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The misterious SEGA Mega Drive/Genesis clone

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About 4 years ago I found an unusual Sega Mega Drive/Sega Genesis clone. It all started when I bought at an online auction in Brazil what was described as a “Japanese Sega Mega Drive 2”. This is the best looking Sega Mega Drive/Genesis model IMHO, and the idea was to use the case for a Raspberry Pi project. When it arrived, it looked like this:

The "Japanese Sega Mega Drive 2"

At first glance, it was an ordinary Mega Drive…

Sadly, it was dead on arrival. But since it was cheap and I wanted just the case, I didn’t care. The motherboard was tossed on the parts bin and I went on.

Fast forward some two and a half years. I was looking for a weekend project to let off some steam after a rough week and found the board. A quick inspection revealed the defect: a bad solder joint on one of the voltage regulators. After applying some fresh solder to the joint, the board started working again.

But I soon found out that it was not “Japanese”: a JP Bare Knuckle 2 cartridge was rejected with a TMSS warning screen. “Weird, a Japanese console should not reject a Japanese cart”. Red Flag One. “Let’s take a closer look, and see if I can do a region switch”, I thought.

The motherboard is a really good-looking one. Good quality solder joints, clean layout, discrete components for the M68K/Z80 and RAM from reputable brands (Motorola, Hitachi, Sony and NEC), a Sony CXA video encoder, an expansion connector, etc. Odd thing was: no SEGA copyrights anywhere, nor any indication of the revision/model (VA0, VA1, etc…). Red Flag Two.

Board overview

Overview of the board. Ignore the colored wires, back panel and big caps on the upper left side, there are mods I made.

OK, let’s check the PCB Revisions page on Sega Retro… and nothing matches. Then, something caught my eye: the ASIC with the VDP and audio processors was marked as
23C676 – JCDG. Definitely not a SEGA part, as those start with the 315- prefix and have the SEGA name on them. Red Flag Three! Ladies and Gentleman… we have a clone!

There is a sticker dating the board to June 26, 1995, and next to it K-1117 is inscribed on the ground plane. The question is: who would spend the energy and money to create such a high-quality clone, so late on the system’s life? Clones are usually “barely functional” and made in the cheapest way possible to maximize profits. None of that is true here.

Board IDs

Seems that the board was manufactured in 26 June, 1995. K-1117 may be a model number.

Without a box or more info, we may never know the answer. But at least we can try to document what we know, so others with this board can follow our lead. All this information was gathered by the observation of two boards, one owned by me and the other by my friend Carlos Rodrigo. Huge thanks to Carlos for some of the pictures and the jumper mappings.

Hardware description

This is a two-layer, fiberglass board. Clean layout, with good quality solder joints, very different from cheap NES clones. Many components are discrete:

Board layers

The board is made of fiberglass and has two layers. Photo by Carlos Rodrigo

Also dual ST Micro L7805CV voltage regulators, Dual Daewoo DBL324 quad op-amps, MCO 1415B oscillator rated at 53.693175 MHz, assorted discrete components. All electrolytic caps are from Wendell, a Taiwanese company. They are listed as “Bad Caps”, but none of them show signs of leakage.

23C676 Specifics

The 23C676 ASIC seems to be a clone of one of the “315-” ASICS by SEGA, which one is not clear. Since the Z80 is discrete, it could be the 315-5847, 315-5660, 315-5700 or 315-5708. Under the “model name” the code JCDG (on my board) or JDDD (on Carlos’s one) can be seen, maybe a mask revision? Carlos was kind enough to dessolder the chip from his board, and under it he found the code 4A091-A056.

23C676 ASIC, Front and Back

Besides JDDD, the chip was also found with the code JCDG. Maybe a mask revision? Photo by Carlos Rodrigo.

Jumper Settings

There are a number of jumpers on the board. Carlos mapped the effects of each one as follows:

Jumper Settings

There are 5 jumpers on the board. J3 is a region/language switch.

Compatibility tests

Carlos reports that the board if fully compatible with the Power Base converter, Sega CD, Virtua Racing and the SEGA 32X. It also worked fine with Everdrive cartridges. For all purposes, this is a fully featured Sega Mega Drive. Nothing seems to be missing.

I removed the Model 2 A/V Out port on mine, and replaced it with a set of more standard connectors: a DE-15 for RGB (connected to a GBS-8200 modded with the GBS-Control firmware) and RCA connectors for composite video and stereo audio.

I had issues with RGB video on a “stock” GBS-8200: the board was not able to correctly position the image on the screen (requiring a manual adjustment) and the last 64 or so lines of the image wobbled constantly. With GBS-Control the positioning issues are gone and the image is rock solid. I do not know if this is the result of the original firmware not liking the Mega Drive output, or if the signal is slightly “off-spec” and the new firmware can better deal with it.

Do you have more info?

If you have any more information about this Sega Mega Drive / Genesis clone, please leave it on the comments below. I am specially interested in box/manual scans that could help us determine where it came from.

GBS-8200: Configurando uma WeMos D1 para trabalhar com o firmware GBS-Control

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Faz um tempinho que estou brincando com um custom firmware para a upscaler GBS-8200, que uso para ligar meus consoles e computadores clássicos à minha TV LCD. Chamado GBS-Control, esse firmware corrige algumas deficiências do original, melhora o desempenho geral da placa e adiciona alguns novos recursos interessantes. Há toda uma discussão sobre o desenvolvimento do GBS-Control no fórum Shmups.

Para usar o GBS-Control é necessário fazer algumas pequenas modificações na GBS-8200, para acoplar a ela uma Arduino ou compatível. É a Arduino que irá rodar o firmware, assumindo controle do conversor de vídeo da GBS-8200. Fiz essa minha modificação em minha placa há algum tempo atrás e documentei o processo em dois vídeos no YouTube (parte 1 e parte 2).

Mas a Arduino é apenas a ponta do Iceberg. Se no lugar dela você usar uma placa mais sofisticada, porém ainda compatível, como a WeMos D1 sua GBS-8200 ganha “superpoderes” como gerador de scanlines, controle remoto via Wi-Fi e várias opções para ajuste fino da posição e geometria da imagem. E o melhor é que a WeMos D1 é barata: comprei a minha por R$ 30 no Mercado Livre. E a instalação dela na GBS-8200 é fácil: basta tirar a Arduino e colocar a WeMos D1 no lugar.

Placa WeMos D1

Uma WeMos D1

Mas antes você precisa programar a WeMos D1 com o GBS-Control. E como sou um novato completo nesse mundo de Arduino e afins, patinei um pouquinho até encontrar o caminho das pedras. Por isso decidi compartilhar um passo-a-passo aqui neste artigo, acompanhando o vídeo que fiz sobre a modificação e postei lá no YouTube.

Estas instruções parecem complexas, mas você não vai levar mais do que 10 minutos para fazer tudo. E o resultado final vale a pena, acredite em mim. Olhe esse detalhe de Streets of Rage 2 rodando numa GBS-8200 com a WeMos D1.

Streets of Rage 2 no MegaDrive via GBS-Control

Detalhe de Streets of Rage 2 rodando em uma TV LCD de 32″ a 1280 x 960 pixels através de uma GBS-8200 modificada com o GBS-Control e WeMos D1

Passo 1: Adicionando o suporte à WeMos D1 na Arduino IDE

Antes de mais nada, assumo que você já tenha o ambiente de desenvolvimento do Arduino (Arduino IDE) instalado e funcionando em sua máquina. Estas intruções foram testadas com a versão 1.8.5. Se você usa Linux, uma dica: baixe a IDE do site oficial, e não de um repositório de sua distribuição. Em casa uso o Linux Mint, e a versão que veio via APT era pré-histórica: 1.0.5.

A Arduino IDE não sabe o que é uma WeMos D1, então precisamos baixar um pacote para adicionar suporte a esta placa. Abra a interface e clique em File / Preferences. Na janela que surge, na aba Settings, cole a seguinte URL no campo Additional Board Manager URLs:

http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

Clique em OK.

Adicionando URLs ao Boards Manager

Adicione uma URL extra para que o Board Manager da Arduino IDE possa baixar o pacote de suporte à WeMos D1

Agora clique em Tools / Board / Boards Manager. Na janela que surge, selecione a opção esp8266 by ESP8266 Community e clique no botão Install. Agora você deve ver a opção WeMos D1 R2 & mini em Tools / Board.

Pacote de suporte à ESP8266

Este é o pacote para adicionar o suporte a WeMos D1 (e outras placas baseadas no ESP8266) à Arduino IDE.

Passo 2: habilitando o acesso à WeMos D1

Estes passos se aplicam apenas a quem usa Linux, como eu. Plugue sua WeMos D1 ao PC, abra a Arduino IDE, clique em Tools e observe a opção Ports. Se ela estiver desabilitada (acinzentada), você vai precisar fazer alguns passos extras antes de usar a WeMos D1, já que ela não foi reconhecida pelo sistema. Se a opção Ports estiver habilitada, pule para o passo 3.

Quem me deu o caminho das pedras foi o Steve Kemp. Todo dispostivo USB tem uma identidade composta pelo ID do fabricante (Vendor ID) e do produto (Product ID), e precisamos descobrir os IDs da WeMos. Para isso, antes de plugar a placa ao seu computador, digite o comando lsusb. Você vai ver algo parecido com isso:

Bus 002 Device 005: ID 1a2c:2d23 China Resource Semico Co., Ltd
Bus 002 Device 006: ID 04ca:3005 Lite-On Technology Corp.
Bus 002 Device 003: ID 046d:c52f Logitech, Inc. Unifying Receiver
Bus 002 Device 002: ID 8087:0020 Intel Corp. Integrated Rate Matching Hub
Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 001 Device 003: ID 0ac8:c342 Z-Star Microelectronics Corp.
Bus 001 Device 002: ID 8087:0020 Intel Corp. Integrated Rate Matching Hub
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub

Não se preocupe se os IDs e nomes que aparecerem em sua máquina forem diferentes, afinal a lista acima mostra o que está plugado à minha máquina. O que importa é o passo seguinte: plugue a WeMos ao PC e rode novamente o comando lsusb. Compare com o resultado anterior, e você verá uma linha extra com algo como:

Bus 001 Device 005: ID 1a86:7523 QinHeng Electronics HL-340 USB-Serial adapter

Esse é o conversor USB↔Serial integrado à WeMos. Anote o Vendor ID (no meu caso 1a86) e Product ID (7523) listados em sua máquina. Atenção: não copie simplesmente os IDs que estou mencionando aqui, pois eles podem ser diferentes em sua placa.

Agora vamos criar uma “regra” do udev (o gerenciador de dispositivos no Linux) que vai dizer ao sistema o que fazer quando a placa for plugada. Como root, digite:

cd /etc/udev/rules.d
pico 99-wemos.rules

Isso vai abrir o editor de texto Pico. Cole o conteúdo abaixo:

SUBSYSTEM=="tty", GROUP="plugdev", MODE="0660"
ACTION=="add", SUBSYSTEMS=="usb", ATTRS{idVendor}=="1a86", ATTRS{idProduct}=="7523", SYMLINK+="wemos"

Lembre-se de substituir os valores em idVendor e idProduct pelo Vendor ID e Product ID mostrados em sua máquina. Tecle Ctrl-X para sair do editor, e responda Y quando ele perguntar se você quer salvar o arquivo.

Recarregue as regras do udev com o comando abaixo:

# /etc/init.d/udev reload

Desplugue sua WeMos D1 do PC, plugue novamente e ela deve ser reconhecida na Arduino IDE.

Passo 3: instalando a biblioteca WebSockets

Estamos quase no final. Para compilar o GBS-Control você precisa da biblioteca WebSockets instalada na Arduino IDE. Para isso, clique em Sketch / Include Library / Manage Libraries. Na janela que surgir, clique no campo Filter your search… e digite WebSockets. O pacote que queremos é o WebSockets by Marcus Sattler, em minha máquina ele era o último da lista. Clique sobre ele e no botão Install.

Instalando a biblioteca WebSockets

Adicione a biblioteca WebSockets à Arduino IDE antes de compilar o gbs-control

Passo 4: compilando o GBS-Control

Agora sim podemos compilar o GBS-Control. Acesse a página do projeto no GitHub, clique no botão Clone or Download e selecione a opção Download ZIP. Descompacte o arquivo gbs-control-master.zip e você deve ter uma pasta chamada gbs-control-master contendo o código-fonte do GBS-Control.

Renomeie a pasta gbs-control-master para gbs-control. Este passo é importante: não sei porque motivo, mas a Arduino IDE insiste que todo sketch (programa) esteja contido em uma pasta com o mesmo nome. Como o sketch se chama gbs-control.ino, ele tem que estar dentro de uma pasta chamada gbs-control.

Abra o arquivo gbs-control.ino na Arduino IDE e clique em Sketch / Verify/Compile. Depois de alguns minutos, a mensagem Done compiling. deve aparecer acima da janela de status no rodapé da tela. Agora é só clicar em Sketch / Upload e esperar a transferência do programa para a placa.

Compilando o GBS-Control

Resultado da compilação do GBS-Control

Ufa! Sua WeMos D1 está prontinha e programada com o GBS-Control. Agora é só seguir os passos do meu vídeo no YouTube para conectá-la à sua GBS-8200 e se divertir. Até mais!

Consertando o som do MD Play: Parte 2

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Boa notícia para os proprietários do MD Play: a dupla Neto e Rafael Muller, que está trabalhando em melhorias de som e software para o Novo Mega Drive, lançou uma versão de seu bootloader compatível como o Mega Drive portátil da TecToy. Com isso o aparelho tem uma melhoria drástica no som, que fica muito mais próximo do console original, o que torna a experiência de jogo muito melhor. A instalação é muito fácil e não modifica permanentemente o console, mas será necessário mudar a estrutura de pastas do cartão. Basta seguir os passos abaixo.

Montando o cartão

  • Baixe a versão mais recente do MDI (Mega Drive Init) na página do Neto. No momento em que escrevo isso, é a Neto_MDI_1_09a.rar.
  • Descompacte o arquivo no HD de seu computador. Você terá 8 arquivos com a extensão .bin. Descarte o MDI.bin (que é para o Novo Mega).
  • Crie as pastas TECTOY e GAME na raiz do seu cartão SD.
  • Na pasta GAME do cartão, coloque o arquivo Neto_Boot_Loader.bin
  • Dentro da pasta TECTOY crie as pastas DATA e ROM
  • Dentro de DATA, coloque os arquivos ROM1.bin a ROM6.bin.
  • Dentro de TECTOY/ROM, crie as pastas ROM1, ROM2, ROM3, ROM4, ROM5 e ROM6.
  • Coloque as suas ROMs (com extensão .bin ou .md) dentro destas pastas. Para facilitar a navegação, eu costumo colocar no máximo 30 ROMs por pasta, mas já coloquei quase 100 sem problemas.

Carregando o novo menu

Com o cartão preparado, coloque ele em seu MD Play e ligue o console. Ao ver o menu inicial, pressione Esquerda, selecione a opção SD Card e pressione Start. Você verá uma tela com apenas um “jogo” listado, o Neto_Boot_Loader. Aperte Start para carregar o novo menu.

Antes de carregar um jogo é possível definir opções como a frequência da tela para os jogos Europeus.

Surge uma tela inicial, com algumas opções de configuração. Aperte B para ativar o modo Europa 60 Hz, ou em alguns jogos o LCD pode sair de sincronia (imagem “rolando”). Em alguns segundos o menu do Novo Mega Drive apacerá na tela.

A partir daí basta selecionar a pasta ROM com seus jogos e o jogo que deseja jogar. Start inicia o jogo, como no menu original. Sempre que você apertar o botão Menu o console irá voltar para o menu de fábrica, então você terá de repetir o procedimento para carregar o novo menu do início.

O menu é o mesmo usado no Novo Mega Drive

Assim que conseguir fazer uma captura decente, posto aqui um “antes e depois”. Mas vá por mim, essa modificação é essencial para qualquer proprietário do MD Play.

Raspi Boy: monte seu próprio console portátil

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Montar um console portátil a partir de um Raspberry Pi não é novidade: bastam 5 minutos no YouTube e você encontra dezenas de vídeos com tutoriais, geralmente “canibalizando” a carcaça de um Gameboy e com uma boa dose de trabalho manual regado a solda, cola quente e fios por todo lado (essa é a parte divertida). Mas quem gosta da idéia de um “retroportátil” e não quer “sujar as mãos” começa a encontrar opções bem interessante, como o Raspi Boy.

raspi boy

Trata-se de um kit completo para montar seu retroportátil. Inclui o gabinete em plástico (baseado no molde de um controle de SNES), tela LCD TFT de 3,5″, botões e placa para o controle, circuito de carga da bateria e a própria bateria. Basta adicionar um Raspberry Pi Zero ou Zero W. E o mais legal é que zero solda é necessária, todos os componentes são simplesmente encaixados. A operação mais complexa aqui é apertar os parafusos para fechar o gabinete. Saca só:

O kit básico do Raspi Boy custa 69 Euro na 8b Craft. Ah, se eu tivesse grana…

Ressuscitando um GameGear

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É engraçado como as coisas funcionam. Há tempos eu tinha em uma gaveta um GameGear que “não funcionava”. Quando ligado não havia aparentemente nada na tela e um apito irritante no alto-falante, sem falar no fato de que ele se desligava sozinho após alguns minutos. Lembro que quando ele começou a dar esse problema (há alguns anos) eu cheguei a procurar ajuda na internet, mas não encontrei nada. Desisti e engavetei o GameGear como caso perdido.

Semana passada, em uma viagem a Curitiba, caiu na minha mão mais um Master System. Mas ao contrário do modelo que já tenho, com 74 jogos na memória, esse é o “modelo original”, o primeiro comercializado pela TecToy no Brasil, bem antes dela começar a lançar uma versão nova do console a cada 2 meses. O console veio “pelado”, sem controles (esses eu tenho), cartuchos (idem) ou a fonte de alimentação. A fonte é o problema.

O Master System tem um conector de força “bisonho” na traseira, um DIN-5, e eu precisava saber a pinagem daquilo pra não correr chance de torrar o console (se é que ele ainda funciona, não faço idéia porque peguei ele “no estado”). Pesquisando na internet, me lembrei do povo do projeto SMS Power, que visa catalogar jogos e hardware dos consoles de 8-Bits da Sega (SG-1000, SC-3000, Master System e GameGear). Eles tem fóruns de discussão,  informações sobre desenvolvimento, mods de hardware e afins. Infelizmente, não achei a pinagem da fonte lá, mas achei outra coisa muito interessante.

Na seção principal do fórum havia uma thread “fixa” com o título “Game Gear turns itself off/screen is unreadable/sound is gone/screen flashes“. Opa, tem alguém descrevendo exatamente o meu GameGear! Lendo a thread descubro que o problema é causado por capacitores defeituosos na placa-mãe, que “vazam” com o passar do tempo, e que há um tutorial ensinando como substituí-los.

Meu GameGear tem uma placa-mãe modelo VA1. Peguei no tutorial a lista de capacitores correspondente (são 12 na placa mãe) e dei um pulo em Sta. Ifigênia, onde encontrei todos facilmente a cerca de 20 centavos cada. Fora os valores de capacitância, minha única preocupação foi encontrar os menores capacitores possíveis, por causa do espaço limitado dentro do gabinete. Mas no final das contas ele não é tão crítico assim, e consegui soldar todos eles sem muito malabarismo. Pode ser difícil encontrar capacitores com a voltagem exata mencionada na lista (ex: 6.3V), mas componentes de voltagem maior (10v, cheguei a ter de usar um pra 35v) servem.


Placa-mãe de um GameGear “VA1” com os capacitores marcados. Crédito: smspower.org

A foto acima mostra a posição dos capacitores. A troca se resume a “descolar” eles da placa-mãe usando uma pinça, dessoldar os terminais e soldar o componente novo no lugar. Quando vaza o eletrólito deixa um resíduo sobre os terminais, que pode dificultar a soldagem dos novos componentes (a solda parece “não pegar”). Limpar o resíduo com um cotonete embebido em álcool deve resolver o problema, e usar solda com fluxo ajuda ainda mais. Não custa lembrar que capacitores tem polaridade, marcada com os símbolos + e – no corpo dos componentes e na placa mãe. Tenha cuidado para não soldar nenhum componente “invertido”.

Depois de mais ou menos uma hora dobrando perninhas, arrancando capacitores velhos e queimando os dedos no ferro de solda, meu GameGear voltou à vida e está tão bom quanto novo. Foi um reparo rápido, barato e que vale a pena.

Máquina de Arcade: Gambiarra I

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Segundo passo nos meus planos de dominação mundial, ops, construção de minha própria máquina de arcade: transplantar os componentes para um “gabinete” temporário para que eu possa deixá-la montada em um canto e facilitar os testes. Afinal de contas limpar a mesa da cozinha, pegar a placa, a fonte, o HD, ligar tudo, catar o monitor do Gabriel, etc e tal não é produtivo.

O plano: dar um pulo em uma loja de materiais para arte, comprar placas de MDF (um tipo de compensado, mais resistente) e montar um caixote para abrigar os componentes. Mas minha preguiça, combinada ao mau-tempo constante em São Paulo nos últimos meses, interferiu e resolvi não sair de casa.

Plano B: seguir o conselho do Leandro Pereira, que disse no Twitter: “monta dentro da caixa”. Faz sentido, a placa-mãe veio dentro de uma caixa de papelão razoavelmente resistente e do tamanho certinho. Não caberia a fonte, mas ela é bem protegida e pode ficar externa, nem o HD, mas para testes iniciais um pendrive de 16 GB dá e sobra. Então mãos à obra!

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Máquina de Arcade: Está viva!!

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As peças para o gabinete chegaram na segunda pela manhã, e corri para casa no final do expediente para poder brincar pelo menos um pouco com elas. Montei tudo, espalhado mesmo, sobre a mesa da cozinha aproveitando um teclado e mouse velhos que achei em um canto e o monitor LCD do micro do Gabriel. Para ver se funcionava, tasquei um pendrive com o Ubuntu 9.10. E não é que funcionou de primeira?

Gostei do desempenho do Atom 330 no geral: a máquina é silenciosa e “esperta”, responde rapidinho sem te deixar esperando. Infelizmente, os testes com o SDLMame desapontaram: o desempenho em um Atom dual-core não foi muito superior ao em um Atom single-core (no meu Dell Mini 9): Neo*Geo roda a 100% com frameskip zero, mas Out Run chega a só 60% da velocidade (e som sempre ruim).

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Máquina de Arcade: Testando software

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As coisas não saíram exatamente como o esperado, e as peças para a máquina de arcade não chegaram na sexta-feira. Com isso, os testes que eu tinha planejado para o fim de semana com o hardware “real” foram por água abaixo. Mas nem tudo foi perdido.

Aproveitei a manhã de sábado para visitar algumas lojas na vizinhança de casa em busca de chapas de MDF para um gabinete improvisado, mas não tive sorte. E a preguiça me impediu de me aventurar mais do que alguns quarteirões além de casa, portanto a ida à Leroy Merlin mais próxima ficou para depois.

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Projeto de férias: máquina de arcade

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Gabinete "Bartop"Se tudo sair como planejado (e isso é raro) entro em férias em pouco mais de duas semanas, pela primeira vez desde… caramba, desde 2001. É, eu sou louco mesmo, mas isso não vem ao caso (será?).

O que importa é que preciso de um projeto para me manter ocupado durante este período. Já tentei “projetos de verão” antes, mas a maioria foi por água abaixo por falta de tempo, e pela primeira vez este fator não vai estar contra mim. Então decidi tocar uma idéia que tenho na cabeça há MUITO tempo: montar minha própria máquina de arcade (ou, como chamavam na minha terra, “fliperama”). Não, não é essa da foto.

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