DCのVGAをAVマルチに入力してみる

Edited:2004/10/24    .



はじめに


SonyのWEGAシリーズのTVの大半にAVマルチ端子(通称プレステ端子)が付いているのは、
今さら言うまでもないことだと思いますが、DRCついてるやつ、とりわけここ1,2年の
機種なら、ほぼすべてでAVマルチから最低でもVGA以上は食べさせられるとの話を
なんとなく見ていたHDTV画質でPCからTVに出力するスレ Part2にて目にし、
かねてより「家庭用ゲーム機はやはりテレビでやるのが本筋かな」と願っていた私に
とってはなかなか魅力的な内容でした。
とはいっても、やはり電気回路の素人にとってはちょっと障壁を感じていたのも事実です。
そういうことで安全策でXSELECT-D4を購入し、DCのVGAをHDTVに入力して遊んでいました。
そうこうしている内にXSELECT特有の黒潰れやゲーム機の構成、配線、起動順序、など
段々と不満がたまってしまい、「これならオレにも出来る!」と勢いに任せたまま
今回の暴挙と相成りました。

始めるにあたって

AVマルチ端子に入力できるRGB信号は複合同期信号(CSync)をGreenに重畳した方式、
すなわち"Sync On Green"で入力する必要があります。
通常のVGAは水平同期(HSync)と垂直同期(VSync)が分離された通称セパレート同期という方式のため、
よってVGA信号をAVマルチに入力すると言うことは
1.CSyncを合成する
2.合成したCSyncをGreen信号に重畳する
以上のステップを経ることになります。

◎留意点
以下の点を留意することにします。
・見栄えを良くすること
・少なくともデミロよりコンパクトにすること
・少なくとも純正VGAボックスの使い勝手に負けないこと
・15KHzのときもRGBで使えるようにすること(裏RGBモード対応)
・入手が容易な部品を使用すること
・なるたけ安く済ますこと
・私のような初心者でも可能であることを示すこと

今回の記事は素人作成につき同じような素人にも理解できることを目的としていますが、
読んでも理解できない人は試さないほうが無難です。
また製作に際して発生したいかなる不具合、損害などについても私は一切の責を負いません
あくまで自己責任での遊びと言うことでお願いします。
製作の前に

用意すべきもの、した方が望ましいものを列挙してみる。

◎素材
・入れ物
見栄えや大きさの点から"PS用AVアダプタを使用することにしました。
というか余っていたし、失敗しても安いし。
なお内部スペースの都合上、S端子付きモデルよりも、S端子がない前タイプの方が
簡単だったりします。
・ケーブル
デミロのケーブルをオススメします。
純正でも大丈夫だと思いますが、値段が合わないのでオススメしません。
入手はヤフオクか中古屋に限られますので、すでに入手が容易であるという留意点を
達成できていませんが、それでも此処まで辿り着くのにスッゲー苦労しました。
とりあえず誰か褒めてください。
失敗例1 メッセで2200円、色んな信号が足りねー!
失敗例2 いかにも個人が運営していますみたいな通販で2480円、CSyncきてねー!(裏RGB出力不可)

この時点で安くあげることに失敗してるけど、まあ良いや。もう考えたくない。

◎必要な機材
何事も形から入るのをモットーにしているので、まず不足がないように・・・。
そんな感じで高いゴルフセットとか上司に買わされたまま眠っていたりするんだよね。
ここら辺にあるのは、その昔プレステの頭が良くなるチップを取り付けるときに買ったりしてたりする。
・テスター・・・持ってた ちなみにテストン製のテスターはダメダメ
・半田ゴテ・・・20W〜40Wぐらい ちなみにワタシは20W,40Wの2本を所有
・半田・・・コテ買ったとき適当に買ったやつ 色々あるけどよく分からん
・コテ台・・・海綿状のアレがついてるヤツ 水を含ませて先についた半田をこそぎ落としたり使う
・半田吸取線とかの類・・・ほとんど使いませんですが一応
・ニッパ・・・被覆が剥きやすいように穴が開いているのがオススメ ケースもこれで破壊
・ペンチ・・・これでアルミカバーを外したりする
・カッター・・・ケースの切断面の面出しに 普通の細いカッターね
・彫刻刀・・・カッターが入らない切断面の面出しに(デザインカッターでも良い)
・熱収縮チューブ・・・1mmと1.5mmがあると嬉しい 半田露出面にかぶせて半田でなぞるようにすると、
収縮して絶縁が簡単に可能です。でも千石で売ってたのは質が良くなかった・・

◎あると嬉しい機材
やっぱり形から入るのでカプトンテープとか上級者のアイテムをマネしたりするんだよね。
まあ、あくまで一例なので他のものでどうにでもなりそうなものばかりです。
・リューターor電動吸い取り機・・・S端子切除用 なければ技術か力でなんとかなる(かも)
・万力とかその手の固定するヤツ・・・そこそこ重さがあると楽だったりする 集中力でカバー可能
・カプトンテープ・・・基板との絶縁用、愛三で売ってる(2700円・・高えよ!)でもなかなか良い
・テフロンテープ・・・固定用、実家からパクってきた これじゃなくてもベトつかず薄いのなら可
 ※ハーネステープが安くて良いと知人は語っていた オヤイデあたりで売ってるかも(未確認)
・2.5cm*1.5cmぐらいのアルミ辺・・・ケースの目隠し用 見栄え気にしないならなくても良い
・被覆線・・・PSのケーブルから採取できるのでなくても良い それでも用意するなら0.5mmぐらいが良いのかなぁ

◎必要な部品
基本は此処↓だけ参照。
http://members.tripod.com/suzuki2go/old_contents/kyu2_6.htm
歩き回るのが面倒なので全部千石で揃えました。
トランジスタやICは2F,DIPは1Fの真ん中辺,抵抗とコンデンサはB1F。わーい!全フロア制覇
抵抗は少し多めに買いました。それでも値段は500円もしません(詳細は忘れてます)。
・74HC86・・・一個110円 ACはあるにはあるけど、SOPというやたら小さいヤツでしたのでHCにしました
 ※74AC86の方が特性は良いようですが、普通のサイズのを売ってるところを知りません。誰か教えて
  2004/3/6追記 ラジデパ3Fのキョードーさんで売ってました
・2SC1815・・・10個パックで100円
・コンデンサ470u・・・耐圧10Vで30円だったかな
・抵抗220Ω、75Ω・・・金属皮膜(青)で一本10円
・2P スイッチ・・・千石にデカいDIPのしかないけど、探すの面倒なんで妥協 値段忘れた

◎番外:半田の練習
半田の付け方にはやり方があります。知らずにチョンチョンとやっていた私は反省します。
そんな訳で半田童貞の人は事前に適当なプリント基板を買って練習しましょう。
・半田の乗せ方
プリント基板の穴の周囲に銅の輪っかがありますが、それをランドと言って、そいつにコテを
当てつつ半田を乗せると、ランドが暖まるとピュルり、ってな感じで溶けていきます。
フジツボぐらいの感じで半田が乗ったらすぐに半田とコテを離しましょう。
いつまでもコテを当てていると輝きを失った状態になってしまいます。
そうなったら吸い取ってやり直しましょう。
・予備半田
あらかじめ線の先に半田を乗せたりすることを指します。
被覆線は事前に皮を剥いて、中の線をねじってから、ある程度の半田を乗せます。
ICの足の所にも予備半田が有効です。

手順、および注意点

さあ、いよいよ取りかかります。
ここまで来るのに相当な時間を費やしていますが、もう手段と目的は逆転しています。
そうならないように注意してください(´∀`)
なおこの製作記事のDC側ケーブルの記載については特に補足がない限り、すべてVGAデミロの
ことになります。他のケーブルをご使用の場合は各自で変換してください。

1.VGAデミロの分解
裏のネジを4本外し、基板についているネジを2本外します
見るからにボロっちぃパーツですので分解に良心は不要です。


2.デミロピンアサインの確認
VGAデミロの基板実装面を見て1番と書いてあるところからアサインを調べます。
一応、私も調べていますが、なにぶんカラットの所業なので信用せず、ちゃんと調べましょう。
DC-VGAデミロの対応表
1GND
2AUDIO RIGHT
3AUDIO LEFT
4+12V
5+5V
6SEL1
7SEL2
8VSync
9HSync
10CSync
11S(C)
12S(Y)
13橙黒VIDEO
14赤黒Blue
15緑黒Green
16青黒Red
※常にこの対応かどうかは保証しかねます。
ストライプは紛らわしいので注意。
SELECT1=DC6ピン、SELECT2=DC7ピン
DCの端子部は http://dempa.jp/rgb/heaven/g_dc.html 参照
3.デミロのDC側ケーブルの切断 あまり長さがないのでコネクタの根本から丹念に・・ 4.被覆剥き デミロのDC側ケーブルを+12V以外の15本、すべて5mmほどニッパなりで剥く。 +12Vについては今回は全く使用しないため熱収縮チューブでメクラにしておきます。 ちなみにニッパが見つからないので爪切で剥くとかは推奨されません(経験者談) 剥いたら心線をねじって予備半田を打つ。 5.PS AVアダプターの分解 裏の2本のネジを外し、蓋をもぐ。堅くても気にせずもいでしまえ。 そうすると銀色のカバーに包まれた基板が現れる。 6.シールドカバーを外す 基板の半田面でカバーが止められている2ヶ所↓を半田ゴテで温め、取り外す。 ピンセットかなんかを差し込んで温めながらテコの要領で少しずつ力を入れると、 割と簡単に取れる。ただし火傷するので間違っても素手でカバーをひねらないこと。 7.ケーブルシールドを外す ケーブルの根本から基板に半田付けされている網線(↓のあたりに付いてる)を半田ゴテで温めつつ、 やはりピンセットなりでテコの要領で外す。簡単。 8.AVアダプタピンアサインの確認 とりあえず調べたところはこんな感じ。
AVアダプタの対応表
1Green
2Red
3+5V
4Blue
5RGB GND
6S(C)
7VIDEO
8薄緑S(Y)
9AUDIO RIGHT
10VIDEO GND
11AUDIO LEFT
12AUDIO GND
13薄黒FrameGND
PSの端子部は http://dempa.jp/rgb/heaven/g_ps2.html 参照
まあネットで見かけた他のAVアダプタも、こんな色配置だったので、 パッと見これなら大丈夫じゃないかな。保証はしませんが。 9.AVアダプタのコネクタから出ているケーブルを切断 いったんケースに仮止めして桃、灰、黒、薄黒のGNDは長めに切断。そしてよりわけてねじって一本に。 それ以外の色のケーブルはDC側ケーブルとの接合点を確認しながら、およそ1.5cmほどの余裕を持たせて切断。 余裕を見過ぎると後でケースに入らなくなる。ただし短くしすぎないように慎重に。 そしたら例によって5mmほど剥いてねじって予備半田。 PS側ケーブルはカラフルな配線材になるので剥いて有効活用。 10.S端子の除去 で、S端子付きAVアダプタの中を見て気付くことは、部品追加のスペースがないこと。 仕方がないのでS端子はもぎ取ります。どうせSをスルーしちゃえばPS用Sケーブルでどうにでもなるんで。 ってことで、除去します。 ・・・なんて簡単に言ってますが、ヘボいペン型半田吸い取り機で吸い取ったり、裏からコテで 温めながら、S端子に力をかけつつ除去しようと色々試しましたが、がっちりと外れません。 こういうときに対処できる経験値がない私は別の方法を考えました。 ・・・・そう         ニッパで破壊(ペンチ可) もはや電子工作でも何でもありません。 女子供はすっこんでろ、の男の世界になってます。 なおS端子近辺にはコンデンサが潜んでいますので、それだけは注意しましょう。 ちなみに結構頑丈な端子なので、ちっちゃいニッパじゃ無理だと思います。 非力な人は前モデルを入手するか、リューターなりで丹念にこそぎ落とせば良いんじゃないかな。 で、S端子を除去するとこんな感じ↓ S端子の基板背面はこんな感じ↓ 11.絶縁テープの配置 さあ、これでやっと部品を入れるスペースが出来ました。 基板面にそのまま部品を置くと火花が出て高価な機械がパーになりかねないので絶縁します。 カプトンテープをピロ〜ンと敷いて出来上がり。 なお別にカプトンじゃなくても導通しないやつなら紙でも両面テープでも可。 12.部品の空中配線 http://members.tripod.com/suzuki2go/old_contents/kyu2_6.htm ↑のまんまに配線をする。基本的にトランジスタとコンデンサは省略しないものと思ってください。 2004/3/6追記 ICの近くで並列に0.1uぐらいのセラコンを入れた方がベターです パスコンのやり方 好きずきなので特に順序はありませんが、注意としては内部スペースの都合上、厚みを増さない方向で、 配線する必要があります。要するに可能な限り薄くコンパクトにした方が良いと言うことです。 この辺はAVアダプタのスペースを参照しながら各人で思い思いの方法でやりましょう。 参考として私が行った(した方が良いと思った)順序を紹介します。 ただし熱収縮チューブの取り付けは省略しています。 (1).不要なICの足(8番,11番)を折り曲げを繰り返し除去こんな感じ (2).ICの足の細くなってる部分を切除 (3).ICの足も根本に予備半田 ※コテを当てる時間が長すぎるとパッケージが溶けるので注意 (4).抵抗の足かなんかから採取した線を材料にピンの間を短絡(9番,10番,12番,13番と3番,4番) ※線材にも予備半田を打つこと (5).ICの裏側にて電源ライン(14番←→5番)を被覆線でジャンパ (6).ICの裏側にてGNDライン(7番←→9番-13番の近辺の線材に被覆線でジャンパ (7).220Ω抵抗の片側を7番(GND)の一ヶ所に半田 (8).トランジスタ(2SC1815)のコレクタをICの5番に、ベースをICの6番に半田 ※2SC1815の端子配列は製品名記載部分から足を下にして、 左からE(エミッタ),C(コレクタ),B(ベース)となっています よく分からない人は http://www.try-net.or.jp/~el_dream/parts/tr/2SC1815.html を参照 (9).トランジスタのエミッタと220Ω抵抗を半田 (10).コンデンサのマイナス極に75Ω抵抗を取り付け ※コンデンサの白っぽくなっている帯がマイナス極。極性を間違えると爆発するんで注意。 (11).コンデンサのプラス極と(9)の接合点(エミッタと220Ω抵抗)を半田 これでひとまず完了です。 繰り返しますが熱収縮チューブでの絶縁はしっかりやりましょう。 ちなみに画像が少ないのは↓みたいに ピンボケばかりでどうしようなかったためです。 ここはじっくりと行きたかったのですが、オリンパスのC2ZOOMがボロいから・・(;´Д`) 以下、しばらく画像無しとなります。 13.AVアダプタとDC側ケーブルの接合 まずは単純につなぐだけの部分を半田。以下に接合点を列挙。 接合点には熱収縮チューブを必ず打つこと。
AVアダプタとVGAデミロの接合
AV側機能AV側色DC側色補足
AUDIO RIGHT 
AUDIO LEFT 
S(C) 
S(Y)薄緑 
VIDEO橙黒+紫DC側はねじってまとめる
Blue赤黒DC側の赤と間違えないこと
Red青黒DC側の青と間違えないこと
以上が終了したら、ケーブル全体を適度にねじります。 14.GNDラインの接合 いったん空中配線済みのICを仮置きして、ICの7番ピンに届くような感じでDC側の黄色(GND)ケーブルを 二又に加工する(人みたいな感じで)、それから事前にねじってあったAVアダプタ側のGND線と、先ほど 加工したDC側の二又線の一ヶ所を基板のGNDに半田で接合する。 なお基板のGNDとは網線が付いていた場所のことです。 そして二又線のもう一ヶ所をICの7番ピンに接合する。 15.Greenの接合 AVアダプタ側の緑とDC側の緑黒と75Ω抵抗を接合します。 16.+5Vの接合 ICの14番ピンに被覆線を打ち、その被覆線の片側をAVアダプタ側の紫とDC側の白を接合とを接合します。 絶縁はきちんと処理しましょう。 17.SELECTラインの接合 2P DIPスイッチに予備半田を打ち、DC側の黒と青を接合します。 DIPスイッチの片方にも被覆線を半田してGNDに落とします。 必要と思うならばダイオードをつけるなりしてみても良いです。 18.チェック 機能的にはこれで完成のため、いったんテスターで計測してミスがないかどうか確認します。 短絡のチェックなのでΩのレンジにします。 まさかテスターの使い方を知らないという人はいないかと思いますが。 軽く書いているけど、これが一番面倒な作業かもしれません。 確認終了後、一度動作チェックをして動けば・・・かなり報われた気分になります。 19.ケースの加工 2P DIPの入りそうな場所(ほぼ決まってるけど)に目星を付けてケースに穴を空けます。 私の場合は事前にノギスなどでサイズを測って、やや小さめに穴を空けてから適当にカッターと 彫刻刀でバシバシで削りました。 見栄え志向の人は職人技を発揮させてください。 やり方は自由なのでリューターで4本ほど穴を空けて配線してから、接着剤で固定などでも良いでしょう。 ↑DIPスイッチが小さく見えるのは単なる遠近法の問題です。 20.シールドの加工 アルミ辺でS端子を取っ払ったところに目隠しをします。 両方に予備半田して温めれば割と簡単にくっつきます。 21.シールドの取り付け 取り外したときの場所をコテで温めればくっつきます。 22.組み立てて完成
動かしてみる


えー、当たり前ですが成功しています。
裏RGBも見事に映りました。コンポジットも音声もOK。
ただしS接続についてはPS用Sケーブルを持っていないので未チェックです。

ここまではトラスコのページと関係のないコンテンツだったので、お目汚し程度に
トラスコとの比較画像を掲載します。
TVはHR500、画像モードはホームにて比較しています。拡大はクリックで。

■XSELECT-D4経由のVGA出力

パチVGA箱からXSELECTの隠れ機能を利用してみた。
付属のプアケーブルからビクターのDケーブルVX-DS420に交換済み。
結構綺麗かも。でも暗いところが見づらい傾向があり。ややゴーストっぽいのが出る。
■VGA出力

なんか・・・紫っぽいな。
でもPSでRGB入力しても赤み系が強いので、どうも私のテレビの癖みたいだ。調整しとこう。
やや手ぶれ気味なので分かりにくいがドットの鮮鋭度は明らかに上。

要するにパッと見では極端な差はないってことですな(´∀`)
まあどちらかというと今回の記事は画質追求よりも可用性の向上が主眼なので、
その辺の意を汲んで頂けると嬉しいです。

しかしこのレベルの画面に慣れるとと15KHzでゲームをするのは辛くなる・・・。
チラチラで目も痛くなるし。

FAQ


Q1.VGAの画像が乱れて同期が合いません。
複合同期が乗っていません。回路のチェックをしましょう。
うまく半田が乗っていなかったり、断線していることが考えられます。
またトランジスタが逆さだったとか言うオチはないですか?

Q2.画面が暗すぎます。
GNDが取れていない可能性があります。
GNDラインのチェックをしましょう。

Q3.裏RGBモードってなんですか?
15KHzのRGB出力のことです。SELECTラインをパチパチいじると出力されたりします。
ただし、いくら頑張っても出力されないソフトもあります。

Q4.製作時間はどれぐらい?
すごーくかかってます。
ですが、この記事を見て作れば1,2日あれば作れるんじゃないでしょうかね。

Q5.DCのCSyncとVIDEOを短絡して影響はないのですか?
とりあえず動いているので気にしていません。

Q6.作り方がよく分かりません。
とりあえず製作はやめたほうが無難です。

Q7.トラスコと関係ないですよね?
とりあえず許してください。

参考資料


■波形の動き
今回の回路がどのような波形になるのか自分の理解のためにシミュレートした画像を掲載します。
シミュレートにあたってはCircuitViewerのプレビュー版を使用しております。
1.74HC86(XOR)の動作
XORの動き
まずサイン波を50Hzと100Hzあたえてみました。
初段のXOR(U1)に波の上下が近いときと離れているとき(同じ周波数なら位相が180°ずれているとき、
と考えると簡単)真となるような動きになります。
この波形が四角っぽいのは素子の電圧敷居値の関係で端折ったような波形になるからです。
そして次段のXOR(U2)で波形が反転します。
水平同期と垂直同期から複合同期にするには、このような方法をとるようです。
ちなみに画像の波形採取場所は間違えていますが、もう面倒なのでご勘弁を。

2.トランジスタの動作
トランジスタの動き
今回使用したトランジスタの接続はエミッタフォロワ(ベースコレクタ接地)というもので、
ビデオ関係の回路としてはポピュラーなもののようです。
最終的な波形が負極のみ取り出されていることが確認できます。
通常、複合同期信号は負極性であるためこのような形になっているようです。

■失敗例
失敗例
S端子なしのAVアダプタを使用した初号機です。
最終段を300Ωにしたものです。我が家のテレビでは普通に映りました。
しかし負極性出力を省略したため機器に負担が掛かるということで、本スレにてダメ出しされました。
そして何よりマズいのは単なるVGA専用のボックスになってしまったことです。
これはメッセで売ってたカラットのクソボロVGAを使ったことにより、15KHzモード
での複合同期が取得できず、にっちもさっちもいかなくなったからです。
というかカラット製品を買うのがマヌケなんだけど(;´Д`)
現行製品でDCの16pinが全部(+12Vは要らないか)取れ、なおかつケーブル流用が
安いコストで済むような製品がありましたら、是非とも情報をお寄せください。
※この初号機も負極性化と同時に74AC86のSOPを苦労して搭載させました。

■SOP版 74AC86
SOP 74AC86仕様
やたら小さいパッケージです。こいつでの空中配線は異様に難儀しました。
5個入りのパッケージを購入し、4回失敗しました。
危うくトラウマになるところだった(;´∀`)
足の強度が余りにも無いため、取り回している内に
「ポキンッ」
なんつー楽しい音を鳴らしてくれました。
ただし修行にはもってこいです。
こいつの征服のために自分なりの技をいくつか編み出しましたしね。

■DC VGA BOX (XK-DC2000)
個人で売ってるような通販で買ったパチVGA箱のこと
よりによってCSyncだけ存在しないという素晴らしさ
作りはパッと見は良さげだが、よく見るとやっぱり安っぽい
ゲームハリウッドでも売ってる 高いけど
XK-DC2000の対応表
1GND
2深緑Red
3黒白Green
4Blue
5VIDEO
6S(Y)
7S(C)
8HSync
9VSync
10SEL2
11SEL1
12+5V
13AUDIO LEFT
14AUDIO RIGHT
15赤白FrameGND?
※基板からピン番号を参照。
なお常にこの対応かどうかは保証しかねます。
SELECT1=DC6ピン、SELECT2=DC7ピン、FrameGNDは被覆を剥いていないので未確認
KARAT DC用VGAケーブル(KRVG-045) メッセあたりで売ってるカラットのどうしようもない糞ボロVGAケーブル 史上最低のDC用VGAプロダクツ カラットに製品情報の記載すらない黒歴史を感じさせる逸品
カラットのボロケーブルの対応表
GND
AUDIO RIGHT
AUDIO LEFT
Red
Green
Blue
+5V
HSync
VSync
SEL1
SEL2
FrameGND
※コネクタで基板に入ってますがピン番号は不明です。
コネクタの正面から見てピンを上にして(山山山山な感じ)、左から読んでます。
なお常にこの対応かどうかは保証しかねます。
SELECT1=DC6ピン、SELECT2=DC7ピン、線=シールドに直結した裸線





Written by:[RGB←→D端子] トランスコーダー総合 [ピンキリ]の1
SpecialThanks:
関連スレに有益な情報を書いてくださる人々、リンク先の人々、
その他検索時に拝見させて頂いたちょっとした情報をアップしている人々