部品を調達

まずは必要な部品を調達しました。部品の動作確認がてら、ちょっとだけゲームを楽しんでしまいました。

大まかなイメージ
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PS2Uを作るにあたり、頭の中で画像ようにイメージして部品を調達しました。今思えばもっと、ああすれば良かったこうすれば良かったという思いがありますが、当初はとにかく分からないことだらけで、とりあえず見切り発車でもやってみようという感じでした。

PS2本体
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PS2本体は最終型のSCPH-90000CBの中古の動作品です。サイズ、重量、消費電力を勘案すると薄型以外の選択肢はありません。2016年現在でもPS2本体の中古品は最終型でも、ネットオークションなどでの入手自体は特に難しくありません。

ただ、新品となるとプレミア価格で流通しているため私には気軽に買うことも分解することもできません。

前モデルのSCPH-70000代ではACアダプタが外付けになっていましたが、このモデルでは内蔵しています。

モニタ
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テレビ用に制作されたゲームのUIを小型の画面に映し出すからには、にじみなどが少なく手軽に扱えるSビデオ接続のできるモニタがいいと思いました。一般的にPS2のゲームのUIは横縦比4:3のブラウン管テレビ用に設計されています。電源はPS2本体のUSB端子から供給するとして、「Sビデオ入力付き、画面解像度640*480ドット、電源5V」で価格が手頃なものを探しました。

しかしこのご時世、そんな前時代的な規格のものはなかなか見つからず、最終的にはaitendoのHV6802V2-L070という液晶モニターと液晶基板のセット品に落ち着きました。この製品、入力はHDMI、アナログRGB、コンポジット*2で、16:9(4:3も可能)の800*480ドット、電源は5Vです。これをPS2のマルチ端子のSビデオ信号にアップスキャンコンバータを噛ませてHDMI出力するという荒業で克服しようと考えました。

ですが、そもそもアップスキャンコンバータを使うこと自体、サイズ増、重量増、消費電力増、応答速度の問題などリスク山積です。どう考えてもこの選択は間違っていたというほかありません。

PS2をアナログRGB出力化する方法もweb上にありましたが難しそうだったので、この段階では見送りました。今思えば、やってみれば良かったと思います。

アップスキャンコンバータ
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PS2 TO HDMIなるものを買ってみました。
PS2のマルチ端子に直接差し込むと、その名の通りHDMI信号に変換してくれる製品です。同じような形をした物がたくさん出回っているようですが、価格の安さでこれに決めました。
電源は5Vで、PS2のUSB端子から給電できます。

サイズも小さくこれが使えればまだ良かったのですが・・。
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なかなか鮮明な画像が映りますが、映像全体が左に寄ってしまいます。
このアップスキャンコンバータには設定を変更するようなスイッチ等はないので、PS2本体側とモニタ側のOSD(OnScreenDisplay)の項目をいろいろといじってみましたが状況は変わりませんでした。せっかくですが、さすがにこれでは使えません。

家のテレビに使用してみたところ正常に表示されていたので、この製品に異常があるわけではなく、モニタとの相性が悪かったのでしょう。購入したお店に事情を説明したところ返品に応じていただけたので助かりました。
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結局、月並みなアップスキャンコンバータを買い直しました。AREAのSD-CSH1という製品です。PS2 TO HDMIの数倍大きいです。電源は5Vです。数フレームの遅延があるようですが、恐れていたほど気になりませんでした。GT4などのゲームでF1マシンを操るのは難しいかもしれません。

しかし、やはり大きく重いのでアップスキャンコンバータを介さずに、画質は我慢してでもコンポジットで直接接続した方がよほどスマートだったと思います。
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ちなみに画質の比較画像はこちらです。
上:PS2本体マルチ端子のコンポジット信号 → モニタ
下:PS2本体マルチ端子のSビデオ信号 → アップスキャンコンバータのHDMI信号 → モニタ

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左:PS2本体マルチ端子のコンポジット信号 → モニタ
右:PS2本体マルチ端子のSビデオ信号 → アップスキャンコンバータのHDMI信号 → モニタ
右のアップスキャンコンバータの方はオーバースキャン気味で周囲の四辺がわずかにはみ出てしまいます。このモニタとアップスキャンコンバータはとことん合わないのでしょうか。


オーディオ
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スピーカは秋月電子の基板取り付け用スピーカユニットというものを使いました。軽くて小さかったからです。左右用に2つ購入しました。

最大入力0.2W、インピーダンスが8Ω±20%、音圧レベル86±3dBとのことですが、さっぱりわかりません。さて、どんなアンプと組み合わせればいいのでしょうか。

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マルツのアンプキットを購入して作ってみたものの、秋月の小型スピーカでは少し音量を上げると音が割れてしまって実用に耐えません。

調べてみると、なるほどワット数が合わないから当然なのかと思い、今度は950mWのアンプキットと中国から小さな1Wのスピーカーを買ってみたりしたものの音はバリバリなるばかりです。webなどを参考に抵抗を入れてみたりしたものの、今度は音質がひどくなってしまったりと一向にうまくいきません。アッテネータがどうとか、私にはどうにもちんぷんかんぷんで敷居が高いです。

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結局、ELECOMの激安スピーカーを分解して、中のアンプを使うことにしました。これはスピーカとヘッドホンの回路が共有でヘッドホンジャックの抜き差しによる物理スイッチで切り替えているだけのものです。
ヘッドホンで聞くとかなり大きな音が出ますが、小型のスピーカーでもよほど音量を上げない限りは音割れしにくいので、妥協ではありますがこれで手を打つ事にしました。

ちなみにモニタの液晶基板にもアンプが搭載されていますが、アースがチャンネルごとに分けてあるタイプのもので、これだとヘッドホンジャックの物理スイッチが使えません。特別に回路を作成する必要があるそうなので、私には無理と、情けないですがあきらめました。


バッテリ
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要のバッテリは奮発してPanasonicの18650タイプのリチウムイオン電池を使いました。
1セルあたり3.7V、3400mA/hと大容量です。今回購入した電池には保護回路のない、いわゆる生セルですので別途、保護回路が必要になります。

内臓バッテリーでDVD映画を一本、通しで再生するという目標もありますので、この大容量電池を8本使って4直列2並列の14.8V、6800mA/hで運用します。

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リチウムイオン電池はパフォーマンスに優れますが充放電管理がとてもシビアです。誤った取扱いをすると発火したり破裂したりする恐れがありますので、運用には必ず保護回路を設置しなければなりません。

BATTERY SPACEという通販サイトで4セル用の管理基板を購入しました。この管理基板が各セルの充放電状況を監視し、過充電や過放電から電池を守ってくれます。しかも最大放電電流10Aという頼もしいスペックで生セルもOKです。
(加工前に撮影しわすれました。)


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バッテリの電圧を安定化するための電源は秋月の降圧タイプのスイッチング電源キットを使用しました(DC1V~15V、最大8A)。

SCPH-90000の電源電圧は約7.53Vです。
管理基板によって10.6V±0.25Vで電池保護のため放電が遮断されます。そしてこのスイッチング電源は取り出したい電圧より3V高い電圧を入力しなければなりません。さらに逆電圧が掛からないようにダイオードも必要(0.6Vの電圧降下)ですので、放電停止直近の電圧の最低値は
10.6-0.25-3-0.6=6.75V
ということになるんだと思います。この値では放電停止前にPS2の稼働を維持できなくなる可能性があります。電源入力差の値とダイオードの電圧降下の値は、実際はここまでシビアな値ではないと思いますが、本来、回路を設計する場合はきちんと考慮しなければなりません。


ゲームパッド
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ゲームパッドはPS2標準のDualShock2を使います。

これは推測ですが、世に公開されているPS2の携帯ゲーム機化の完全動作品はデジタル式のパッドを使っていると思われます。このアナログ式パッドを搭載できればポイントが高いです。

ハードオフのジャンク売り場に300円ぐらいでプラケースにたくさん入っています。ジャンク扱いの理由はアナログスティックの動きが渋くなっていたり、スティックが中立状態を保てないパターンがほとんどのようです。紆余曲折あってゲームパッドはジャンクのものを10個近く購入しましたが、アナログスティック以外に不良個所があったものはひとつもありませんでした。
パッドの中に振動させるためのモータが大小2つ入っています。ただ、振動機能は他の電子部品にとってリスクが大きいので、振動モータ搭載については見送りました。

DualShock2の特徴といえば、STARTとSELECTとANALOG、そしてL3とR3の5つのボタン以外はすべて押下圧を256段階で判定するアナログ入力に対応している事です。