AIドパガキ ミニ筐体

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ミニアーケード筐体 調査レポート ​

作成日: 2026-08-30 目的: Tang Primer 20K (fpga-famicom) で動く自作ゲーム「AIドパガキ」を、Bambu Lab X2D で3Dプリントしたミニ筐体に組み込む ための事前調査。

参考画像（userInput/）:

  1. 自作アクリル筐体 — 小型LCD + 丸形スピーカー2基（画面上部）+ レバー1本・6ボタン＋スタートのコンパネ
  2. SEGA アストロシティ ミニ風（Columns）— 白ボディ・マーキー・キャンディ筐体プロポーション

0. 結論（先に要点） ​

項目結論
基準スタイルアストロシティ ミニ（130×170×170mm）を基準寸法にしたキャンディ筐体。4.3インチ(有効95×54mm)はアストロシティミニの4インチに最も近い
目標サイズW 140 × D 180 × H 200 mm 前後（Dock 95×73mm を底部に平置きできる最小の台座＋操作パネル）
プリンタX2D は実在（2026/4発表、256×256×260mm）。この筐体は 本体1〜3パーツ で印刷可能
画面現行の 4.3" 480×272 RGB LCD をそのまま使う（LCD版bitstreamは実機PASS済み）
操作系現行の I2C Joystick2 ではなく、マイクロSW×4 のデジタルレバー（3Dプリント機構 or 小型市販品）＋ 24mmボタン×2 ＋ 小型スタート/セレクト を GPIO 直結が最短
音Dock の 3.5mm ジャックはヘッドホン用（140mW/ch）。PAM8403 アンプ ＋ 30mm 8Ω スピーカー×2 を追加
電源USB-C 5V（コア要求 5V/0.5A）。モバイルバッテリー or 18650 昇圧モジュール＋パネルマウントUSB-C
概算部品費¥5,000〜6,500（フィラメント除く）

1. 組み込むハードウェアの実寸（公式図面より） ​

図面PDFは docs/reference/ に保存済み。

1-1. Tang Primer 20K Dock（v3713） ​

項目値
外形95.0 × 73.0 mm（角R）
取付穴M2.5 × 4、ピッチ 87.0 × 65.0 mm（四隅、各辺から4mm内側）
上辺（FPC側）DISPLAY(40P 0.5mm) → CAM(24P) → TP(6P) → GPIO(10P)、その直下に PMOD 2×6 ×4
左辺ボタン S0〜S4（縦並び）、DIP SW、3.5mm ステレオジャック
下辺（I/O側）DCジャック → RJ45 → USB-OTG(USB-C) → HDMI → USB-JTAG(USB-C)
右辺LED 0〜5
コアモジュール67.6 × 30.0 mm、SODIMM 204P で Dock に斜め/水平装着。装着後の総高さは図面に記載なし → 要ノギス実測
microSDコアモジュール側
電源USB-C どちらか(5V) または DCジャック(6〜12V→降圧)。コア要求 5V±10% 0.5A

注意: 秋月の商品ページには「88×54mm」とあるが、公式図面 95×73mm と矛盾する。公式図面を採用。

1-2. 4.3インチ LCD（Sipeed 資料名: JST-4300QWA-V01） ​

fpga-famicom 側では「HST043056」と呼んでいる（パネル裏ラベル）。Sipeed 公式資料には HST043056 の記載がなく、同社が配布している 4.3 インチ図面は JST-4300QWA-V01。外形は組立前にノギスで実測して裏取りすること。

項目値
解像度480 × 272、ST7282、3.3V
外形105.42 × 67.07 × 2.9 mm（±0.2）
有効表示95.04 × 53.86 mm（左右オフセット 4.12 / 5.21mm、上下非対称）
FPC40P 0.5mm、幅 20.5mm、背面から出て 46mm（長辺の端から 18.5mm 位置）
バックライトLED 7直列、21V @20mA（Dock の LP3320 昇圧で駆動）、300cd/m²
タッチ抵抗膜ピンが定義されているが搭載有無は未確認（使わない）
NES 表示256×240 をセンター等倍 (+112, +16)。表示は 480×272 のうち中央 256×240 = 約 50.7 × 47.5 mm

より大きい画面への差替え候補（同じ 40P コネクタ）

サイズ型番解像度外形備考
5.0"SH500J01Z800×480120.7 × 75.9 × 3.05BL 40mA仕様 → Dockの20mA定電流では暗め。RTL の LCD タイミング変更が必要
7.0"BX203V114C-40P800×480165 × 100 × 3.5同上。ロジック 2.8V

→ 5インチ化すると NES 画像を 2倍拡大(512×480)して 800×480 にほぼぴったり収められる のが魅力だが、RTL 改修とバックライト暗化のリスクあり。第1号機は 4.3インチのままで進めるのが安全。

1-3. 音声 ​

Dock: PT8211 DAC → LMV321 LPF → LPA4809 ヘッドホンアンプ（140mW/ch @16Ω） → 3.5mm ジャック。スピーカー端子なし。 → 3.5mm ジャック → PAM8403（5V, 3W×2）→ 30mm 8Ω スピーカー×2 が現実解。 PAM8403 は BTL 出力なので スピーカーの「−」を GND に落とさない。ジャックGNDとアンプGNDは一点で落とし、5V は余裕のある系統から。ポップノイズは MUTE 端子を電源投入後に有効化で回避。

1-4. 入力（現状と筐体化後） ​

現状（fpga-famicom）筐体化後の推奨
方向M5Stack Unit Joystick2 (I2C, T8/P9)マイクロSW×4 → GPIO（共通GND・内蔵/外付けプルアップ）
A/BGPIO T6 / R8（押下LOW）そのまま。24mm アーケードボタン
StartJoystick2 中央押し小型ボタン（16〜20mm）
SelectDock S3小型ボタン

PMOD に空きピンが十分あり、Gowin GW2A は制約でIOごとの内蔵プルアップ設定可（UG289）。HDL で 1kHz サンプリング・10〜20ms 安定のデバウンス。MCU ブリッジ（Pro Micro等）は USB HID が要る MiSTer 向けで、Tang Primer には不要。

2. 市販ミニ筐体（プロポーション基準） ​

製品W×D×H (mm)画面操作系価格
SEGA アストロシティミニ (2020)130×170×170（実機1/6）約4" 800×480（ゲームは4:3表示）レバー+6ボタン+スタート（実機の約1/2スケール）¥14,080
アストロシティミニ V (2022)130×170×1704.6" 4:3 縦レバー+6ボタン¥19,580
TAITO イーグレットツー ミニ (2022)150×200×209, 1,130g5" 4:3（回転可）レバー+6ボタン+スタート¥21,978
SNK NEOGEO mini (2018)108×135×162, 390g3.5"レバー+ボタン¥11,500
Arcade1Up Countercade≈221×239×3337〜8"フルサイズ級$140〜180
New Wave Toys RepliCade (1/6)≈108×136×3054.2" 4:3小型ボタン、点灯マーキー、内蔵電池$120〜130
バンダイ ガシャポン アストロシティ (2025)全高約60（≈1/24）LED点灯なし¥500
（実機）Astro City (1993)750×905×1445, 93kg29" CRT30mm ボタン ×3〜6—

要点: アストロシティミニは「筐体1/6・操作系だけ1/2」で成立させている。本プロジェクトも**筐体はミニ、操作系は実用サイズ（24mmボタン・20〜25mmボール）**の考え方でよい。

アストロシティらしさ（意匠のポイント） ​

  • 白（FRP風）ボディ + ネオングリーン系アクセント
  • "Aero Dynamic Shape" の丸みを帯びた天面・角
  • 点灯マーキー、マーキー直下の左右ステレオスピーカー
  • コンパネはやや前傾、ボタン配置は約10°時計回りに傾斜（実機は30mm・ピッチ36mm）

3. 3Dプリント筐体データ（流用・参考候補） ​

MakerWorld（Bambu 公式、X2D で直接スライス可） ​

モデル画面特徴操作系参考度
Mini New Astro City (CabLab #700005)9.7" 4:3原作 game-makers.xyz。300×300ベッド前提を256向けに分割。M2ネジ+接着JLF + 30mm×6 + 24mm×2、2.8" TFT マーキー、PAM8403+ミニSP★★★ 意匠の最良参考（サイズは大きい）
ASTRO CITY for POWKIDDY A9 (#2104178)携帯機内蔵小型アストロシティ外装。24/30mm 用コンパネ板を選択可24 or 30mm★★★ 小型化の参考
Mini RetroPie Arcade Console (#1573194)7"外装4部品、256角に収まる、傾斜面でサポート不要—★★ 分割方針の参考
Mini Arcade Project (Eccodyne #183173)5" HDMI256ベッド必須、6×3mm磁石×8、M2.5BTパッド、WM8960+SP★★
Mini Bartop Arcade 1P (#2320520)—ヒートセットインサート+ネジ、PETG推奨—★
Astro city 10" Portable (#2567045)9.7"Pi5、M3ネジ、ステッカー同梱Sanwa + 16mm★
Benchcade (#1526996)—フラットパック、USB/HDMIパススルー外部パッド★

他サイト ​

  • Thingiverse #2897086 (halukcan): 4.3" LCD + Pi の完全プリント製バートップ — 同一画面サイズの先行例
  • Printables #1441800 "Sega Astro City Mini XL": Seimitsu LS-56 + PS-14-DN 24mm
  • Cults3D "Mini Sega Aero City" (Game-Makers): 9.7"、PAM8403、スモーク板
  • Hackaday 2026/3: ESP32 Galagino 小型筐体（2.8" CYD）
  • 国内ブログ おかゆ++: 15"筐体を 200×200 に Fusion360 分割→接着→パテ→塗装（透明PLAは仕上げ不向き）

4. 設計ガイドライン（収集したノウハウ） ​

項目推奨
画面角度水平から 80°前後（10°後傾）。非IPSパネルでも見やすい角度。キャンディ筐体の公式値は無し → アストロシティミニ実物を測るのが確実
コンパネ角度前傾 10〜15°。レバーは左、ボタンは右に約10°傾斜配置
画面固定側板の溝にベゼル差込 / マット黒PLAベゼル / 2mm アクリル（はざいや）で保護板兼ベゼル
マーキー3mm アクリルにエッジライト（WS2812B 7〜10個 or 5V USBテープLED）+ 内側反射テープ、スモーク板で拡散
スピーカー画面上部左右に 30mm。グリルは幅1mm前後のスロット
配線背面にパネルマウント USB-C（給電＋JTAG/UART）。フレキ HDMI は今回不要（LCD直結）
放熱20K は低発熱。スリット（丸穴<4mmより長穴）で自然対流。ファン不要見込み
分割・接合ヒートセットインサート(M3) + ネジが保守性◎。他: 6×3mm 磁石、瞬間接着+パテ+塗装、ダボ、アリ溝
材料PLA（意匠面）/ PETG（強度・耐熱）。白ボディ + 緑アクセントの2色は X2D デュアルノズルで一体印刷可

5. 操作系・音響・電源 部品候補 ​

レバー ​

候補サイズ出力価格評価
3Dプリント レバー機構（Printables 213139 / 158351、Instructables "Mini Arcade Joystick with Tactile Switches"）STLをスケール可。M8ボルト+バネ+SW×44SW = GPIO直結SW代のみ★★★ 筐体と同時印刷、20〜25mm球+M6で三和互換
秋月 ALPS SKRHAAE010 4方向+中押し（DIP化キット プルアップ済 ¥450）7.5×7.5×5mmデジタル¥190★★ 配線最小だがレバー感なし
Adafruit Small Arcade Joystick #480小型8方向、マイクロSW×4、三和互換ねじ球デジタル$14.95★★ 市販で手軽
三和 JLF-TP-8YT板 85×40（P1板 95×53）、パネル下 約23mm、球35φデジタル¥2,662〜△ 4.3"筐体にはコンパネを占領
セイミツ LS-32-01SS板 91.6×65、パネル下 約22.5（SE板17.5）デジタル¥3,861〜△ 同上
Amazon「小型アーケードジョイスティック」B07H6HLZH298×65×110、球39mmデジタル—× 名前に反してJLF級

ボタン ​

製品穴径 / 板厚価格用途
三和 OBSF-24φ24 / ≤3.9mm¥242主ボタン A/B
三和 OBSF-30φ30 / ≤3.7mm¥253大きめ（4.3"には不向き）
セイミツ PS-14-D (24φ) / PS-14-G (30φ)板厚 1.2〜3.0mm—3Dプリント板厚は3mm以内に
AliExpress 20mm / 16mm LED ボタンφ20 / φ16数百円スタート/セレクト/コイン
Adafruit Mini LED Arcade Button 24mm #3429φ24 / 深さ〜15mm$2.50LED 5V
秋月 12mm タクト + キャップ基板実装¥20〜303Dプリントキャップ方式

スピーカー・アンプ ​

部品仕様価格
秋月 UGSM30A-8-0130mm 8Ω¥120
マルツ SP36MM36mm 8Ω 0.5W¥110
秋月 50mmΦ 8Ω 0.4W音量重視¥270
秋月 PAM8403 ステレオD級アンプキット5V, 3W×2, 56×36mm, 3.5mm入力+ボリューム¥750
PAM8403 汎用基板（Amazon 5枚組）30×21mm数百円/枚

電源・その他 ​

用途候補価格
最も簡単市販モバイルバッテリー + パネルマウントUSB-C（低負荷オートオフに注意）—
内蔵バッテリーAmazon 18650 充放電モジュール Type-C 5V2A（B0DST2HDJC）+ 18650〜¥1,500
高品質スイッチサイエンス 5V/1A ブースト付き LiPo 充電器 / Adafruit PowerBoost 1000C¥4,147 / $16.99
USB-C パネルマウント秋月 AE-USB2.0-TYPE-C-PNL¥250
マーキーLEDWS2812B 7〜10個（Galagino方式）〜¥300
アクリルはざいや 透明 2mm（ベゼル）+ 3mm（マーキー）〜¥1,000
コイン投入口Thingiverse 426031 "Arcade Coin Door"（LEDフェイク）STL無料

推奨 BOM（1台分、フィラメント除く） ​

部品仕様概算
レバー機構3Dプリント + M6/M8ボルト・バネ・20〜25mm球¥0〜500
レバー用SW×4秋月12mmタクト or 小型マイクロSW¥80〜400
主ボタン×2三和 OBSF-24¥484
スタート/セレクト×220mm LED ボタン〜¥500
スピーカー×2秋月 UGSM30A-8-01¥240
アンプ秋月 PAM8403 キット¥750
電源18650 モジュール + 18650〜¥1,500
USB-C パネル秋月 AE-USB2.0-TYPE-C-PNL¥250
マーキーLEDWS2812B〜¥300
アクリル2mm + 3mm〜¥1,000
合計約 ¥5,000〜6,500

6. 筐体コンセプト案 ​

案A: アストロシティ ミニ風キャンディ筐体（推奨） ​

参考画像2のスタイル。白ボディ＋緑アクセント、マーキー、丸みのある天面。

        ┌──────────────┐  ← マーキー（3mmアクリル・エッジライト）      H ≈ 200
        │  AIドパガキ   │
        ├──○────────○──┤  ← 30mm スピーカー ×2
        │ ┌──────────┐ │
        │ │  4.3" LCD │ │  ← 105×67 パネル、10°後傾、2mmアクリル前面
        │ │ 256×240   │ │
        │ └──────────┘ │
        ├──────────────┤
       /   ◎   ● ●  ∘∘ /  ← コンパネ 前傾約12°: レバー / A B / Start Select
      /________________/
      │                │  ← 台座: Dock 95×73 平置き（M2.5×4, 87×65）
      │  [PAM8403][18650] │     背面: USB-C パネルマウント、電源SW
      └────────────────┘
          W ≈ 140  D ≈ 180
  • 内寸チェック: Dock 95×73 + コネクタ突出 → 台座内寸 110×90 以上。コアモジュール高さ（要実測）＋FPC取り回し（背面出し 46mm）で台座高 40〜45mm。
  • LCD の FPC は背面から出るので、LCD 裏 → 下方向に折り返して Dock 上辺の DISPLAY コネクタへ。Dock の上辺（FPC側）を筐体前方に向けて置くと最短。
  • X2D 256×256×260 なら 本体（台座＋画面部）を1パーツ、マーキー/ベゼル/コンパネを別パーツ の3〜4分割で足りる。

案B: アクリルバートップ風（参考画像1） ​

横長LCD＋大きめコンパネ（レバー+6ボタン）。NES ゲームは2ボタンなので6ボタンは過剰。デザイン検討用としては A の方が本プロジェクトの目的（AIドパガキ専用機）に合う。

案C: 5インチ化（第2号機） ​

5" 800×480 に載せ替え、NES を2倍拡大表示（512×480）。RTL タイミング改修 + バックライト対策が必要なので、A の完成後に検討。

7. 未確定・要実測事項 ​

#項目対応
1Dock + コアモジュール装着後の 総高さノギス実測（Sipeed 3Dモデルは取得失敗 502）
2LCD の実物外形（HST043056 と JST-4300QWA-V01 の同一性）ノギス実測
33.5mm ジャックの正確な位置実物確認
4レバー方式（3Dプリント vs Adafruit #480）試作印刷して操作感で決定
5fpga-famicom 側 RTL: 4方向 GPIO 入力の追加Issue 化（Joystick2 と並列に joypad_bits へ統合）
6PAM8403 + ジャック出力の音質・ノイズDock イヤホン出力の物理試聴がまだ未実施（fpga-famicom 側 TODO ④）

8. 次のステップ（提案） ​

  1. 実測: Dock+SOM 高さ、LCD 外形、ジャック位置をノギスで測る → docs/02_measurements.md
  2. レバー試作: Printables 213139 系をスケールダウンして X2D で印刷、SW×4 の操作感を確認
  3. RTL: fpga-famicom に「4方向 GPIO レバー入力」Issue を立てる（PMOD の空きピン割当）
  4. 音: PAM8403 キット + 30mm SP でジャック出力を試聴
  5. CAD: 案A を Fusion360（または OpenSCAD/CadQuery でパラメトリック）でモデリング → X2D で分割印刷
  6. 仕上げ: 白 PLA + 緑アクセント、マーキー印刷（AIドパガキ ロゴ）、アクリル発注

出典 ​

ハードウェア（公式） ​

市販ミニ筐体 ​

3Dプリントデータ ​

部品 ​