JA1WBYの電子工作 
P06 「CentSDR基板」の組み立て記
(配布のPT基板の組み立て)


2018/01/21 1st 製作構想開始
2018/xx/xx 誤記訂正は随時更新
2018/12/01 xxx目標
1)まずは(概要)を・・・・!
 今回、年末来の落ち込みを何とか打破したいな〜とWEBを色々と徘徊していましたら、興味深いkitが目にとまりました。
 名前は「CentSDRキットVO.1」TT@北海道さん です。

まだ目にしたばかりなので情報に誤記があるかもしれません。が ざっと下記のようであります。
@スタンドアロン動作が出来る。
ALF帯〜HF〜VHF帯(100KHz〜50MHz)までのSDR(受信機、受信専用)である。
B一応Kitが用意されている。
Cまあ〜懸念(リスク)もある。CPU?がSTM32xxxxなのである。私は今までに触ったことも無い。
Dまあ〜懸念(リスク)もある。AVR系は初めてのCPU?となり、これから勉強です。
まあ〜今までだったら絶対に手を出さないICなのだったのだが・・・選択理由が上記なので これから、一からの試行錯誤が延々と続く予定である。(途中で脱落しなければ)

*)どこかで、送受信機の記事もあったが、こちらでも「mcHF」送受信機のSDRの完成記事もあったような気がしましたが・・・。尚 送信機能があるのでハードルが高い、アマチァ無線家用だね。
(あっら、JL1VNQさんのCentSDR基板の写真が・・・・・載っているわ・・・
 ありがとうございます。書込み器?のタイプは、使いこなせるかは別ですが)

*)どこかで見た「HFコンバータキット」も同じ作者でした。活発に色々と記事や講演をなされている。
 (今まではパラパラとタブレットでちょい見だったので作者までは記憶していなかった。)
 (そう言えばここのHP言語?(Tumblr)サービスも初めて知りました。)

これは趣味の製作実験記録です。応用には自己責任でお願いします。



1) 2018-0121)
まづ Kitが到着致しました。
 私の1品物ですから基板のパターンimageを参考に残しておきます。
 (部品が搭載されてしまうと何かあったときにパターンが追えないので、しっかり備忘録に。)



それでは・・・法事も控えているのでしばらくはこのまま封印を。
そして不足部品の発注を・・・。LCDと 秋月でR-SW & Si5351Aを。
1)あれれ、リンク先のアイテンドウの2.2インチLCDでは説明ではILI9340となっている、これでもいいのかしら?
(だがキャリー基板にはILI9341としるしてあるが?。)
2)eBayのはILI9341であっている、これにしようかな。
 今ポチレば2月初旬ごろに入手可能。約半値だし。・・・ポチリました。


2)それではSTMxxxx・・・とは。教本は。
WEBで色々と検索したら・・・いっぱい出て来て・・・何を選べばいいのやら・・・。
そこで1つ、本は絶版みたいだがWEBに補完記事が出ていた、これが良さそうです。取り合えづは参考に勉強。
 「マイコン徹底入門」補完サイト(CQ出版サポートページ)
左側の項目を見るとうんざりするほど沢山の項目がある?。言語と意味をまづ手ががりに・・・・と。

3)STM(マイクロコントローラ、ICは)はここにあった沢山の資料が 「st.com」
STM32F3シリーズを見ると詳細が出てきました。色々・・・M4コア・・・だとか、一度は耳にした言葉だが忘れた・・・
冒頭だけをチョットコピペしておこう。コピペはまずいね。
The STM32 F3 series combines a 32-bit ARMR?CortexR-M4??core (with FPU and DSP instructions) running at 72 MHz with a high number of integrated analog peripherals leading to cost reduction at application level and simplifying application design, including:
色々サポートがあると言っても私にはわからんが、詳しくはじっくりと見てみることにいたしましょう・・・・。日本語にしても変わらない・・・ので。


4)それでは書込み器は・・・・・と。
WEBで色々と検索したら・・・いっぱい出て来て・・・何を選べばいいのやら・・・。
こちらの秋月にもいっぱい載っていますが。・・・やはり選択に迷う・・・ん〜。
こちらの 「Nucio」製品名なのかしら、シリーズでは何が良いのだろうか(書込みだけに絞った時に。

 (まだ、この違いが理解できてない、端についているあの書込み器みたいな部分が必要なのだ。)
(8項で調べたら・・・Nucleo-F401RE が良さそう(例題で使われている。
@STM32 Nucleo Board STM32F401 [NUCLEO-F401RE] 通販コード M-07723) 1800円)
A説明書の Figure 8. Using ST-LINK/V2-1 to program the STM32 on an external application が参考図かな?。




 (こちら、専用品みたいだが。)


5)まだ、LCDが来るまでには大分時間があるので「CentSDR」で検索にてNETを徘徊することにいたしましょう・・・・
 (LCDが来たら部品付けをしようと思います。)


6)2018-0121)へ〜。書込み器の選択もタイヘンダ〜。
こんなつぶやきが旅の途中Leo さんが見つかりました。
 (どおりでバイナリーファイルが3種類もあるのですね。)


7)2018-0122)ほほ〜。書込みソフト名がここにあった〜。

 ST-LINK/V2をサポートしていれば基板タイプのやつでも使えると言うことですね。


8)2018-0122)書込みソフト名・・「Keil」が
ARM社のIDE(統合開発環境)なので良さそうだ。Nucleoについて と IDE の説明がある。
「Keil」がARM社のIDE(統合開発環境)
ハードは4)@項の [NUCLEO-F401RE] 通販コード M-07723) 1800円で。



9)2018-0123) 書込み器 と 不足部品の手配を(昨日は大雪でしたね。)

1)2.2'inch TFT LCD SPI ILI9341 240x320dot : ebay に注文済 $6.79
2)STM32 Nucleo Board STM32F401 [NUCLEO-F401RE] 通販コード M-07723) 1800円
3)Si5351A-GT OSC :秋月 I-10141 150円
4)ロータリエンコーダ :秋月 P-05771 270円 手持ちあり
5)ピンヘッターソケット(9P):秋月 C-5779 80円(42P) 手持ちあり
***パソコンは? うちではWin10の32bitだが大丈夫だろうか?32bit板の方が古いソフトが使えるので。
***まあ〜、Win10の64bit版もあるので・・・いざと言うときには・・・使えるが。



10)2018-0126)書込み器が来た〜。
一緒に不足部品もたのんだので来ました。あとはLCDを待つのみ、となりました。
このブリックパックは取り出しにくかった。このまま保存ケースとして使えればいいなと思ったのに・・・NG。

 ST-LINK/V2をサポートしていれば基板タイプのやつでね。


11)2018-0131)ええ〜。何これ・・・・
ソフトウェアの入手。-->ST-LINK-SERVERをダウンロードしようとしたら・・・・手違いで
こんなことになった・・・Mailがいっぱい来ました・・・・。恥ずかしいことに・・・。


来た、E-Mailのアドレスにクリックしてそこからダウンロードすれば良かっただけの話しだが、
無知とは恐ろしいことだね。
これでST-LINK-SERVERがダウンロードできてインストールが出来ました・・・・遠回りしたが良かったね。


12)2018-0131)ええ〜と今度は(本当はこれが1番先だね)keil μVersion5のダウンロード
ここのHPを開いて「MDK-Arm」ソフトウェアをクリックすると
Enter Your Contact Information Belowの画面が出るので必要事項を入れます。
Company:を空白のままにしたらErrがでましたのでnoneにしたら・・・ダウンロードにたどり着いた。
これは数分間かかった・・・がOKでした。直ぐにUpdateが始まった・・・これも無事にOKとなりました。
アイコンが出来ました・・・。

画面がからっぽだったのでPACを開いた(インストール)らこんな画面になりました。


13)2018-0201)別の所からもダウンロードしてみました・・・日本語サイトだったので。
何分にも、何もわからないのでNETを徘徊していたら日本語サイトが見つかった。
「MDK-ARM v5.24a」の無償評価版がありました。ファイルは本家とたぶん同じだと思うが?。
ここを見たら日本語化もできることが解りました。が・・・使い方は・・・未だつかめていない・・・・?。

 まあ〜ここだけ日本語化できてもな〜。やり方を覚えないと始まらない・・・・。
まあ〜ここにアプリケーションの作成方法がありますが、理解できるかどうか・・・?。


14)ここにもあった、大まかなことが解りやすいです。
まあ〜あちこちにあるのね。ARM製品の用途と機能の一覧表
まあ〜ここでは大雑把に、理解できる?かどうか。


15)2018-0202) 今度はST-LINK-V2のインストールです。
 ここが解りやすいかね。
まあ〜ここが解りやすい?。有限会社りばいぶ(チョット古いが)


16)今度はST-LINKのユーテリティのインストールです。
 なにやらややこしいね・・・番号順に新しいものかと思ったらここでは違うのだ、
アップデートや、ドライバーだったり、ユーテリティだったり・・・ややこしいね。
まあ〜やっと、ユーテリティがインストールできたので画面をUPしておこう。
やっとボードとCPUが見えたね・・・良かった。良かった。


これが動けば取りあえずバイナリーファイルは書き込みができそう・・・だね。


**** 備忘録 ***************************
17)2018-0202) 「ST-LINK-V2」(ユーティリティ)のインストール。
 何やら色々と回り道をしたが。バイナリーの書き込みだけならこれだけで良いみたいだ。
「STSW-LINK004」のダウンロードです。
必要に応じて
Software Development Toolsから
STM32CUBEPROG:ST:STM32CubeProgrammer software for programming STM32 products
STSW-LINK007:ST:ST-LINK, ST-LINK/V2, ST-LINK/V2-1 firmware upgrade
STSW-LINK009:ST:ST-LINK, ST-LINK/V2, ST-LINK/V2-1 USB driver signed for Windows7, Windows8, Windows10
 などを追加すればいいと思います。
***********************************
肝心なのは「STSW-LINK004」で、うまくいけばこれだけで良いのかもしれませんが?。
(STSW-LINK009 も入れてしまったので判りません。)
画面写真は[Connect to the target]釦をクリックすると自動でこの画面が出ます。

(Ps。今日のWin10のUPグレードでこのドライバーが行方不明になりました、バカなWin10め)


18) 明日から組み立てを。 まだLCDは来ていないので・・・ぼちぼちと。
 ARMって、なにやらややこしいね・・・まあ〜慣れの問題かも・・・・ねと、自分で慰めて置こう。
 では・・・明日から半田ごてを握るぞ〜・・・・と。


19)2018-0203) KitのPT基板組み立て その@
1)電源IC取り付け=3.3Vout OK
2)XTL,U3,U7取り付け=26MHz MCLK OK
3)U4,U5 IC取り付け、ST-LINK/V2で 下記のようにPT基板のターゲットICを認識した OK


4)バイナリ-フアィル「ch.hex」を書き込む=OK画面


5)PT基板の途中の写真U4,U5取り付け時=MCLK=OK、LO=?D1=LED点灯している、Pow=Onでパルス確認
 消費電流は5V側で約40mA位。

(LEDは小さくて行方不明中で代替品)


20)WEBで見ても書込み風景写真があまり無いのでUPしておこう。(備忘録に)
普通はちゃんとピンヘッタを取り付けて下さい。(無保証)線色も無関係ですご注意を。
電圧、電流は約 5.14V/40mAです。接続ワイヤーはサンハヤトのTTW-200の改造品


 ここまで来ると早くLCDを載せてみたいね。アイテンドでもGetしておけば良かったかな。
 まだ、LCDは来ないが・・・さあ〜今日はここまで・・・・明日は続きの組み立てを・・・・。


21)2018-0204) KitのPT基板組み立て そのA
PT基板の部品の取り付けがほぼ終わりました
 消費電流は5V側で約50mA位。


(あとはLCD待ちとなりました、あのLOのパルス出ずの懸念ものこるが?。)


22)2018-0206) 2.2インチの液晶が来ました
来たのはebayの物だが反対側が写真の4PINの物では無く5PINのものだった
(でも、アマゾンの写真の物とはパターンが異なる別ものだ)

(LED用にJ1に10Ωを取り付けました)


23) 早速取り付け・・・電源ON 
アレレ・・・LCDに表示しない・・・?何で〜・・・。
1)MLCKの8MHzはOKである。
2) D1の5msのパルスが出ていない(Hi=3.3V)
3)電源のON/OFFでD1が点灯(H)したり、しなかったり(0V)の時がある。不規則の現象。
4)LCDが下の画面の時と、ただ真白になる時がある。
5)神様は私に試練を与えたのか・・・要らんものを。

(・・・まあ〜何か、何処かに不具合があるのだろう・・・・が?)


24)・・・何が・・?なのか。現象を・
 まあ〜どこかの半田つけ不良があるのだろう・・・・II2が?
1)D1点灯時(H)=0.1A/5V :MCLK=8MHz OK
2)CPUの7(NRST)=H
3)DACの31(/RESET)=H
4)D1点灯しない時(L)=0.06A/5V :MCLK=Low
(U5,2--->R9----D1---GND)ここの解釈間違っていたらまずいので表記)
5)LCDの4(RESET)=H
6)CPUの2(LED1)=H又はLの時がある。(5mSのパルスが出ない。)
6) LOの出力=0V NG
(Si5351の端子電圧を下記の図に示す)

(SDA,SCLが上手く動いていないみたいだが・?:ショートはしていない電源ON/OFFでH/Lになるときがある。)
6)CPUのLED1の5msのパルスはなにが成立した時に出るのだろうか?。

7)書き込み方法が悪いのか?、も不安になって来ました。
8)電源の消費電流が多すぎるのか・・・RESETのふぞろい?。立ち上がりはかなり早い気がするが。
9)ハンダブリッジ(U4(DAC-IC)の29-30)が見つかり、修正したが直らない・・・?。 今日はここまで・・・


2018-0207) まだ2方には了解を得てないので写真は未UP。
25)書き込み方法の検証を。こちらはjl1vnqさんのHPから拝借した写真です。
 残念ながら書き込み器のタイプは判別出来ませんが6本の線で接続されています。

(・・・まあ〜、この時はSentSDRには電源は不要かな?)


26)書き込み方法の検証を。そしてもう一つはjg3pupさんのHPから拝借した写真です。
 書き込み器はL476タイプ、判別は3本の線で接続されています。

(・・・まあ〜、この時はSentSDRには電源は必要かな)


27)ん〜、書き込み方法はどちらでも良さそうに見えるのだが・・・?である。
 1)書込みに何か・・・設定が必要なのだろうか?である。
 2)ここは慌てずに落ち着いて基板の部品の総点検を・・・
 3)SCL,SDAの動きがキモになっているっと思うがドウダロウ・
 Si5351は秋月で安かかったので予備をGet済みであるが・・直ぐ交換とはやりたくない(?中なので)

 ちょっと頭のクーリングダウンの時間を・・・・



2018-0218)
28)(m-m)の49日の法要も終わったが中々モチベーションが上がらい・・・・むしろ下がっている・・・
1)その間に同じようにLCD非表示の経験をしたja5ojf様からの励ましのメールを戴いた。ありがとうございました。
2)また、作者の高橋様からもアドバイスを戴いた。有難いことです。
まあ〜完成された方には参考にならないがメールを戴いたアドバイスを無断ですが公開しておきます。
-----------------------
松崎さま: 高橋です。CentSDRの製作記をWebにレポートありがとうございます。 拝見したところトラブルが生じているようですので、おせっかいながらご連絡いたしました。 8MHzが出ているのでSi5351Aは動作しており、ファーム書き込みは(少なくとも一部は) 成功している可能性が高い。I2Cは動作している(Si5351AはI2Cで制御するので) PCからUSBが認識できているかを確認いただくのが良いと思います。 5msが出ていないことから、CODECが動作していない気がします。 (CODECがI2Sマスターとして動作し、48kHzのWCLK、1.536MHzのBCLKで転送が 進行し、MCUが一定量受け取ると5ms毎に処理が進む感じです。WCLK,BCLKを確認 ください。多分出ていない) しかし、CODECだけが原因とすると、画面が出ないのはちょっと解せないです。 MCUが8MHzを受け取っていない可能性もありそうです。(最初内部のRC-CLKで 初期化が進行しSi5351もそこで設定。その後8MHzで駆動するよう切り替えるのだが、 そこで失敗?) ・CODECの半田不良 ・8MHzがCODEC, MCUで受け取れているかどうか LCDなしで50mAはちょっと少ないです。実績では95mAです。 解決を願っております
作者様からのアドバイス・・・・有難いことです。

でも、この工作(PT組み立て)で少しはモチベーションが上がるかと思って注文したkitですが
すんなり完成しなかったことでさらにモチベーションが下がって負のスパイラルになってしまった。
(まあ〜、半田付けには自信があったのだが、DAC-IC(Codec)を外す道具もスキルも無いので、これからどうするかをゆっくりと考えます。)
ここは、思いきって、早く組み立てなくては作者に悪いと思う気持ちを捨て。
以後は、気がむいたら再開したいと思います。

29)USBからの接続とは下の画面で良いのだろうか?。
 USB(COM3)が追加・・表示されました。


30)
(・・・まあ〜何が原因かは判らないが・・RCと外部CLK8MHzの切り替え動作がおかしいみたいだ。)


2018-0222)
31)少し落ち着いたので「CentSDRの不具合事象」を整理しておこう。
1)組み立ての完成写真。(C13は関係なし、取り外し中)


2)通電の様子1(D1が点灯する時と、点灯しない時がある。PWR=ON/OFF/ONで、規則性は無い。)
・電源ON、5.1V/0.10A。D1点灯時。 D1点灯(パルス点灯では無い。R9で3.3V)
・U7-3Pin 26MHz、U3-2Pin=26MHz OK
・MCLK(TP端子)8MHz、U5-5Pin=8MHz OK、U4-1Pin=8MHz OK。
・LO=0V(TP端子)、U3-9pin=0V、U3-10pin=0V NG。


3)通電の様子1(D1が、点灯しない時。)
・電源ON、5.1V/0.05A。D1点灯なし。 (R9で0V) NG
・U7-3Pin 26MHz、U3-2Pin=26MHz OK
・MCLK(TP端子)0V、U5-5Pin=0V、U4-1Pin=0V NG。
・LO=0V(TP端子)、U3-9pin=0V、U3-10pin=0V NG。
この時はLCDが全面真白の画面になります。5.1V/0.12A



4)通電の様子 LCD取付け時。(D1が点灯する時と、点灯しない時がある。PWR=ON/OFF/ONで、規則性は無い。)
・電源ON、5.1V/0.14A。D1点灯時。 D1点灯(パルス点灯では無い。R9で3.3V)
・U7-3Pin 26MHz、U3-2Pin=26MHz OK
・MCLK(TP端子)8MHz、U5-5Pin=8MHz OK、U4-1Pin=8MHz OK。
・LO=0V(TP端子)、U3-9pin=0V、U3-10pin=0V NG。


LCDを良く見ると右端に1列dotが点灯しています。写真を参照


5)USBからの接続とは下の画面で良いのだろうか?。
 USB(COM3)が追加・・表示されました。


**)WEBで見ても書込み風景写真があまり無いのでUPしておこう。(ST_LINKを使用した。備忘録に)


ST_LINKを使用した書き込み方法はたぶんこれで良いと思います。




6)でメールのアドバイスでUSBから認識はどうだろうと言う文言がある・・・
・・・と言うことは上のST-LINKからのことでは無いのかな?と思った。
<8MHzが出ているのでSi5351Aは動作しており、ファーム書き込みは(少なくとも一部は)
<成功している可能性が高い。I2Cは動作している(Si5351AはI2Cで制御するので)
<PCからUSBが認識できているかを確認いただくのが良いと思います。
ではと直にUSB端子に接続して見ました。エエッ・・・ここが関係するの?・・・USB-DM/USB-DPがU4のCPUに接続 されています。が・・・。
Win7ではデバイスドライバーがなくてNGでしたが、Win10ではOKになりました。

早速、パソコンにじかにUSB接続して見ました。
デバイスドライバーの検索動作をして下記のCOM3が追加されました。(Win10)

と言うことはCPUが壊れているのではないね。
それとも、ソフトの書き込みに失敗しているのかな・・・?。


7)ST-LINKの接続では下記の画面のようにベリファイがとれていますので・・・いやはや何とも・・・判りません・・・。

まあ〜、今の所はIC交換の道具やスキルもないのでどうするかはやる気がでた時に・・・・・・考えます。








99)  *** 雑感想 ***組み立てが始まったので あくまで個人の感想です。随時更新
 1)kitを手にした時の第一印象・・・えぇ・・チチャイ・・・これ組み立てられるの・・・?。
 2)WEBで見ると何人かの方々はもう既に完成しているが・・・組み立て難易度についてはコメントが無い・・・す。
 3)kitを組み立て始めると難易度の高さが身にしみてくる・・・大丈夫か〜?。難易度大。
 4)(簡単に言えば、0.5mmのQFP-ICが簡単に半田付け出来るような道具と腕が必要です。)
 5)(また、R1〜C4、C6〜C32はは隣どうしのピッチをあと1mm位広げて欲しいね。)
 6)(特にC21はもっと左によって欲しかった。)
 7)(また、イーグルCADであれば100x80mm位の大きなPT基板で2012タイプの個別部品であれば組み立ての難易度は格段に 下がると思います。)
 8)(また、個別部品のシルク文字サイズはもう1ランク小さくても良いのかなと思う。)



P06)  --- END ---  つづく 





100):参考文献
1)トランジスタ技術2017-11号
2)実用真空管ハンドブック(誠文堂新光社)
3)ラジオ技術2009年12月号(アイエー出版)
4)真空管規格表/CQhamradio 2001年11月付録
5)ぺるけ氏のHP「情熱の真空管 / PassionateTubeAmplifier」
6)手作り真空管アンプのページ
7)aitendo
8)Computer Radio RF Tech
9)その他。


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