CentSDR rev1の製作記録

TT@北海道さんから発表されていたCentSDR rev0がrev1に更新された。
難易度が高いことを覚悟し製作に挑んだ記録です。

結果、QFPタイプのICはんだ付けに慎重さを必要とするが難易度は高くない。
しかるべき工具が揃っていれば、確実に完成できるキットだと言える。
注意点としてCPUチップのランドが簡単に熱で浮き、剥がれやすいこと。(これは想定外)

工作の段取り
1. 工具ならびに冶具の用意
  温調半田ごてFX-600+こて先T18-S4
  ルーペ(10倍くらい)、双眼顕微鏡(20倍)
  0.4mm径の半田、半田吸収線、フラックス、居酒屋ガレージ謹製の文鎮、、爪楊枝、孫の手ルーペ
  アルコール、綿棒、デザインカッター、ピンセット、ラジオペンチ、クリップ
  ペン、マーカー
  SMDテスター、テスター、GigaSt、VNWA
  USB電源、MicorUSBケーブル、ST-LINK V.2
2. 組み立て説明書の熟読
3. 部品配置図部分の印刷
4. PC画面に回路図、部品配置図、手順をを映しながら工作。
 ピンセットは事前に消磁しておいたほうが良い。
 チップ部品のはんだ付けに慣れるため、チップコンデンサーを一通り取り付け、
 その後は公開されている手順書に沿って進めた。
  部品取り付け毎に部品配置図をマーカーで消し込み。
5. ファームウエアの書き込みと動作確認

TT@北海道さんから頒布いただいた部品。
自前で用意した部品は以下の4点。
・ 2.2インチ 240x320ドット/TFT液晶/SPIインターフェース
  中華市場(eBayから)から入手
・ ピンソケット low profile 9ピン(秋月電子さんから)
・ L字ピンヘッダー 8ピン
・ ロータリーエンコーダー(秋月電子さんから)
工作に使用した工具。
TT@北海道さんのキットにはこれらの工具が必須。
頒布された部品の員数チェックのため、SMDテスターを
用いたが、頒布された状態で問題はないため不要。
中華市場から仕入れた30x35という表記のルーペ。
しかし30倍の倍率は無く、せいぜい10倍程度。
 30x35ルーペからCPU付近のパッドを見るとこの程度に拡大される。
レンズ下面から対象物まで30mm程度の隙間があるため、
はんだゴテやピンセットを取り回すことは十分にできる。
両手を使って作業をするためにルーペをマグネットベースで固定。
はんだ付けの対象物の高さに合わせてピント合わせが容易。
爪楊枝の先端をカッターナイフで削り、チップ部品の押さえ冶具を用意。
ピンセットでチップを運び、爪楊枝で基板に押さえつけ、フラックスを塗る。
糸はんだとはんだゴテを両手に持ち、一気にはんだ付けを敢行。
このツールの投入により、チップ部品のはんだ付けの手間が激減。
このキットの注意点はCPUのパッド。(QFP)
半田ごてで熱し過ぎると、パッドの接着が溶け、基板上を移動し、
はんだ吸い取り線でこするとずれてしまう。
結線されていないパッドは要注意。
(パッドの修復と曲がったCPUピン2本の修復に15分!も…)
このキットの最難関がCodecチップ。
1ピンだけQFNパッケージの足に薄くはんだを盛り、
基板のパッドに乗せて半田ごてをパッドに当てると仮固定される。
QFNパッケージの全ピンに半田を薄く盛ると基板に置いたときに
水平がキープできないためはんだ付け不良が発生する可能性あり(私の場合)。
4方のピンとパッド位置を合わせるため、細かい位置あわせを行う。
基板を斜め上から見ること、はんだ付けすること・・・・。
この位置あわせに10分くらいかかった。
QFNは位置合わせがすんでしまえば、あとはフラックスをパッドに塗りながら
はんだ小手先についた「はんだ」だけでパッドを熱するとチップの下に
「はんだ」がす~っと流れ込んでいく。

はんだ小手先へのはんだ供給は近くのSMDチップを
取り付けたパッドからすくい取る。
ST-Link V.2からTCK/GND/TMSを引き出し、基板に接続。
Windows 7上でSTM32 ST-LINK Utility Ver.4.0を起動。
TargetメニューからConnectを選択するとCentSDR基板上のCPUが認識される。
TargetメニューからProgram&Verifyを選択。
開発元から提供されたch.binを書き込む。
CentSDRを再起動、PC上のDevice Managerで確認すると
Serialインターフェースが認識されている。
26MHzTCXOのクロック動作を20dBのアッテネーターを入れたVNWAで確認。
TCXOからおおよそ0dBm弱の信号が出ている?
26MHzのTCXOはスプリアス多数。
Si5351の出力信号にどの程度の影響が出ているか不明だが、
SDR受信にも少なからず影響は出ているだろうと予測。
Windows PCからシリアルポートでChibi-OSとコミュニケーション。
提供されている設定のパラメーターはソースコードを参照しないと不明。
基板にすべての部品を取り付けたところ。
TT@北海道さんから今まで提供していただいたキットの中で
一番はんだ付けしやすかった。
成功要因は半田ごての温度を少し高めに設定したこと。
一部のICのパッドが短く、はんだを流し込むためにルーペ必須。
トラブルなく、正常に動作しました。
AGCが動いている状態では若干ノイジーなのでマニュアルゲイン設定が
私の環境ではよさそうです。
操作性は慣れの問題ですが、使いやすいユーザーインターフェースに
仕上がっています。
USB電源はできるだけノイズの少ないクリーンなものを使うこと。
フロントエンドのアンプ(BGA2817)は50オームインピーダンスのため、
アンテナはしかるべきマッチングを取れるものが望ましい。
このSDRにBGA2817を投入するのはもったいない?!


以降、
適時、動作結果を追記します

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