se quebrar, então poderemos aproveitar um dos pedaçõs que sobrou do recorte da PCI principal e soldar no Slot, porém você notará que os terminais deste Slot estão em zigue-zage, como os terminais são longos com jeito é possível deslocar de modo que se acomodem na PCI, observe na imagem abaixo o resultado do Slot com a PCI:

      Agora vamnos preparar a placa principal para receber os sinais do Game Gear, para isto iremos usar o cabo IDE e iremos remover um dos terminais, utilizando um dos pedaços da PCI que sobrou iremos soldar os fios do cabo IDE e a barra de terminais de 40 pinos nesta PCI, respeitando a sequência original do padrão IDE. Feito isto deveremos ter algo similar a foto abaixo:

      Após montar o cabo IDE com a barra de terminais na PCI, devermos soldar esta barra de terminais na PCI principal assim como o Slot de cartuchos de Master System.
      Seguindo o esquema abaixo efetue a ligação entre os SLOTS de acordo com os sinais utilizando o fio 32 AWG. Não ligue os pinos marcados com * (asterisco) ao barramento, estes pinos deverão ser ligados mais tarde.

 

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Pause, Reset e Suporte a Light Phaser

      Antes de começarmos esta parte vamos a lista de materiais necessário:

Reunido os componentes deveremos montar o esquema abaixo na PCI principal:

      Os sinais !TH deverão ser soldados nos pinos 7 dos conectores do Joystick. Os botões tipo reset deverão ser posicionados de um modo que o botão no gabinete fique alinhado com os botões na placa. O Botão Pause deverá ser usado o do próprio Game Gear e o Reset deverá ser usado deste circuito.
 

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Fonte

      Para este projeto iremos fazer uma fonte descartando a original, por dois motivos, primeiro que a fonte do Game Gear gera voltagens extras que não serão necessárias e segundo que este circuito orignal DC-DC gera muito ruído na linha de alimentação exigindo muitos filtros. O circuito a ser apresentado utilizará componentes simples e com ruído praticamente nulo. Abaixo segue a lista de material:
      Se você seguiu as sugestões de corte deste projeto deve ter uma placa pequena, seguindo o esquema abaixo solde os componentes nesta placa. O circuito de VREF não será montado nesta placa, mais a frente ele será montado.

Esquema da fonte:

      No esquema acima também é fornecido o local onde será ligado a alimentação na placa do Game Gear, provavelmente você notou que na versão de 2 ASIC existe um resistor de 4K7 e na versão mais recente não. Sem este resistor o Game Gear não ligará, na versão de 1 ASIC este resistor já está presente no circuito original do Game Gear, não sendo necessário adicionar mais um.

Placa da fonte:

 

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Gerador de sons FM

      Antes de começarmos esta parte vamos a lista de materiais necessário:

Reunido os componentes deveremos montar o esquema abaixo na PCI principal:

      O sinal !KBSEL deverá ser utilizado o gerado pelo circuito de reset e suporte a Light Phaser. Os demais sinais serão utilizados do barramento.
 

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Gerador da entrada 3D

      Antes de começarmos esta parte vamos a lista de materiais necessário:

Reunido os componentes deveremos montar o esquema abaixo na PCI principal:

 

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Seleção de Slots e controle do LED

      Antes de começarmos esta parte vamos a lista de materiais necessário:       Agora chegou o momento que devemos usar os pinos que deixamos desligados na instalação dos Slots. Deixei este circuito por último, pois iremos utilizar também o sinal gerado pelo circuito gerador de sons FM para que possamos controlar o LED. Com este circuito o sistema selecionará automaticamente o primeiro Slot que tiver um cartucho inserido, caso você deixe todos os Slots com um cartucho inserido o circuito selecionará o primeiro na sequência: Game Gear, Master System ou ROM interna. O funcionamento do LED seguirá o seguinte padrão: Vermelho para jogos de Game Gear, Verde para jogos de Master System e Azul para jogos de Master System com suporte a FM. Lembrando que alguns de Game Gear poderão inicializar com o LED verde, indicando que são jogos de Master System dentro de caixas de cartucho de Game Gear, abaixo segue o esquema de ligação:

      Se você montou o circuito de controle do Reset e Light Phaser notou que estes dois circuitos tem em comum um CI 74LS32 e que ambos os circuitos somente usam duas das quatro portas OR que este CI possui, você poderá utilizar um único CI para os dois circuios utilizando todas as portas.
 

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Controles

      O Game Gear possui o mesmo número de botões de ação do controle do Master System, exceto o Start que no Master System fica no console, tendo a mesma função no Master System, o controle do Master System não possui nenhum chip sendo somente ligações de fios direto a cada função do controle sendo que somente iremos soldar os fios correspondentes diretamente aos pinos da entrada de controles. Abaixo tem a pinagem das portas de controles do Master System e sua respectiva função:

Pino	Função	Pino	Função
1		5	+ B (5 Volts)
2		6
3		7	Sinal usado pela pistola
4		8	Terra
		9

      Note que todos os pinos são usados no Master System, no Game Gear não temos o sinal usado pela pistola, logo podemos utilizar o pino 7 para implementar o botão de "" no controle, para nossa sorte a Tec Toy ao lançar o Master System Evolution lançou controles de 6 botões similares ao do Mega Drive, porém com as Mesmas ligações do Master System original, com exceção do botão que foi redirecionado para o pino 7, no projeto será utilizado o Botão Pause tanto no console como no pino 7, caso você tenha feito o circuito gerador do sinal !TH, poderá colocar uma chave para selecionar entre este sinal e o Pause no controle. O Game Gear quando no modo Master System redireciona a porta "EXT" com as mesmas funções do 2 controle do Master System sendo ligação pino a pino. Veja nas fotos fornecidas anteriormente nesta mesma página as marcações onde devem ser soldados os fios para as portas de controle sendo que para o 2 jogador deverão ser soldados nas marcações ao lado da porta "EXT" com exceção do sinal !TH que deverá ser usado o sinal gerado anteriormente e também pode ser usado uma chave para selecionar entre usar este sinal e o START. Nota o controle original do Master System será compatível sendo que o "PAUSE" poderá ser acionado pelo botão no próprio console.
 

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Áudio e Vídeo

      No início da página montamos o circuito conversor de RGB digital para RGB analógico, porém a maioria das TVs brasileiras não possuem este tipo de entrada, no circuito a seguir implementaremos também as saídas de Vídeo Composto, Vídeo Separaddo (S-Vídeo) e Vídeo Componente. Abaixo a lista de componentes usados:

Reunido os componentes deveremos montar o esquema abaixo na PCI principal:

E por último um circuito de conversão RGB para Vídeo Componente (Y-Pb-Pr)  ideal para TVs de LCD, que não possuem entrada S-Vídeo e a imagem por composto não é muito satisfatória. Abaixo a lista de componentes da para o próximo diagrama:

Diagrama de ligação do RGB vídeo componente:

Preferencialmente ligar o RGB nas saídas do CXA 1645P, o C-SYNC deve ser usado o do primeiro circuito.

      Este circuito tem alguns pontos críticos que influenciaram na qualidade de imagem. Como é difícil de encontrarmos resistores de precisão (1% ou menos de tolerância) e com os valores necessários para o correto balanceamento de cores. O circuito foi desenvolvido para que se possa usar os resistores mais comuns de serem encontrados 5% e na parte critica foram usados trimpots para que possamos obter os valores corretos. O valores dos trimpots para o circuito "Gerador Y" caso não consiga os valores propostos, pode se usar outros valores desde que não sejam de valores menores do que o necessário para conseguir as resistências indicadas, para os Geradores R-Y e B-Y utilizar valores maiores que os indicados influenciará na qualidade de imagem.
      Durante a montagem do circuito utilizando um multímetro digital calibre os trimpots do "Gerador Y" seguindo os seguintes valores para a entrada RGB:
- Vermelho (R) - 1.111 Ohms (Mil cento e onze).
- Verde (G) - 565 Ohms (Quinhentos e sessenta e cinco).
- Azul (B) - 3.030 Ohms (Três mil e trinta).
      Para os trimpots do "Gerador R-Y  /  B-Y" o ideal é ter um osciloscópio no modo X-Y e aplicar um padrão de barra de cores e calibrar observando o vetor na tela do osciloscópio, mas como nem todos tem este tipo de equipamento um modo de deixar eles próximos do balanceamento correto é medir os extremos do trimpot e deixar eles posicionados na seguinte proporção 32% de resistência para o "-Y" e 68 % para o "R" e "B", por exemplo um trimpot de 500 Ohms nos extremos mede 470 Ohms no multímetro (470???? não deveria ser 500? Sim, mas os trimpots também tem tolerância de valores e podem não representar exatamente o que está marcado.) Usando a proporção este trimpot deverá ser ajustado com o valor de 150 Ohms para o lado do "-Y" e  ficando 320 Ohms para o lado R / B, este é somente um valor inicial como referência para quem não possua um osciloscópio para calibrar. Com o circuito em funcionamento faça o ajuste fino até obter um correto balanceamento de cores.
 

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Finalizando

Depois de montado todos os circuitos propostos teremos algo semelhante a foto abaixo:

PCI principal (lado da solda):

Fechamento do Game Gear:

      Após o fechamento, coloque os cabos, os controles, um cartucho de Master System ou Game Gear e divirta-se com o seu novo Master Game Gear System:

Abaixo algumas fotos dele funcionando no Modo Game Gear e Master System:

Caso queira comentar algo sobre este projeto se cadastre no Fórum SEGA Brasil e viste o tópico:

Game Gear no gabinete do Master System 1

 

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Fontes de informações

Como conectar um SEGA Game Gear na TV via RGB SCART - Tim Worthington (em Inglês).
SMS Power! - O Melhor site de informações sobre os consoles SEGA de 8-bits (em Inglês).
Informações técnicas de SEGA Game Gear e SEGA Master System - Victor Kemp's website (Site fora do ar).
Saída de vídeo RGB Video do Game Gear (!) - página de Chris Covell's baseado no projeto de Xavier's (em Inglês).