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short stackを作ろう!②部品・基板編

電子工作
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こんにちは、スク解です。
Wiiを小型化するshort stackを作ろう!ということで使う部品や基盤を確認していきます。
データ改造もしますよ!
そもそもshort stackってなんだ?という方は前回の記事を見てください!

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必要なパーツ(細かく)

前回も触れましたがもっと詳しく確認していきます。

作るのに必要なパーツ
  • Wii本体(4層)
  • PCB3枚
  • フレキ基板3枚
  • アルミヒートシンク
  • ケースパーツ
  • その他

部品については基本的にLCSCで購入し、基盤はJLCPCBで発注する予定です。

Wii本体(4層)

さて、まずはWiiが必要です。
4層基板であることがとても重要で、中の基盤が違うのです。
最初のころのロットでは6層基板が使われており、今回のプロジェクトでは使用できません。
使える基板の名前は
・RVL-CPU-40
・RVL-CPU-50
・RVL-CPU-60
・RVK-CPU-01
・RVK-CPU-02
です。
見分け方はまず、白以外のWiiは確定で4層基板です。カラバリが出た時期にはすでに4層基板に移行しているからです。
そして横置きモデルでGCポートがないタイプも4層ですが今回のに使えるかどうかはわかりません。
白のWiiは外観ではわかりません。
シリアル番号の数字が大きいものだと後期ロットなようですが違う可能性もあるみたいです。

確実に判別する方法は、本体底面にあるCMOS電池(ボタン電池)のフタをネジ1本外して開けてみることです。開けて電池を取ると基盤が一部見えて、数字が書かれています。
40,50,60 と書かれているのであれば4層基板、
01,10,20,30 と書かれているものは6層基板のため使えません。
CMOS電池を外すと本体の時刻設定がリセットされるので入れなおして再設定をしましょう

自分はジャンクでこのことを知らずに買ったせいで使えないWiiを買ってしまいました。注意!

そして、このWiiを改造するのですが、改造する前にカスタムOSを入れる必要があります。
それについてはWiiデジタル改造編で!

PCB3枚

Wiiの基盤を切って小さくするので足りない部分とかを補填するために必要です。
必要な基盤はこの3枚
・Main Board
・front-panel
・wii-power-stripのr1
それぞれ見ていきます

Main Board

メインの基盤です。
4層基板です。

ここで使われている抵抗・コンデンサはすべて0402サイズでした。
ただ、0402は非常に小さいです。
非常に安価になりますが小さすぎても大変なので抵抗はすべて、コンデンサは4.7uFだけ0603サイズに変更しました。

一部LCSCで購入できないパーツがあり、

画像の赤で囲った部分がLCSCで購入できないため、Digi-Keyまたはマルツでの購入になるかと思います。※追記:U10はLCSCにありました。C460721
右のコネクタはWiiから移植することも可能っぽいです。
厚み1.2mmで発注する必要があります。ステンシルもあった方がいいかと思います。

Wiiの基盤についているコネクタ
使う部品

front panel

ケース前面のボタン類とディスクスロット・電源LEDのための基板です。

LEDは3つともRGBLEDなのでほかの色にもできるかもしれません。
フレキシブルケーブルでメインボードとつなぎます。
ここでも抵抗は0402から0603サイズに変更しました。(0402の33Ωが10個4$くらいもする)
ディスクスロットを光らせるための横向きのLEDはLCSCになかったです。
スイッチはもともとのはLCSCになかったので代用品ですが使えるかは不明です。
厚み0.8mmで発注する必要があります。黒推奨です。(ケースから見えるため)

使う部品

統合というのは同じ部品だよってことです

wii-power-stripのr1

wii-power-stripはwiiの電源周りのパーツを移動し小型化するために使います。

必ずリビジョン1、つまり初代ではないとダメみたいです。
使う部品はwiiからの移植と、メイン基板で使うコネクタのあまりだけです。
厚み0.6mmと書かれていましたが追加料金かかるので今回は0.8mmで発注します。多分大丈夫です。

使う部品

フレキ基板3枚

フレキシブル基板、つまり薄くてふにゃふにゃした基盤です。

表
裏

このオレンジのやつですね。
必要なのは
・fujiflex
・nandFlex
・periphlex
の3枚です。
発注の際に0.5オンスの厚みではないとだめらしいのですが、追加料金が高すぎるので1/3 ozでいいのかわかりませんが1/3 ozで発注しようと思っています。
それぞれ見ていきます

fujiflex

Wiiに映像出力用のICをつけるためのものです。
Wii自体はアナログ信号なのでそのままでは使えません。なのでHDMIに変換するICが必要というわけです。
上の穴たくさんある所でwiiにつけて、横の端子でHDMI信号が出ます。
このIC自体にもプログラムを書き込む必要があるみたいです。
この基板では抵抗・コンデンサすべて0402サイズです。スペース的に変更できませんでした。

また、真ん中の大きなICはアナログ信号をHDMIのデジタル信号に変換するICですが、部品の中で一番高いパーツとなり、現在製造されていないため値段が上がっています(LCSCで17$、2700円くらい)

使う部品

nandFlex

NANDチップを移動して小型化するために使います。

大体こんな感じ

役割は移動する、それだけですが、パターンを削ってはんだ付けなので難易度は高いです。
もともとの場所にあった上下の抵抗とコンデンサも0402サイズですがあります。
多分ここはサイズ変更できた気がしますが発注してあるので手遅れでした。

使う部品

periphlex

USBやBluetooth、GCなどのデータ線とシャッドダウンやリセットなどの信号線などをまとめてコネクタにする変換基板です。

使う部品

アルミヒートシンク

ヒートシンクです。
無いとWiiがアチアチになるので必須です。
Wiiのヒートシンクは使えなくなるので特注になります。
現在入手経路を模索中です。
金属3DプリントかCNC加工依頼になるのかなと思っています。

JLCPCBの金属3dprintで金属は安いのはステンレスのため熱伝導率が悪いんですよね。どうしましょう
PCBwayとかかな?

ケースパーツ

本体の改造ができてから家にある3Dプリンターで出力予定です。
アクリル部分があり、

Wiiのディスクスロットのライトをいい感じにするのに使います。
本体の改造ができてから発注する予定です。
こちらも入手経路をどうするのか模索中です。
最初は透明樹脂でもいいのかなと思いましたがJLCPCBの透明3dprintの最小サイズよりも小さいため悩み中です。
CNCは高いしなあ。

その他

それ以外に必要な部品はたくさんあります。

SDカード

ディスクスロットをなくすのでゲームとセーブデータを入れるのに使います。
また、Wiiの改造にも使います。

ケーブル

薄くてふにゃふにゃしたケーブルです。基板間の接続に使います。
また、電源ラインはコネクタタイプのケーブルを使いますが、LCSCに在庫がなく、マルツで千円ほどします。

ファン

CPU関連が熱くなるのでファンが必要です。

指定ではRFB2008N、FAN MICR BLOWER 20X8MM 5VDC WIREとなっています。
また、ファンの先のコネクタは自分で圧着するか、圧着済みのケーブルを買うかになります。

磁石(3x1mm)

SDカードスロットの脱着に使うみたいです。直径3mm,厚み1mmのネオジムがいいと思います。

ネジ・ワッシャー・スペーサー

ケースの組み立てや基盤同士の接触防止などに使います。

今回ここで使っている部品表は公開されているものを一部変えて作ってるので実際には使えないかもしれません。

ケチる!

フレキシブル基板が高すぎるのに3種類も必要です。
そこでfujiflexとnandFlexをつなげてみましたが後悔しています。

多分使いにくいつなげ方をしてしまった

確実につなげたままは使いにくいので、カットすることになります。
どうせカットするなら最初からこっちのように3つなげて発注した方がよかったですね。

3種類つなげる。間の部分に適当に配線をして1種類だとして発注しとけばね

まとめ

基板だけで1万円、部品でも1万円ほどします。
とはいえもっとケチれるかもなので調整は必要ですね。
また、この修正した基盤が使えるかどうかもわからないのでこれを見て作ろうと思っている方はしばらく待ってくださいね

今回とりあえずでできている部品一覧はGoogleスプレッドシートで公開しておきます。後々変更があるかもしれません。

short-stack-BOM ベータ公開

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