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85后的中学时光:最后的SONYPS1游戏机拆解翻新

Part1. 20世纪版本最多的64bit机型

PlayStation我想应该没多少玩家会感到陌生,作为SONYPlayStation整个系列的开山机型,PS带给SONY创造历史的机会,也使得SONY在家用机战争中打出一大片天地。


作为90年代最为成功的家用游戏机之一,SONY在1994年12月3日这一天,在日本首发最初的PlayStation,价格是39800日币,首次发售的这10万台马上就被抢购一空,半年后PlayStation就发售了100万台。在这之后,SONY陆续发售的型号,都对主板设计,光头设计,接口设计进行不断的改善。

当然,伴随版本增加的还有缩水程度,比如下图中三台美国机型,在最上面的是SCPH-9001型号,中间是SCPH-5001,底下是最早发售的SCPH-1001,肉眼可见的接口缩水,印刷文字缩水,RCA接口没了就算了,甚至9001这个后期机型,连最左侧的并口都抹去。

除了型号发展,电路设计变化造成接口不同以外,地区版本也有一些接口差别,例如说日版的1000型和美版的1001型相比较,就拥有输出接口上的差别,文字用了日文,而视频接口则多了一个S端子。

虽然外观可能差不多,但如果拆开来从主板来看,这种差异更明显,1001主板是这样的

到了多年后的9001则变成了这样,可以明显发现,芯片和电路都有极大的改变,甚至感觉不是查缺补漏的迭代升级,而是对整个主板的电路都重新设计了

有传说在5500型上用了AKM的DAC音频芯片,使得音质更为优秀,但实际上查询后我发现在1001上就使用了AKM的AK4309AVM 16位DAC芯片,用于处理音频,而三代机7501就用了别样的方案了。一位网友对于这一设计差异做了一份包含频率响应,信噪比,转换损失率的评测报告,有兴趣可以看一下:https://www.stereophile.com/content/sony-playstation-1-cd-player-measurements



SONY生产的PS传统系列型号以及后面的简化型号的版本非常多,即使不包含上一些纪念限量以及捆绑合作款,也有20+种机型,每种都有一些区别或者简化,即使只是算上PAL机型,PlayStation在1994到2000年之间同样高达7个型号。


在2000年左右,进入21世纪,SONY在9月14日发售了PlayStation简化机型并且命名为SCPH-10x,这个系列大幅度提高了光头的读盘能力,在散热性能OK的情况下,将电源供应器外置,一来二去减少体积达到30%以上,这就是PS One,PlayStaion的小小白色游戏机。这一机型被削的只剩下电源和视频输出接口,末尾数字1是美版,2是欧版,0是日版

同时SONY还为这一机型设计了一个屏幕附件,方便携带,随处可玩,按照现在来说就是配合主机手柄的豪华套餐

这一个液晶屏附件可以直接插在SCPH-10x的后面,再使用螺丝进行固定,显示效果中规中矩,还算能用甚至可以直接用PS One的电源适配器供电,相比较电视机来说,这样的小液晶屏幕打游戏体验还是差了点意思,主打一个便携

此次,我就搞到了一台末代机型以及一些零部件,并抱着希翼他们可以正常工作的心态去整理,具体如何,请看接下来的文章。

Part2. 开箱,清理

在收到这一份快递的时候,第一个感觉是“小”,因为历先收到的机器包裹,往往都是具有很实在的个头

打开后映入眼帘的还是主机底部,下面挤压着手柄和线缆,还有一张透明记录卡

最终掏空整个箱子之后,所有的物件如下

PS One标识有点模糊,不过彩色Logo依然十分清晰,这台机器的外壳在许多地方都有一些摩擦和氧化的痕迹,

背后的接口仅仅有两个,同时可以看到DC输入电源电压是7.5V,而DC接口也改成了在一些日系笔记本上使用的圆口,我用5.5mm接头没能插进去



附带线缆状态优良,没有短路等问题,因为这些线缆很可能一直插在游戏机的后方。中国在90年代末期到05年之前,电视游戏厅大多还是以PS为主。也因此有大批量的7x01型号还有9001型号流入到二手市场 ,同样也包括一些SCPH-101机型

附带的存储卡,看易碎贴应该是没有拆过

早期PS的存储卡容量为1MB,一些所谓的8Mb存储卡实际上都是8Mbit的意思实际情况要除以8,此外,国产组装的存储卡还有16Mb和32Mb

PS1的接口和PS2的存储卡以及手柄的接口是通用的,同时PS2的手柄也可以向下兼容,所以从PS1过渡到PS2,一些外设还能保有其使用价值

手柄和存储卡与主机的连接甚好,同时也可以看出SCPH-10x系列的设计语言是大半径的弧面弧形为主,周身没有太多的菱角


最终连接效果如图,这一台的光盘光驱位看起来还挺正常,没有损坏,磕碰碎裂等,这一点可喜可贺

开关光驱的按钮卡顿,电源键也卡顿,需要解决一下

7.5V电源适配器,外置款电源好处是有更好的散热,易于更换,缺点是插座占位太大

有一个有趣的设计是电源插座脚右边显著的凸出了一段,也许是为了紧固而设计

连接电源并上电,指示灯能正常点亮,是个好兆头

但是,不知道是线短路或者插口氧化,这里的DC接口必须用手按着才能上电,这一点使得测试时候难度还挺大的,一边手按着电源接口,一边手换盘,使用手柄,有那么点艰难的意思..



再来看看手柄的情况,两个手柄一个看起来就是发黄氧化严重,脏污情况明显,摇杆帽的橡胶都变黑。而另一个,我深刻怀疑是不是谁家的锤子没了,又很需要有个重物来砸钉子

它的左摇杆无法正常复位,表面橡胶被去除了,而右摇杆橡胶表面缺损,像是没事干用指甲抠了一类的,缝隙中的污渍证明使用时间还挺长,功能按钮的氧化的情况也略为严重

此外还可以观察到在下方的Analog模式指示灯的导光条都消失了,变成一个前后对穿的孔。

按键部分看起来还算正常,但不知道内部是否真的正常

为了确认一下主机有没有正常的运行,拿一张空白盘刻录了一个镜像进去



居然还不错,可以正常的运行,手柄也有反应,PS One的系统电路没有问题。

和另一台旧款PS比较一下,可以看到SCPH-101的体积相比较老款的SCPH-7001来说,在外观上确实小了很多

右边的这一台灰色的SCPH-7001出的是电路问题,大概要后面才考虑如何修复了。

Part3. 电源和机身翻新

因为要先恢复机身的正常使用,所以我决定先对电源进行翻新操作解决一下接触不良的问题,先上一些溶液,清理表面的氧化和脏污


因为需要按着接头,临时没有对应的这种4.8mm口型号,所以,我决定把接头部分剪掉然后重新接线

可以看到使用的是同轴线缆,而不是目前常见到的并列两线,这一种方式的线缆可以增加电磁屏蔽性能

我在剪掉一部分后,重新进行连线,整个操作把原装的L头削减成直插头

然后上机试了一下发现接触不良的情况并没有变化,看来还是要从主板着手。

将背后的六根螺丝悉数拧下

打开,可以看到亮银色的屏蔽层,不过表面已经有一部分被氧化,在高于气温的情况下长时间运行,氧化速度会更快一点

分离上部分外壳,可以看到整个上表面屏蔽层全部氧化了,光头看起来还很新净

光驱的驱动板直接集成在主板上,光驱光头在X轴向位移靠的是直流电机,而用于感测移动距离的编码器和电机是分离的。在这时候的设计和21世纪的电子游戏机还有一点区别

我往电机这边加了一点润滑油,以延长塑料齿轮寿命

最后可以看到主板,整块主板体积娇小,元器件数量众多,大量使用贴片元件,同时还可以看到左上角飞线的直读芯片,用于绕过正版光盘验证

我用毛刷清理了一下,一下就有一个虚焊的电容下来了,没有带着焊盘说明不是我太用力的缘故

试了一下感觉是接触不良使得正极负极在电源接口上会蹭到一起,我把电源接口焊下,以方便清理


这个电源接口的脚位和常用的有点点不一样,中间引脚是正极,作用两边是负极,很莫名其妙,当然SONY能弄一个不是中间负极外围一圈是正极的我已经觉得很有心了(这里指MD和FC)

简单用还原剂进行清理,这种强烈焊接剂可以还原氧化的问题以增加触点可靠性

完成电路部分的修整后开始着手拆解上壳,上壳结构主要是机械部分比较多,像是存储卡插槽也都用了两根极小的弹簧来完成自动防尘的设计功能。说是防尘其实更多应该是防氧化

取下主板并对接口进行清理,这种接口有个毛病就是清理起来不简单,我用最小号的毛刷才完成清洁操作

电源开关和光驱开关都是用卡扣固定在上表面,拆卸难度不高

拆除光驱盖弹簧,然后需要把光驱盖拆卸下来,为了节约成本,这里设计的是塑料形变来完成固定,和DC相比较来说我觉得寿命不高,如果塑料氧化变严重这一拆就断了。




上盖的零部件没多少,我把他们装进杯子里,加上买的二氧化氢

分离下来的上盖和光驱盖,涂上二氧化氢然后包裹纸巾(多数时候不需要)和保鲜膜

使用双氧水一定要注意自身防护,戴一个吃鸡用的一次性手套,双氧水浸泡时间太长,即使是3%这样的低浓度也会有影响

因为药店提供的这种浓度太低了,为了催化反应我使用紫外光对着杯子照射12小时左右,在完成照射后,可以看到底部有一点点气泡


所有零部件已经明显的变白,这种方法的翻新效果很显著,国外还有一些加某种洗洁精的配方,但我觉得没有很大的差别

底部外壳在用药水翻新后,我发现脚贴需要进行更换,但肯定没有合适大小,手头也没有这样整片的DIY材料

我试着做一些替代的方法,首先用撕下来的脚贴黏到亚克力薄板上,之后按照轮廓进行剪裁

之后就可以得到一个近似的圆片作为模版

继而使用其他替代的材料贴到这一个塑料圆片上,依据圆片大小进行裁剪然后再撕下,我就能得到一个可以使用的脚贴

重复这一个操作四次后,即可完成


在完成底部操作后可以开始安装,先放置底部

放置主电路

在合并前先通电测试一下光驱和滑轨电机没问题后再继续组装,不然装完后有问题又要拆解

放置顶层的屏蔽和散热层,底部金属片,PCB敷铜,顶部金属片,这三块构成的运行环境能增强电路的抗ECM性能

最难的部分其实是这里,将记忆卡的盖子和弹簧组装在一起花了我快半小时的时间

合并上下盖,再拧上所有的螺丝



这样PS One主机的翻新就彻底完成了。

Part4. 手柄修复和翻新

先修复损坏更加的严重的手柄,首先还是把螺丝全部卸下


这一个手柄大概率是组装的,内部结构和电路都有差异,关键是尽管模具有空位,但它只有一边的振动马达

卸下摇杆部件,可以看到透光部分塑料件是缩入到PCB下方了,没有丢失,

这部分PCB实在是粗糙的可以,组装的东西确实是比较xx的替代品

检查了摇杆,回位性能还可以但有一些内里发生摩擦的粗糙手感,弹簧没有失效,还有救


拆下用来容纳电机的框体

把所有的零件整一整,方便下一步处理

最先还是做一点简单的水洗,把一些脏污去除

外壳先放着不做去黄处理,我简单的刷洗了一下,包括清理缝隙和手柄背后的浮雕文字

在上一部清理后,这些拆下的按键全部都丢到过氧化氢中,以去除黄色




使用紫外光进行照射,以催化反应

在这一过程中,可以再拆另一个损坏不是那么严重,但手柄线老化看起来严重得多的手柄


这一个手柄具有双电机,电路板的质量也更上乘,感觉上是更接近原装

用了三种螺丝进行固定,是刚刚的副厂手柄所不能比较的

最终拆解,模具和做工都比烂掉的那个好了很多

我想把PCB以外的元件先进行一下清理,因为这一只看起来污垢(生物成分)比较多,用金属碗装一下零件然后加入热水和洗衣粉浸泡

PCB上的摇杆组件,和第一只同样有卡顿的情况,这个事儿解决起来很简单,用润滑油加一下再转一转就好多了

PCB这边有一些助焊剂残留,使用酒精进行清理,一个是防腐蚀,另一个是看起来更舒服点

有一个暂时没想到怎么处理的地方是按键缺少图案的问题,早期的按键图案是印刷到塑料上,所以很容易因为磨损而模糊,这部分先保留,后面定制点水贴纸贴上



螺丝用小苏打加热水浸泡


在开机测试时候有接触不良的情况,我使用磨砂纸去除按键触点上的氧化层

使用这种物理方法其实没有很需要担心损伤PCB,当然用助焊剂来减少氧化增加导电性能这也是可以的

完成第二个手柄的翻新后,和已经翻新过的第一个手柄比较一下,两个都基本恢复到白色的样子

另外,我发现两个手柄的按键颜色也有点细微的差异

清理,过水,因为难度更低一点,所以先安装第二个手柄的按键

再把所有的薄膜装上

这里出现一个损坏,是L2的PCB的机械层断了还好线路是完好的

反正看不到,简单用AB胶水粘一下再拿亚克力板进行加固

最终背面安装如下


塞进L2和R2按键,

测试一下,按键手感其实还不错,摇杆回位正常,摇杆帽因为接插位置磨损所以有点歪

使用上挺正常,不过早期手柄的Analog按下后会有一些问题,这一个按键主要用途是启动让手柄上摇杆去模拟方向键的功能

第二个手柄元件清理后看起来会更新了一点,但摇杆帽依然没救

我先拿油泥,在损坏比较严重的那个摇杆上抹一层并整形,直到和另一边差不多

之后根据油泥(中间)的体积,搓一团一样大小的AB补土(下图左右),然后塑形成与另一个摇杆帽类似的高度和轮廓


顺便把多余的AB补土填充另一边摇杆帽残缺的部分

最终,两个凝固后效果是这样的

安装到上面PCB摇杆上试试看,手感可以接受,做的不算太差

拆的时候蹭了一下还把马达的接线给蹭断了,焊上

在一段时间后确定完全补土已经固化,对摇杆帽进行打磨,以增加上油漆后的光洁感

因为没有现有的颜色所以调了一个近似色,从照片看和原色没有很大的差别

完成后效果如下

放入按键帽,导电橡胶薄膜

安装PCB,固定电机座,再加上肩部按键

塞L2和R2,合并手柄

最终就可以得到一个经过修复的PS One摇杆了

Part5. PS One主板芯片解析

简单先容一下各个芯片的作用,SONY CXD2938Q是SPU(Soud Processing Unit),通俗来说也就是PS1的声卡,负责处理声音,输出音频信号。在PS1上这一块芯片有512KB的内存可用,最大支撑44.1kHz,24通道。


在SPU左侧的这一块AS4C256K16F0芯片是DRAM内存,它的用途很明确,紧贴在SPU边上主要就是缓存音频原始数据,它的容量是512KB

SONY自己做的这个CXD8561CQ是GPU,用于处理图像,SONY分配了1MB的显存给这一芯片使用,最大输出480p,支撑解码JPG并且能以1秒30 FPS的速度播放,右侧的芯片是显存

还有就是索尼 CXD8606BQ,这一款是SONY给PS1开发的处理器,用于处理运算信息,RISC架构,32位,运行频率在33.8Mhz左右,最大支撑2M内存

来自夏普的LH28F004SUT芯片,是一个4M的flash存储器,用于存储的是BIOS数据,BIOS除了提供一个简单的图形界面,还负责引导系统自检,查错的作用。

索尼 A2106R芯片看起来体积非常小,特别是对于其他的GPU和CPU来说,但实际是,它有着不可忽略的作用,这一块芯片是一个视频数据转换器,主要用途很明确,将从GPU输出的信号从数字信号转换成模拟信号,然后再放大,并且输出到视频接口。

还有一个不起眼的芯片,CY2081,这一个芯片是时钟发生器,配合CD控制器来使用


SC430943PB芯片是CD驱动器的控制器芯片,负责CD驱动器基础逻辑的控制

东芝生产的T7X16是一个DRAM,它主要用途是作为整个系统的内存,用于保存随机读写数据,而这一个芯片的方案甚至延伸到PS2上,早期PS2依然使用T7X16。

而在T7X16下面的BA5947FP芯片,是一个四通道的桥式推挽驱动器,主要用途是用于驱动光盘电机和滑轨电机,光驱控制器用PWM对这一块芯片进行控制

A2575M芯片周围电容器很多,这是因为这是一块电压转换芯片,用于将输入的7.5V电压,提高到12V,以驱动光盘驱动器

TL594CD作用是降压,把输入的7.5V电压降低到5V,供给大多数的芯片电力

在主板上,除了SONY自产自销的芯片以及日本国产的芯片外,还有其他一些厂家的芯片,用于支撑整个设计

SAMSUNG在PS One的整个设计中提供的是存储器,比如说这一个K4G163222A/L70 就是一个1MB的SDRAM,最高频率143Mhz。用途是作为GPU的显存,为什么不用东芝的存储器?根据时间推测,很大原因可能是同期东芝还没有这样的高频内存

电路芯片作用一览

Part6.完成,总结

PlayStaion初代机以299美金击败同期的世嘉土星,而PS One的设计,除了证明PlayStation 1卖的很好以外,还展示出SONY在20世纪末,21世纪初的技术特点,专注于生成精密,设计独特,有着品质保证的电子产品


作为最后的PlayStation 系列1代主机的最后型号,PS One成为绝唱,但PlayStation则跟随游戏市场进入历史的洪流中,一直存续到今

曾经摆满数量众多的游戏的机房如今基本上已不复存在,而手游又占据有大半游戏市场,但喜欢游戏的玩家们依然会在PlayStation上继续玩(Play)下去。

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