Des switchless region mod pour MegaDrive comme ce mod mis au point par Wolfsoft sont trouvables sur le net. Ce genre de mods fonctionnent très bien et satisferont la plupart des gens... mais pas moi :p. Une première amélioration possible, simplement souder un socket aux fils plutôt que directement sur les pins de la puce. Mais l'idéal pour moi : un petit circuit imprimé qui comprend µC, led et connecteurs pour un montage propre.

Et voici l'autre raison pour laquelle je me suis lancé dans ce projet:
L'électronique m'a toujours intéressé, mais mes projets dépassaient de loin mes compétences (nulles :p). Essayer d'apprendre sur des projets relativement complexes, c'est comme vouloir courir avant de marcher. Donc, un projet simple avec une application concrète me semblait la meilleure solution pour maintenir ma motivation. Il me permettrait d'apprendre à programmer des µC et à créer des circuits à partir de la documentation disponible.

J'ai choisi de travailler avec les µC STM8S parce qu'ils sont peu cher, qu'ils me semblent assez versatile et que même les modèles les plus bas de gamme sont bien équipés en périphériques. C'est pourquoi je me suis offert une dev board STM8S003K3 to DIP ainsi qu'un programmateur ST-Link/V2.

Les prototypes des PCB seront commandées chez OSHPark parce que pour de très petites séries, ils ont un des meilleurs rapport qualité/prix.

Les composants, dans un premier temps ont été un mix entre through-hole (composants classiques dont les pattes passent à travers la PCB et sont soudées sur l'autre face) et SMD. Mais les through-hole demandant énormément d'espace, le prix des PCB grimpait rapidement. Le projet utilise donc quasi exclusivement des composants montés en surface (mis à part les connecteurs).

Fonctions minimales requises pour un switchless pleinement utilisable :

• Passer à volonté la console en PAL ou en NTSC
• Passer à volonté la console en anglais ou en japonais
• Pouvoir changer ces deux options en utilisant un bouton existant de la console : le bouton RESET
• Remplacer la led POWER par une led multicolore permettant de connaitre le zonage de la console actif et de choisir le zonage vers lequel basculer
• Optionnel - pouvoir contrôler une PCB fille (un colour fix par exemple)

Tout cela en utilisant le moins de composants possibles. De plus, ils doivent être peu chers et prendre peu d'espace de PCB.

Avec toutes ces contraintes dans la tête, les datasheets sous la main et mes pauvres connaissances en électronique, je dessine des PCB dans Eagle. Au début, ce sont des PCB biscornus qui s'adaptent à l'espace disponible dans la console. Sauf que le producteur de PCB qui me semble avoir le meilleur rapport qualité/prix, facture en fonction de la surface du plus petit rectangle comprenant entièrement la PCB. Il faut revenir à un design plus rectangulaire qui permet d'éviter au maximum de payer pour du... vide. Donc abandon quasi total des composants through-hole (sauf pour les connecteurs :p) parce qu'ils prennent bien trop de place.

Après réception des trois exemplaires prototypes produits par OSH Park et soudure des composants : mon design est défectueux! Impossible de programmer le STM8S003K3 par SWIM, rien ne fonctionne. Même en modifiant plus ou moins lourdement les PCB, rien ne fonctionne. Les µC sont certainement crâmés...

Il est temps de tirer des conclusions de cet échec!
Énormément de pins du µC sont inutiles et occupent pas mal d'espace pour rien. Du coup je vais rester sur le même type de µC, mais en TSSOP20, le STM8S003F3.
Comme il m'a été impossible de corriger les erreurs qui m'empêchent de programmer la puce, je me suis fournis un TSSOP20 to DIP et des STM8S003F3. Après soudure et quelques tentatives de montages sur breadboard, j'ai un setup qui fonctionne, le programmateur et le µC dialoguent sans problème.

Avec le circuit fonctionnel sous les yeux, c'est plus simple de refaire le schéma dans Eagle. Et au moins, je suis certain qu'il fonctionnera sans me faire de mauvaise surprise!
Il est temps de retourner à la planche à dessin et de créer la révision 2!

Pour cette version, je voudrais pouvoir produire les PCB en reflow oven. Avec cette technique de soudure, ça simplifie grandement le processus si tous les composants se situent sur la même face. Les condensateurs et autres résistances migrent donc sur la face supérieure. Le µC en TSSOP20 est bien plus compact, ce qui libère de l'espace pour les résistances et les condos. Je remplace le pin header "extension" par un connecteur bien plus petit de type JST-ZH 3 pins et le nomme EXP pour expansion (référence à l'expansion pack de la N64). Les signaux transportés sont la terre, le 5V et un "canal de communication". Plutôt que souder "définitivement" la PCB aux fils venant de la console, un connecteur JST-ZH 6 pins fera la connexion. Ca permet de remplacer aisément la MainBoard et de la passer au banc test très rapidement! Le connecteur SWIM est tourné de 45° ce qui permet de réduire le facteur d'encombrement. Pour simplifier la soudure à la main de la led, j'agrandis la zone non vernie au niveau des pads (qui servent aussi de "radiateur" à la led).

Montage du prototype REV002 n° de série 0. Le µC est programmable! Le circuit alimente bien le µC, celui-ci contrôle bien la LED. Sur le "banc test" les leds de contrôle s'allument bien en fonction de la zone sélectionnée. Par contre, les sorties branchées à la console, le proto ne fonctionne pas. Conclusion, je vais supprimer et ponter les 3 transistors pour que les trois sorties du µC soit en "lien direct" avec le hardware de la console. Pour être honnête, je ne sais pas pourquoi j'ai conservé ces transistors dans mon design... J'étais juste habitué à ce qu'ils soient là, je pense :p

Il me restait un certain nombre de modifs à faire sur ma console pour pouvoir tester les mods. Maintenant, que c'est fait, tout fonctionne! Il y a encore des améliorations possibles au niveau du firmware (mieux debounce le bouton reset, ajouter un réglage de luminosité de la led par exemple), mais dans l'ensemble c'est utilisable.

Pour cette troisième révision, je retire complètement les transistors et leur résistance, tous les connecteurs sont des JST-ZH! Les pads excentrés sont là parce que pendant la soudure des connecteurs sur la rev002, certaines pins des JST on bougé. Ca ne les empêche pas de jouer leur rôle. Mais si des pads un rien plus grands peuvent m'éviter le problème à l'avenir, je ne dis pas non!

La board vierge chez OSH Park revient à moins de 1€/pièce. Il faudrait que je calcule à combien reviennent les composant pour peupler mon pcb. Vu que mes composants viennent d'ebay, je doute fort que ça dépasse 5-6€... :P

Montage d'un prototype REV003, les pins des connecteurs bougent encore lors de la soudure. Mais là, le soucis vient majoritairement de ma station de soudure bon marché : elle est en train de rendre l'âme. Cette dernière me lache complètement quelques jours plus tard, alors que je tente de retirer un surplus de soudure sur des pins du µC. Après une longue réflexion du pour et du contre, je passe commande d'une station Ersa RDS 80, plus quelques bonus! Une lampe-loupe, un ventilateur avec filtre au charbon actif et un support de soudure pour pcb. Ces outils amélioreront beaucoup mes conditions de travail!

Il y a encore par mal d'espace perdu sur le circuit imprimé. Réduire les pads bien trop grands de la led voir la remplacer par une plus petite et aussi utiliser des modèles plus compacts de condensateurs permettrait de gagner un peu de surface.
J'envisage de faire "zigzaguer" les perçages des connecteurs. Cette technique permet de coincer les connecteurs dans le circuit imprimé, ce qui rend plus simple de le retourner pour souder les pins du connecteur.

Cette version du mod habite maintenant dans la megadrive 1 d'une amie fanatique de Street of Rage. J'ai installé le mod MD2-SE Rev003 et effectué des tests avec elle :

• Première surprise le bouton poussoir reset est un NF et pas un NO comme sur la MD2. J'ai modifié un peu le firmware pour corriger ça, problème résolu très rapidement.
• Deuxième surprise, que j'aurais du comprendre dès le départ, ce n'est pas la puce vidéo qui doit changer de fréquence, mais le CPU directement, il est complètement dépendant de l'oscillateur. En conclusion, la console tourne encore à la vitesse PAL, même en mode NTSC. Pour corriger ça, il va falloir que je modifie un peu la PCB "Colour fix" pour accueillir l'oscillateur PAL d'origine et un second oscillateur à la fréquence qui sont en commande. Mais du coup, je me demande si y a pas des trucs à exploiter avec cette nouvelle info.