"Vorwort"
Die originale Rapid Fire Unit (nachfolgend mit "RFU" bezeichnet) für das Sega Master System ist immer seltener zu bekommen und steigt somit momentan stetig im Preis.
Aus diesem Grund habe ich mich dazu entschieden, die originale Einheit nachzubauen und gleichzeitig eine Art "Deluxe Version" zu erstellen, die den Adapter eventuell sogar noch ein klein wenig verbessert.
Die Idee dazu ist keineswegs neu. Sucht man bspw. im Internet nach "DIY Rapid Fire Unit", wird man relativ schnell auf Baupläne mit einem NE555 Timer IC stoßen. Bei der originalen RFU ist allerdings ein Logikchip der 74er-Reihe verbaut, weshalb ich mir nicht ganz sicher war/bin, ob eine Variante mit NE55X Timer IC – bei der auch Widerstände und Kondensatoren mit anderen Werten verbaut werden – noch mit der originalen RFU vergleichbar ist. Da ich aber gerne eine gewisse, funktionsbezogene Ähnlichkeit zur originalen RFU beibehalten wollte (und zudem auf ein paar Seiten auch von Problemen mit dem Timer IC zu lesen ist), habe ich mir eine Variante mit einem (bis auf das Pinout) identischen IC 4001 erstellt.
Zwei ganz große Dankeschön gehen an dieser Stelle an @Guybrush, der sich dazu bereiterklärte, ein 3D-Druck-Gehäuse für den Adapter zu designen und öffentlich zu teilen sowie an @srdwa, der sich stets Zeit für die Beantwortung meiner Fragen nimmt. THX! und THX!
Kjell hat mir natürlich die limitierte Limited Edition mit echten 24kt Goldflakes und Bronze-Einlagen gedruckt
So ungefähr würde die "reguläre Version" aussehen:
Was wird benötigt?:
Werkzeug:
Und wir beginnen.
Schritt 1 - PCB bestücken
Bestückt zuerst die Platine. Welche Bauteile wohin gehören, sollte klar sein.
Tipp 1: Wenn ihr die Platine in ein Gehäuse setzen wollt, steckt zuerst den D-Sub-Connector lose auf die Platine, legt die Platine dann ins Gehäuse, richtet Platine und Connector danach passend aus und lötet erst jetzt den Connector fest.
Die gewinkelten Stiftleisten und Pfostenstecker sind nicht zwingend notwendig, können aber sicherlich nützlich sein, wenn man das Gehäuse einmal schnell auseinandernehmen möchte und dann die Potis einfach abziehen kann.
Tipp 2: Bei den meisten Potis müssen wahrscheinlich die Kabel von den von den Pins "PotX-1" und "PotX-3" über Kreuz verlegt werden, damit die Potis später "richtig herum" funktionieren.
Das Verlängerungskabel, welches später die Verbindung zur Konsole herstellt, kann eine beliebige Länge haben. Achtet aber darauf, dass die "Pin-Löcher" jeweils mit den richtigen Lötpads auf der Platine verbunden sind.
Achtet hier unbedingt darauf, dass die Verlängerung vor dem Verlöten auf der Platine noch durch das Kabelloch im Gehäuse gesteckt werden muss.
Schritt 2 - Potis ausrichten und einbauen
Die Potis wurden mit Absicht nicht fest auf der Platine integriert, damit eine Verwendung von unterschiedlichen Bauformen möglich ist und man sich immer für eine möglichst kostengünstige Variante entscheiden kann.
Bei der originalen RFU wird die (Schuss-)Frequenz für jeden Button über je einen 1uF-Tantalkondensator in Kombination mit je einem 27KΩ-Widerstand und einem Flip-Flop generiert.
Richtet man nun die beiden 50KΩ-Potis mit den Kappen so aus, dass sie bei 25KΩ-direkt auf die Ziffern "1" und "2" auf dem Gehäuse zeigen (Potistellung mit dem Multimeter ausmessen), so entspricht dann diese Mittelstellung ziemlich genau den Werten der originalen RFU (+/- Toleranzen), da auf der "Deluxe-Platine" bereits je ein 2KΩ-Widerstand verbaut ist.
Der Vorteil der "Deluxe-Platine" besteht also (theoretisch) darin, dass die Frequenz für jeden Button individuell angepasst werden kann (Widerstandswert verkleinern = höhere Frequenz; Widerstandswert vergrößern = niedrigere Frequenz).
Allerdings muss berücksichtigt werden, dass es hierbei auch immer darauf ankommt, wie das jeweilige Spiel die Controller-Eingaben ausliest (bspw. Stichwort "Cheat Protection" (?)).
So reagieren unter anderem die beiden Spiele "Astro Warrior" und "Rocky" auf die Anpassung der Schuss- bzw. Schlagfrequenz. Bei beiden Spielen kann diese aber nicht beliebig erhöht werden.
Bei "Batman Returns" hingegen, spielt es eigentlich keine Rolle, ob der Widerstandswert hoch oder niedrig ist. Die Schussfrequenz des Batarangs bleibt stets konstant – lediglich das Schießen mit dauerhaft gedrücktem Button 1 wird durch die RFU ermöglicht. Und dann gibt es noch Spiele, die eine "Mischform" darstellen (bspw. wie "Alex Kidd in Miracle World", bei dem die Sprungfrequenz angepasst werden könnte, die Schlagfrequenz aber nicht).
Zusätzlich ist hierbei anzumerken, dass wenn Spiele eine dynamische Änderung der Frequenz unterstützen, entsprechende Änderungen erst bei größeren Widerstandsvariationen wahrnehmbar werden. Somit ist es m.M.n. auch unproblematisch, wenn die Potis nicht exakt 50KΩ als Maximalwert aufweisen, sondern leicht (oder auch etwas mehr) darüber- oder darunterliegen.
Testet nun eure RFU. Funktioniert alles wie gewünscht könnt ihr das Gehäuse verschließen und los geht's mit dem Zocken!
Falls sich die Potis jedoch "verkehrt herum" funktionieren (direkt nach dem Einschalten ist die Frequenz am höchsten und wird dann erst immer niedriger; der Widerstand ist also nach dem Einschalten am geringsten und wird erst mit zunehmender Drehung größer) tauscht einfach die Kabel von den Pins "PotX-1" und "PotX-3" auf der Platine oder direkt an den Potis.
An dieser Stelle ist das Tutorial eigentlich bereits zu Ende.
Ich möchte an dieser Stelle aber noch kurz auf 2 "alternative Bauweisen" sowie die Verwendung der RFU mit anderen Konsolen und/oder Homecomputern eingehen.
"Alternative Bauweisen"
1.) Verwendung von Potis ohne Schalter:
Wenn ihr lieber Potis ohne Schalterfunktion verbauen wollt, ist das auch möglich. Dazu müsst ihr einfach jeweils die beiden Pads "PotX-Sw" auf der Platine mit Litze etc. fest verbinden. Somit ist die Schalterstellung immer auf "On", Dauerfeuer also permanent aktiviert. Wenn ihr die Dauerfeuerfunktion nicht mehr nutzen möchtet, könnt ihr einfach den Adapter von der Konsole abziehen und den Controller wieder direkt anstecken.
2.) Verwendung von Schaltern ohne Potis:
Wenn ihr stattdessen lieber möchtet, dass eure RFU genauso wie die originale RFU funktioniert, müsst ihr einfach je einen (Kipp-)Schalter ("On-Off"; "On-On" würde auch gehen) anstelle der Potis verbauen.
Auf der Platine müsst ihr die zwei 2KΩ-Widerstände durch 27KΩ-Widertände ersetzen.
Anschließend verbindet ihr die Pads "Pot1-1" und "Pot1-2" sowie "Pot2-1" und "Pot2-2" auf der Platine mit Litze etc. fest miteinander.
Die Schalter werden jeweils an die "PotX-Sw"-Pads gelötet, um die Dauerfeuerfunktion an- und abschalten zu können.
Verwendung mit anderen Konsolen und/oder Homecomputern
Eventuell fragt ihr euch nun, ob ihr die Platine auch mit anderen Konsolen und/oder Homecomputern verwenden könnt?
Die Antwort lautet "Nein", bzw. "Nicht ohne Modifikation(en)".
Die meisten Homecomputer und Konsolen haben die 5V-Leitung, welche für die Funktion der beiden Chips benötigt wird, auf D-Sub-Connector Pin 7 liegen. Beim Master System liegen die 5V hingegen an Pin 5 an. Somit müsste man auf der Platine die entsprechenden Leiterbahnen cutten und "umleiten".
Anbei ein eventuell nützlicher Link zu einem 9-Pin-Pinoutvergleich: wiki.icomp.de/wiki/DE-9_Joystick
In Bezug auf das Sega Mega Drive/Genesis gibt es ebenfalls ein paar Dinge zu beachten, wobei sich die "Deluxe Version" genauso wie die originale RFU verhält:
1.) Master System Spiele können über den Power Base Converter mit einem Master System Pad in Kombination mit der RFU problemlos auf dem Mega Drive/Genesis gespielt werden (es sei denn, sie Spiel laufen nicht auf dem Power Base Converter; siehe bspw. "F-16 Fighter").
2.) Master System Spiele können über den Power Base Converter mit einem Mega Drive/Genesis Controller in Kombination mit der RFU problemlos auf dem Mega Drive/Genesis gespielt werden, wobei "Button 1" auf dem Master System Pad "Button B" auf dem Mega Drive/Genesis Controller und "Button 2" auf dem Master System Pad "Button C" auf dem Mega Drive/Genesis Controller entspricht (egal, ob 3- oder 6-Button-Controller).
3.) Mega Drive/Genesis Spiele mit einem Mega Drive/Genesis Controller funktionieren in Kombination mit der RFU nicht richtig.
4.) Mega Drive/Genesis Spiele mit einem Master System Pad (warum man auch immer diese Variante nutzen sollte
) funktionieren in Kombination mit der RFU ebenfalls nicht richtig.
Bei Fragen etc. schreibt einfach ins Forum...
Des Weiteren würde ich mich freuen, wenn ihr postet, mit welchen Spielen ihr die RFU "Deluxe Version" bereits getestet habt und welche Spiele noch so vom über die Potis dynamisch einstellbaren Widerstand profitieren.
Die originale Rapid Fire Unit (nachfolgend mit "RFU" bezeichnet) für das Sega Master System ist immer seltener zu bekommen und steigt somit momentan stetig im Preis.
Aus diesem Grund habe ich mich dazu entschieden, die originale Einheit nachzubauen und gleichzeitig eine Art "Deluxe Version" zu erstellen, die den Adapter eventuell sogar noch ein klein wenig verbessert.
Die Idee dazu ist keineswegs neu. Sucht man bspw. im Internet nach "DIY Rapid Fire Unit", wird man relativ schnell auf Baupläne mit einem NE555 Timer IC stoßen. Bei der originalen RFU ist allerdings ein Logikchip der 74er-Reihe verbaut, weshalb ich mir nicht ganz sicher war/bin, ob eine Variante mit NE55X Timer IC – bei der auch Widerstände und Kondensatoren mit anderen Werten verbaut werden – noch mit der originalen RFU vergleichbar ist. Da ich aber gerne eine gewisse, funktionsbezogene Ähnlichkeit zur originalen RFU beibehalten wollte (und zudem auf ein paar Seiten auch von Problemen mit dem Timer IC zu lesen ist), habe ich mir eine Variante mit einem (bis auf das Pinout) identischen IC 4001 erstellt.
Zwei ganz große Dankeschön gehen an dieser Stelle an @Guybrush, der sich dazu bereiterklärte, ein 3D-Druck-Gehäuse für den Adapter zu designen und öffentlich zu teilen sowie an @srdwa, der sich stets Zeit für die Beantwortung meiner Fragen nimmt. THX! und THX!
Kjell hat mir natürlich die limitierte Limited Edition mit echten 24kt Goldflakes und Bronze-Einlagen gedruckt
So ungefähr würde die "reguläre Version" aussehen:
Was wird benötigt?:
- 1x Rapid Fire Platine (Daten entweder auf AISLER.net oder OSHPARK.com erhältlich),
- 2x SMD-Widerstand 2KΩ (Bauform 0805),
- 4x SMD-Widerstand 4K7Ω (Bauform 0805),
- 2x SMD-Keramikkondensator 100nF/16V (Bauform 0805; Spannungsfestigkeit darf auch höher sein),
- 2x SMD-Tantalkondensator 1uF/16V (Bauform 1206; Spannungsfestigkeit darf auch höher sein),
- 1x IC 4001B; Bauform SO14 (für die Dauerfeuerfunktion),
- 1x IC 4053B; Bauform SO16 (übernimmt die Signalweitergabe von Button 1 und 2 im ein- und ausgeschalteten Zustand der RFU),
- 2x Potentiometer mit Schalter (Schalter "On" -> Dauerfeuer aktiviert; Schalter "Off" -> Dauerfeuer deaktiviert); je 50KΩ (bzw. so nah wie möglich an 50 KΩ dran, da entsprechende Potentiometer hier eine recht große Toleranz zu haben scheinen); mono; linear; Achsendurchmesser = 6mm,
- 1x D-Sub 9-Pin Connector männlich, am besten mit Lötkelchen
- 1x D-Sub 9-Pin Verlängerungskabel voll belegt,
- 1x Kabelbinder als Zugentlastung,
- 2x Kappe für Poti
- 2x gewinkelte Stiftleiste mit 5 Pins für den Poti-Anschluss (Rastermaß 2,54mm),
- 2x Pfostenstecker mit 5 Pins für den Poti-Anschluss (Rastermaß 2,54mm),
- 3D-Druck-Gehäuse von thingiverse.com (wahlweise sogar mit oder ohne Sonic Logo und für 2 Adapter wäre sogar eine Base verfügbar
) - 4x selbstschneidende Senkkopfschrauben 2,9x13 mm für die Befestigung der Platine im Gehäuse und die Verbindung der Gehäusehälften (bzw. noch 2 + 4 Schrauben mehr, wenn 2 RFUs mit der Base fest verbunden werden sollen; also pro RFU 1 Schraube für die Base)
Werkzeug:
- Lötkolben + Lötzinn,
- Pinzette für die Bauteilplatzierung,
- Seitenschneider + Abisolierzange für das Verlängerungskabel,
- Multimeter zum "Einrichten" der Potis,
- ein wenig Litze oder IDE-Kabel für die Verkabelung der Potis,
- ggf. Kreuzschraubendreher für das Gehäuse etc.,
- ggf. passenden Schraubenschlüssel zum Befestigen der Potis am Gehäusedeckel
Und wir beginnen.
Schritt 1 - PCB bestücken
Bestückt zuerst die Platine. Welche Bauteile wohin gehören, sollte klar sein.
Tipp 1: Wenn ihr die Platine in ein Gehäuse setzen wollt, steckt zuerst den D-Sub-Connector lose auf die Platine, legt die Platine dann ins Gehäuse, richtet Platine und Connector danach passend aus und lötet erst jetzt den Connector fest.
Die gewinkelten Stiftleisten und Pfostenstecker sind nicht zwingend notwendig, können aber sicherlich nützlich sein, wenn man das Gehäuse einmal schnell auseinandernehmen möchte und dann die Potis einfach abziehen kann.
Tipp 2: Bei den meisten Potis müssen wahrscheinlich die Kabel von den von den Pins "PotX-1" und "PotX-3" über Kreuz verlegt werden, damit die Potis später "richtig herum" funktionieren.
Das Verlängerungskabel, welches später die Verbindung zur Konsole herstellt, kann eine beliebige Länge haben. Achtet aber darauf, dass die "Pin-Löcher" jeweils mit den richtigen Lötpads auf der Platine verbunden sind.
Achtet hier unbedingt darauf, dass die Verlängerung vor dem Verlöten auf der Platine noch durch das Kabelloch im Gehäuse gesteckt werden muss.
Schritt 2 - Potis ausrichten und einbauen
Die Potis wurden mit Absicht nicht fest auf der Platine integriert, damit eine Verwendung von unterschiedlichen Bauformen möglich ist und man sich immer für eine möglichst kostengünstige Variante entscheiden kann.
Bei der originalen RFU wird die (Schuss-)Frequenz für jeden Button über je einen 1uF-Tantalkondensator in Kombination mit je einem 27KΩ-Widerstand und einem Flip-Flop generiert.
Richtet man nun die beiden 50KΩ-Potis mit den Kappen so aus, dass sie bei 25KΩ-direkt auf die Ziffern "1" und "2" auf dem Gehäuse zeigen (Potistellung mit dem Multimeter ausmessen), so entspricht dann diese Mittelstellung ziemlich genau den Werten der originalen RFU (+/- Toleranzen), da auf der "Deluxe-Platine" bereits je ein 2KΩ-Widerstand verbaut ist.
Der Vorteil der "Deluxe-Platine" besteht also (theoretisch) darin, dass die Frequenz für jeden Button individuell angepasst werden kann (Widerstandswert verkleinern = höhere Frequenz; Widerstandswert vergrößern = niedrigere Frequenz).
Allerdings muss berücksichtigt werden, dass es hierbei auch immer darauf ankommt, wie das jeweilige Spiel die Controller-Eingaben ausliest (bspw. Stichwort "Cheat Protection" (?)).
So reagieren unter anderem die beiden Spiele "Astro Warrior" und "Rocky" auf die Anpassung der Schuss- bzw. Schlagfrequenz. Bei beiden Spielen kann diese aber nicht beliebig erhöht werden.
Bei "Batman Returns" hingegen, spielt es eigentlich keine Rolle, ob der Widerstandswert hoch oder niedrig ist. Die Schussfrequenz des Batarangs bleibt stets konstant – lediglich das Schießen mit dauerhaft gedrücktem Button 1 wird durch die RFU ermöglicht. Und dann gibt es noch Spiele, die eine "Mischform" darstellen (bspw. wie "Alex Kidd in Miracle World", bei dem die Sprungfrequenz angepasst werden könnte, die Schlagfrequenz aber nicht).
Zusätzlich ist hierbei anzumerken, dass wenn Spiele eine dynamische Änderung der Frequenz unterstützen, entsprechende Änderungen erst bei größeren Widerstandsvariationen wahrnehmbar werden. Somit ist es m.M.n. auch unproblematisch, wenn die Potis nicht exakt 50KΩ als Maximalwert aufweisen, sondern leicht (oder auch etwas mehr) darüber- oder darunterliegen.
Testet nun eure RFU. Funktioniert alles wie gewünscht könnt ihr das Gehäuse verschließen und los geht's mit dem Zocken!
Falls sich die Potis jedoch "verkehrt herum" funktionieren (direkt nach dem Einschalten ist die Frequenz am höchsten und wird dann erst immer niedriger; der Widerstand ist also nach dem Einschalten am geringsten und wird erst mit zunehmender Drehung größer) tauscht einfach die Kabel von den Pins "PotX-1" und "PotX-3" auf der Platine oder direkt an den Potis.
An dieser Stelle ist das Tutorial eigentlich bereits zu Ende.
Ich möchte an dieser Stelle aber noch kurz auf 2 "alternative Bauweisen" sowie die Verwendung der RFU mit anderen Konsolen und/oder Homecomputern eingehen.
"Alternative Bauweisen"
1.) Verwendung von Potis ohne Schalter:
Wenn ihr lieber Potis ohne Schalterfunktion verbauen wollt, ist das auch möglich. Dazu müsst ihr einfach jeweils die beiden Pads "PotX-Sw" auf der Platine mit Litze etc. fest verbinden. Somit ist die Schalterstellung immer auf "On", Dauerfeuer also permanent aktiviert. Wenn ihr die Dauerfeuerfunktion nicht mehr nutzen möchtet, könnt ihr einfach den Adapter von der Konsole abziehen und den Controller wieder direkt anstecken.
2.) Verwendung von Schaltern ohne Potis:
Wenn ihr stattdessen lieber möchtet, dass eure RFU genauso wie die originale RFU funktioniert, müsst ihr einfach je einen (Kipp-)Schalter ("On-Off"; "On-On" würde auch gehen) anstelle der Potis verbauen.
Auf der Platine müsst ihr die zwei 2KΩ-Widerstände durch 27KΩ-Widertände ersetzen.
Anschließend verbindet ihr die Pads "Pot1-1" und "Pot1-2" sowie "Pot2-1" und "Pot2-2" auf der Platine mit Litze etc. fest miteinander.
Die Schalter werden jeweils an die "PotX-Sw"-Pads gelötet, um die Dauerfeuerfunktion an- und abschalten zu können.
Verwendung mit anderen Konsolen und/oder Homecomputern
Eventuell fragt ihr euch nun, ob ihr die Platine auch mit anderen Konsolen und/oder Homecomputern verwenden könnt?
Die Antwort lautet "Nein", bzw. "Nicht ohne Modifikation(en)".
Die meisten Homecomputer und Konsolen haben die 5V-Leitung, welche für die Funktion der beiden Chips benötigt wird, auf D-Sub-Connector Pin 7 liegen. Beim Master System liegen die 5V hingegen an Pin 5 an. Somit müsste man auf der Platine die entsprechenden Leiterbahnen cutten und "umleiten".
Anbei ein eventuell nützlicher Link zu einem 9-Pin-Pinoutvergleich: wiki.icomp.de/wiki/DE-9_Joystick
In Bezug auf das Sega Mega Drive/Genesis gibt es ebenfalls ein paar Dinge zu beachten, wobei sich die "Deluxe Version" genauso wie die originale RFU verhält:
1.) Master System Spiele können über den Power Base Converter mit einem Master System Pad in Kombination mit der RFU problemlos auf dem Mega Drive/Genesis gespielt werden (es sei denn, sie Spiel laufen nicht auf dem Power Base Converter; siehe bspw. "F-16 Fighter").
2.) Master System Spiele können über den Power Base Converter mit einem Mega Drive/Genesis Controller in Kombination mit der RFU problemlos auf dem Mega Drive/Genesis gespielt werden, wobei "Button 1" auf dem Master System Pad "Button B" auf dem Mega Drive/Genesis Controller und "Button 2" auf dem Master System Pad "Button C" auf dem Mega Drive/Genesis Controller entspricht (egal, ob 3- oder 6-Button-Controller).
3.) Mega Drive/Genesis Spiele mit einem Mega Drive/Genesis Controller funktionieren in Kombination mit der RFU nicht richtig.
4.) Mega Drive/Genesis Spiele mit einem Master System Pad (warum man auch immer diese Variante nutzen sollte
) funktionieren in Kombination mit der RFU ebenfalls nicht richtig.Bei Fragen etc. schreibt einfach ins Forum...
Des Weiteren würde ich mich freuen, wenn ihr postet, mit welchen Spielen ihr die RFU "Deluxe Version" bereits getestet habt und welche Spiele noch so vom über die Potis dynamisch einstellbaren Widerstand profitieren.
