Tu peux jouer en WPA normalement pourtant sur 2DS pour jouer aux jeux 3DS 
A la rigueur, avec la configuration que tu fais, essaye de changer les DNS de ta connexion, ne les mets pas en automatique, mais en manuel.
Et apres tu écris les DNS Primaire et secondaire (voir dans le lien) selon ta box dans les parametres de connexion de ta 2DS,
http://www.commentcamarche.net/faq/1496-serveurs-dns-des-principaux-fai
Pour voir, si cela fonctionnera apres 
Apres si c'est vraiment la clé qui passe pas, ba je sais pas, tu l'as copie correctement sur ta 2DS au moins ? 
Et aussi, quand tu changes la clé de WPA a WEP de ta box, normalement il faut la redémarrer pour que le changement se fasse, donc c'est peut-être parce que tu n'as pas redémarrer ta box le probleme, et que finalement ta 2DS ne capte pas ta "clé".