Atari 2600: легендарная приставка своими руками
Atari 2600 или ее клонов у меня никогда не было, да и, в общем-то, не интересовался ею в принципе. Идея собрать свой клон с нуля родилась спонтанно после просмотра видео на Ютубе. Порадовала большая фанбаза западного сообщества, где она долгое время было массовой домашней системой, ведь официально приставка выпускалась целых 14 лет! Еще одной монетой в копилку этого проекта стала относительная простота схемы, ну и спортивный интерес. Все фотографии сборки были сделаны из видео, поэтому сразу извиняюсь за качество. Много картинок!
Изучение и модификация схемы
При первом знакомстве с несколькими версиями схем (а именно оригинальной VCS и Jr.), стало понятно, что вторая версия пошла по пути упрощения и исправления некоторых участков, в частности убрали излишние фильтры питания, изменили номиналы некоторых резисторов, конденсаторов и чуть изменили схему питания.
Схема оригинальной версии Atari 2600 (взято с репозитория atariage.com)
Версия Atari 2600 Jr. (взято с репозитория atariage.com)
Я же решил сделать сборную солянку с четким пониманием что и как должно работать. Схема питания более, чем стандартная для того времени - входное напряжение 8-9в подается на стабилизатор 78L05 и далее расходится по схеме. НО! Для правильной работы видеочипа TIA (Television Interface Adaptor), а точнее, для правильной работы цвета, на чип необходимо дополнительное напряжение 7-8в. И если в оригинальном варианте схемы это напряжение формируется с применением примитивной повышайки на двух диодах и тактового генератора, то в версии Jr. пошли более простым путем - повышенное напряжение забирается до стабилизатора, прямо с блока питания. Меня этот вариант не совсем устраивал, так как я собирался запитывать приставку от обычной USB зарядки, поэтому выбрал участок из оригинальный схемы, но стабилизатор на всякий случай оставил. Подключение джойстиков и переключателей режимов в обеих версиях абсолютно одинаковые, оставляем как есть.
Далее по схеме идут 2 генератора частоты - один основной тактовый генератор, а второй осциллирует частоту цветовой поднесущей.
Схематично второй генератор выглядит очень странно. На деле это не совсем генератор... С видеочипа на него приходит частота 900КГц, которая раскачивает второй кварц на пятой гармонике и уже эта частота усиливается транзистором и подается обратно в видеочип. Забегая вперед, скажу, что запустить эту часть схемы я так и не смог. Кварц никак не хотел раскачиваться. Может сам кварц не подходит для этой схемы, может погрешности номиналов обвязки не вписали в допуски... Не знаю. Вместо этого чудо-решения поставил обычный генератор на одном транзисторе и каких-либо проблем с цветом не возникло. Позже на SECAM-версии схемы увидел точно такое-же решение, только там была продублирована схема основного генератора. Далее по списку идет аудио-видео часть. Оригинальная схема предлагает безальтернативный способ вывода картинки - ВЧ модулятор для подключения к телевизору. То есть нет ни композитного видео, ни раздельного аудио выходов. Решается это довольно просто, достаточно добавить в схему, так называемый, AV мод. Со слотом картриджа тоже случилась засада... 24 пинового разъема с шагом 2,54мм приобрести не удалось - местные магазины оценивают его в неадекватные 500-600руб, а на Ali штучно не продают, только партиями по 5-10 штук. Поэтому было решено использовать разъем с шагом 3.96мм, который достать гораздо проще. По факту, приобретать оригинальные картриджи я не планирую и особой разницы нет для какого шага травить самодельный картридж.
Прикидываем что нам нужно, что не нужно и рисуем свою схему будущей игрушки.
Мой вариант схемы в Proteus. Не слишком красиво, но для разводки платы вполне сгодится
Разводка печатной платы и ее 3D визуализация
Сборка платы
Изначально планировал травить плату дома, но прикинув количество необходимых отверстий, решил отказаться от этой идеи и заказать платы в Китае. Примерно через 20 дней приехали платки и я в тот же вечер занялся сборкой.
Сначала запаял тактовый генератор и проверил его работу. Далее второй "генератор-усилитель" и необходимую для первого запуска мелкую обвязку. После установки TIA не обнаружил частоту поднесущей цветности... Но это влияет только на цвет, с этим разберемся позже. После установки всех остальных чипов первая попытка включения. Ну, и кто-бы сомневался, что она не увенчается успехом. На мониторе появился черный экран, это значит, что какой-то сигнал все таки есть и это не могло не радовать. Но исправная приставка при включении без картриджа должна показывать рандомные вертикальные полосы, которых не было. Еще несколько вечеров ушло на полную прозвонку схемы и вдруг.... Причина нашлась после очередного обращения взора на схему. Инверсный выход RESET процессора был посажен на землю! То есть ЦП постоянно находился в режиме сброса. Сверка с другими схемами подтвердила этот косяк, автор либо подключил резистор не туда, либо забыл поставить еще один подтягивающий резистор.
После устранения этой ошибки появились заветные полосы. Далее для проверки нам потребуется картридж. В самом простом случае - это обычная ПЗУ зашитыми ромами игр. Согласно найденной схеме подключения, вытравил плату и собрал картридж.
Еще несколько вечеров сборки и вот! Она запустилась!
Стандарт подключения периферии у Arati был настолько прост и функционален, что по нему работали геймпады как на SEGA GENESIS/MD, так и на ряде домашних компьютеров, например, на том же Commodore 64. Поэтому вопрос с поиском или изготовлением оригинальных джойстиков не стоял, китайский геймпад от SEGA MD будет отлично работать. Но... после подключения вылезла следующая проблема - они были перепутаны местами.... Как оказалось, это еще один косяк схемы... При этом, она лежит в репозитории самого большого западного Atari-сообщества! Что это такое и почему никто не исправит это недоразумение мне вообще не ясно. К слову, эта схема датирована 2000 годом! То есть 20 лет все просто клали болт на такие "мелкие недоразумения". Написал письмо в поддержку сайта AtariAge, но ответа не последовало... Ладно, черт с ними, нам надо двигаться дальше.
Создание корпуса
Законченному продукту просто необходим презентабельный внешний вид. Продумывая концепт корпуса, я старался делать отсылки к самой первой ревизии консоли. От нее была взята башенка и передняя деревянная вставка. Весь корпус был спроектирован в SolidWorks и отправлен на печать.
Далее нудная процедура шпаклевания и зашкуривания, дабы устранить все артефакты 3D печати.
Сначала я хотел покрасить корпус матовой краской, но после грунтования мне понравился результат и я решил покрыть матовым лаком сразу на грунт. Получилось, в принципе, не плохо. Сомневаюсь, что кроме меня так еще кто-то делает, но да ладно.
Логотип заполнил обычным художественным акрилом, получилось не плохо. Далее по списку идет деревянная вставка. Не стал придумывать велосипед и взял первый попавшейся кусок вагонки из кладовки. Лазерным гравером сделал разметку для выпиливания, а после работы лобзика и шлифмашинки, этим же гравером нанес логотип и надпись POWER.
Все! Хоть и не без косяков, но все собрано и работает!
Вместо заключения
В ходе проектирования и сборки было допущено довольно много ошибок, большая часть из них - банальная невнимательность и наивное доверие "народным" схемам. Нужно было сразу брать исходную схему из сервис мануала, который есть на просторах интернета. Но в этот раз, скорее, повезло, большинство ошибок удалось решить без переделывания всей платы. Зачем все это было сделано? Да просто так, из спортивного интереса, а заодно заполнить пробел общения с этой легендарной приставкой, ведь именно она стала по-настоящему первой массовой игровой консолью, именно на ней зарождались все классические жанры игр, многие из которых живы и по сей день. Весь процесс создания, а так же исторический путь этой приставки и подробный разбор работы представлен в видео
