モバイルゲーム機 HACHIBAR(はちばー) を作ってみた - 趣味TECHオンライン | 趣味のモノづくりを応援するオンラインメディア

f:id:tokyo_ff:20190623232156j:plain

部品の選定、基板の設計をすべて自分で行った携帯ゲーム機、HACHIBAR（はちばー）を紹介します。

＜投稿者：inajob＞

社会人になってから電子工作を始めました。ここ最近RakuChordという電子楽器を通販しています。（現在は売り切れ中）自宅に激安の3Dプリンタがあります。

これは何？

f:id:tokyo_ff:20190626001859j:plain

HACHIBAR(はちばー)はモバイルゲーム機です。

4cm×10cmくらいのサイズ厚さは2cm程度
8×16のドットマトリクスLED
十字キーとA,Bボタン
スピーカー
CR2032による動作
Arduinoと同じATmega328
USB書き込み

初回の作成で、まだまだ問題も多いのですが、もう少しうまく改良出来たら販売もしてみたいと考えています。

実際に動作しているところ

HACHIBAR 書き込みが安定してきたのでトライアンドエラーしやすくなった。

横スクロールで文字表示 pic.twitter.com/C02z6jLIQ5
— ina_ani (@ina_ani) 2019年6月19日

基板設計

f:id:tokyo_ff:20190626002043p:plain

実はこのHACHIBARの設計のほとんどは ikkeiさんの「ちっちゃいーの」を参考にしています。もっと歴史をさかのぼると、Charlieplexingという少ないI/Oピンで多くのLEDを駆動させる方式が元となっています。（興味のある人はぜひ調べてみてください）

ikkei.akiba.coocan.jp

基板はFusionPCBの$7.9基板サービス（10cm×10cmの基板5枚を送料込みで$7.9で作ってくれる）を利用しようと決めていたので、10cm×10cmの大きさに収めようと考えました。一通り部品を選定し並べてみたところ、なんとか10cm×10cmに3枚並べられるサイズとなったので、いわゆる「面付け基板」としました。おかげで$7.9（送料込み）で15枚の基板を作成できました。

部品選定

小型化と、回路設計を簡単にするために、ほぼ部品を表面実装パッケージとしました。特にこだわった部品について紹介すると・・

シリアル変換IC「CH340E」
一般的に安いUSBシリアル変換ICとしてよく使われるのは「CH340G」ですが、あえて今回「CH340E」を選んだのは、パッケージの小ささと、周辺部品の少なさが理由です。（はんだ付けの際に小さすぎて泣くことになるわけですが、、）

ドットマトリクスLED
普通のものより一回り小さい2cm×2cmのもの（とてもかわいい）

タクトスイッチ
ゲーム機によさそうな静音タクトスイッチ

マイクロUSB端子
もげにくそうなスルーホール端子のあるやつ

といった具合です。今回は無謀にも部品が手元にない状態で設計を行ったので、基板と合わせてAliExpressで部品を購入しました。すべてが手元にそろうのに3～4週間ほどかかるくらいかかるので、気長に待ちます。

組み立て

f:id:tokyo_ff:20190627221635j:plain

まぁはんだ付けするだけなのですが、USBシリアルICの「CH340E」とマイクロUSB端子はピッチが狭いため難しかったです。また、ここで残念なバグもたくさん発見しました。

CH340Eの電源ピンが電源につながっていない（致命的！！）

CH340Eの電源ピンからジャンパして無理やり電源とつなぎ動作を確認しました。

LEDをつけるとCH340Eが動かなくなる（致命的！）

ICの近くのおまじないコンデンサに並列させて10uFの電解コンデンサを取り付けることで安定しました。

ハードウェアのバグは、作ってしまったものに関しては、もうどうしようもないのでとにかく悲しいです。まぁ回避策があるだけマシですが。

ケースの作成

f:id:tokyo_ff:20190626002712j:plain
f:id:tokyo_ff:20190626002541p:plain
ケースがないと持ちにくいのでFusion360をつかってちゃちゃっとケースを作成します。家に3Dプリンタがあるので、印刷を指示して寝てれば朝になれば完成です。