Chirp mag keine Staunässe

Eine längere Zeit überwachten Chirp zwei meiner Topfpflanzen.

Nachdem Topf 2 deutlich größer (und vor allem tiefer) ist, zirpte der Sensor sehr früh, weshalb ich nach dem Prinzip „aus zwei mach eins“ die Sensorfläche deutlich vergrößerte.

Funktionierte etwas besser aber nicht ganz so gut wie erhofft. Dazu kommt, dass die Pflanze an einem eher schattigen Plätzchen steht, wodurch eher geblinkt als gezirpt wurde.

Irgendwann war ich dann mal im Urlaub und Mutti hat das Gießen übernommen und anscheinend (vielleicht war’s auch ich) die Elektronik mitgewässert.

Also: gar kein Zirpen/Blinken mehr, also wieder nach Gefühl (viel zu viel) gegossen aber den Sensor in der Erde gelassen. Irgendwann hab ich ihn dann doch herausgezogen und dann war auch klar, warum das Teil nicht mehr funktioniert:

Der Grund für die zwei Flachbandkabel: das eine – klar – das Programmierinterface (das hier auch für die Stromversorgung mit zwei AA-Zellen verwendet wurde), das andere zu einem NR24L01+-Modul. Ja, die Chirps haben funken gelernt, sind aber noch nicht in einem Zustand, in dem ich es veröffentlichen möchte.

Am Batterieclip lag die ganze Zeit Spannung an und dementsprechend ist das Teil sprichwörtlich abgefault:

Auch auf der anderen Seite haben sich an der Stromversorgung Kristalle gebildet:

Leider war ich in Chemie nie ’ne Leuchte, könnte also nicht sagen was zu was reagiert hat.

Erstaunlicherweise hat sich der Lötstopplack so ziemlich nur auf dem Kupfer gelöst:

Das Kupfer darunter war noch erstaunlich blank:

Trotzdem, da muss ich mir überlegen, wie das Teil besser vor dem Milieu im Blumentopf geschützt werden kann.

Deckel über die Elektronik geht nicht, wegen der LED a. k. a. Lichtsensor, Coating geht auch nicht, weil sonst die Batterie nicht mehr getauscht werden kann.

Für die Sensorfläche wäre die Frage: Welcher Lack ist naturverträglich und hat möglichst wenig Einfluss auf die kapazitive Messung? Hmm.

…und er loggt doch.

Nachdem ich gestern nun die Dose des Neo geöffnet habe, gab es nichts mehr zu verlieren.

Da die Leiterbahn zum (de-)aktivieren des externen Flashs auch unter dem GNSS-Chip mit Masse verbunden ist, muss der erst einmal runter. Ich habe zwar schon einen BGA mit knapp 1200 Balls und extremer thermischer Masse erfolgreich getauscht, allerdings mit entsprechendem Equipment. Bei Tausch von kleinen QFNs habe ich mich bis jetzt aber erstaunlich blöd angestellt. Entweder zu viel Flussmittel oder zu viel Lötzinn. Dabei tanzt der Chip beim Erhitzen lustig vor sich hin, senkt sich aber nicht richtig ab. Dann ist ein Re-Rework fällig. Schlecht fürs Material aber meistens klappt es.

Aber zuerst muss der IC runter. Mit Heißluft bei etwa 380-400 °C und niedrigem Luftstrom (damit es keine anderen Bauteile wegpustet) um die Bauteile kreisen um die Komponenten nicht zu schnell zu erwärmen. Kurz nachdem das noch vorhandene Flussmittel verflüssigt, sieht man auch eine leichte Glanzveränderung am Lötzinn – der „sweet spot“ zum Herunterpicken der Bauteile ist kurz danach.

Nach etwas Geduld zum Abkühlen der Leiterkarte sieht man, dass nur ein einziger verdammter Pin mit der Massefläche verbunden ist. Man muss nicht raten, welcher das ist:

Mit etwas Flussmittel und Entlötlitze kommt das bleifreie Zeug zunächst runter, um es anschließend mit einer dünnen Neuauflage Sn60Pb40 zu ersetzen. Dabei habe ich den Pads außenherum mehr Zinn gegeben als der Massefläche unter dem Chip. Natürlich darf das Auftrennen der Masseverbindung zu Pin 29 nicht fehlen. Wer den Unterschied zwischen bleifrei und bleihaltig nicht kennt: Bildvergleich – bleifrei (oben) ist ziemlich matt, bleihaltig glänzt deutlich stärker:

Zwischen dem Verzinnen und wieder Bestreichen mit Flussmittel einmal mit Isopropanol waschen – Beim Ent-, Ver- und wieder Entzinnen entsteht Zunder und manchmal backt das Flux fest – das will man nicht unter Bauteilen haben. Anschließend ist der Chip dran, der ebenfalls vom Bleifrei-Lot befreit wird. Mit dopptelseitigem Klebeband auf dem Tisch bleibt er auch nicht am Lötkolben hängen.

Hier im Prozess: vertrocknetes Flux und noch nicht ganz verzinnte Pins. kleine Zinnkleckse auf der Massefläche (hier rechts oben) sollten entfernt werden, da sie den Lötprozess stören.

Nun kann der IC wieder platziert und verlötet werden. Wieder mit Heißluft mit wenig Pust und schön warm. Das Ergebnis ist gut aber nicht perfekt – der Käfer ist etwas verschoben, was aber kein Problem sein sollte:

Um vorab zu testen ob der Empfänger noch funktioniert, habe ich Pin 29 wieder gebrückt und das Modul mit Strombegrenzung (!) an den PC angeschlossen. Alles kommt hoch und nach ein paar Minuten habe ich einen GPS-Fix. Zu Glonass-Empfang lässt sich das Teil aber nicht bewegen, vielleicht aufgrund des fehlenden Shieldings?! 😉

Ok, Grundlegend funktioniert es also, aber wird der Empfänger auch mit externem Flash spielen? Ich konnte einen QSPI-Flash von Winbond ergattern. Mal schauen, ob es funktioniert.

Laut Hardware Integration Manual des UBX-G7020 (!) ist die Anschlussbelegung wie folgt (ob sie auch mit dem M8030 funktioniert?):

  • PIO0 (25) -> DI/IO0
  • PIO4 (26) -> CLK
  • PIO2 (27) -> !WP/IO2
  • PIO1 (28) -> DO/IO1
  • PIO5 (29) -> !CS
  • PIO3 (30) -> !HOLD/!RESET/IO3

GND sollte klar sein, Vcc habe ich aus Ermangelung anderslautender Tatsachen einfach an die Versorgung des Chipsatzes geklemmt.

Wieder ans Netzteil mit Strombegrenzung geklemmt: Keine Auffälligkeiten – was aber noch nicht heißt, dass es auch funktioniert. Die Wahrheit erfährt man erst, wenn man den Speicher nutzen kann, also ran an den PC und u-center wieder öffnen. Die Firmware findet sich – im Gegensatz des vollen Datenblatts – auf der Website von u-blox. Nach Anstoßen des  Updates und nicht ganz einer dreiviertel Minute warten liegt schon fast ein NEO-M8N auf dem Tisch (wären da nicht die Fädeldrähte):

Nun funktioniert auch das Logging – Mission accomplished! 🙂

u from the blox

Ich wollte schon immer mal mit GNSS-Modulen von u-blox arbeiten. Mittlerweile liegen auch ein paar Module herum. Beim „aktuellsten“ sollte es ein NEO-M8N werden, hauptsächlich, weil es relativ stromsparend in den internen Flash loggen kann und auch ansonsten relativ viel zu bieten hat.

Da die Module zwar direkt vom Hersteller erhältlich, in kleinen Stückzahlen aber sehr teuer sind, ein Blick auf eBay. Mit Antenne, kleiner Leiterkarte und und Versand mit dem Namen „GY-GPSV3-NEO“ gibt es sie schon für um die 12 Euro, also her damit! Bis es der Empfänger aus China hierher geschafft hat dauert zwar 4-8 Wochen, ohne besonderen Leidensdruck kann man das aber gut abwarten.

Packung auf und mit einem USB<>UART-Adapter an den PC – nach kurzer Zeit gibt es einen Fix und ich kann zusehen, wie die Position im Umkreis von ein paar Metern umher eiert, so weit, so gut.

Als ich in u-center (der Software zum Testen und Konfigurieren der Empfänger) Logging testen wollte passierte – nichts.

Ok, vielleicht ist eine alte Firmware drauf. Es gibt eine neuere, diese lässt sich aber nicht flashen, auch mit verschiedenen Einstellungen. Hmpf. Bin ich einem Fake aufgelaufen?

Wie sich herausstellt: ja!

Schaut man sich das Label auf dem Modul an, fällt auf, dass das Firmenlogo ausgefranst und alle runden Symbole nicht wirklich rund sind. Die Schrift passt ebenfalls nicht. Hmm, warum hat das Modul auf der eBay-Seite eigentlich die genau gleiche Seriennummer? Ist das die Nummer für die gesamte Serie?!? Klickt man sich durch die Google-Bildersuche sticht ins Auge, dass alle Module eine Datamatrix haben. Mein Modul dagegen hat einen QR-Code. Was steht da eigentlich drin? Kurz mit dem Handy gescannt: „NEO-6M-0-0001 […]“ – ich dachte, das wäre ein M8N? Nanu? Gibt man dem Modul Strom, nachdem es per UART am PC angeschlossen ist, bekommt man Infos vom Bootloader. Dort steht wiederum M8:

$GNTXT,01,01,02,u-blox AG - www.u-blox.com*4E
$GNTXT,01,01,02,HW UBX-M80xx 00080000 *43
$GNTXT,01,01,02,ROM CORE 2.01 (75331) Oct 29 2013 13:28:17*4A
$GNTXT,01,01,02,PROTVER 15.00*01

eBay-Käuferschutz zum Glück bekomme ich, nachdem mich der Händler dann doch nochmal versucht abzuziehen („Bitte den Fall schließen, damit wir das Geld auszahlen können“ – ja ne, is klar), kam das Geld zurück. Aber was nun mit dem Modul? Richtig nutzlos ist es nicht, aber doch irgendwie – weil es eben die Funktionen, für die ich es gekauft habe, nicht kann.

Aber wenn da schon ein M8 drin ist, dann sollte das doch grundsätzlich funktionieren. Gleichzeitig wäre auch interessant, was da überhaupt drin ist. Im Forum von u-blox konnte ich zumindest ein Foto mit Original und Fälschung finden. Auf dem Original sitzt ein 25Q16DV (QSPI-Flash) von Winbond, auf dem Fake nicht.

Also runter mit dem Kopf! Aber bitte so, dass es danach noch funktioniert.

Hier mal eine kleine und überaus dilettantische Collage des Shieldings von allen vier Seiten:

Am gleichmäßigsten geht es wohl runter, wenn man alles mit Heißluft erwärmt und dann den Blechdeckel abhebt. Bei meinen Fähigkeiten rutscht es in der Regel aber erst mal zur Seite und nimmt ein paar SMD-Komponenten bei denen man nie wieder herausfindet, wie sie mal drauf waren.

Nachdem das Shielding nur an ein paar Punkten aufgelötet ist, geht es auch mit dem Lötkolben. Lötzinn als Wärmebrücke auf das Blech, Schraubendreher in den Spalt einklemmen und anschließend erhitzen und vorsichtig hebeln. Leider lässt sich die Leiterkarte erstaunlich leicht delaminieren, hat es aber augenscheinlich ganz gut überstanden:

Kein Flash. In den Unweiten des Internets lässt sich keine Pinbelegung des M8030-KT finden. Wohl aber des Vorgängers G7020 (im Hardware Integration Manual, um zumindest ein Suchwort zu geben). Die Chips gleichen sich der Beschaltung ziemlich stark – warum sollte man auch ein bestehendes – durchaus komplexes – Design ohne Not ändern?

Wie auch immer, Pin 25-30 (rechts oben am Chip im Bild) sind IOs und werden – zumindest beim 7020er – für externen Speicher genutzt. Pin 29 definiert, wenn auf GND gezogen, dass nur der interne ROM verwendet wird. Die 3 Pins darunter legen in dieser Konstellation ein paar Konfigurationen fest. Das Bild im u-blox-Forum korreliert zumindest soweit man es erahnen kann mit dieser Information. Wäre nicht dieser dämliche Pin 29 mit der Massefläche verbunden. Bleibt zu hoffen, dass er das nur von außen und nicht auch von hinten ist. Ich befürchte aber, …

Ein Schnitt mit dem Skalpell später und „pieeep“ sagt das Multimeter – meh. 🙁

Ende für Teil 1.

Kein Funk ist auch keine Lösung

Die nRF24L01P sind beliebt und günstig, weshalb hier seit längerem auch ein paar Module mit den Chips herumliegen.

Getrieben durch das Vorhaben eine Wetterstation zu bauen habe ich zwei jeweils an einen Mikrocontroller gehängt.

Nachdem die Übertragung (endlich) funktionierte, ging es daran die Reichweite zu testen. Im ersten Einfach-Programm ließ ich im Sender jede Sekunde ein Paket mit Counter und den Werten des bereits angedengelten Luftfeuchte- und Temperatursensor senden.

Auf der Gegenseite lediglich eine LED, die bei jedem empfangenen Paket toggelt. Bei 1 Mbit/s und 0 dBm war schon im Treppenhaus schluss, ich hoffte aber noch, dass es im Garten noch bzw. wieder klappt, da quasi Sichtkontakt besteht. Nichts. Grmpf.

Laut Datenblatt gewinnt man mit 250 kbit/s gegenüber 1 Mbit/s 9 dB an Sensitivity, was ein wenig Quell der Hoffnung war. Leider hat das auch nicht so wirklich geklappt.

Um zumindest einen Erkenntnisgewinn zu haben, ging es in den Park nebenan um dort auszuloten, wie weit es überhaupt geht. Im ersten Versuch schaffte ich knapp 190 Meter im freien Feld und bei gut aufeinander ausgerichteten Antennen. Ohne Ausrichtung war bei etwa 70 Meter gerade noch zuverlässiger Empfang möglich.

Allerdings hatte ich keine Information, wie oft tatsächlich übertragen werden musste, um Daten von A nach B zu bekommen. Schließlich verwenden die Module Handshaking mit Retransmission. Eine Anzeige musste her. Also schnell das alte und zerkratzte Nokia-Display ausgegraben und angeschlossen. Der eingestaubte Code funktionierte auch fast auf Anhieb.

Da der Empfänger von sich aus nicht wissen kann, wie viele erfolglose Übertragungen es gab werden die Werte im Sender kumuliert in den Sendepuffer geschrieben und nach einer erfolgreichen Übertragung wieder zurückgesetzt. Auf dem Display sieht es dann wie folgt aus:

Ob es wirklich sinnvoll ist, die Temperatur und Luftfeuchtigkeit darzustellen, sei mal dahingestellt, aber warum wegwerfen, was der Sensor hergibt?

Neuer Tag, neues Glück? Mitnichten. Vielleicht lag es am Wetter, vielleicht an der Verdeckung durch Parkbesucher oder am Display – die Reichweite war niedriger. Zuverlässige Datenübertragung ohne Antennenausrichtung war bis knapp 55 Meter möglich, mit (und mit etwas Glück) etwa 85 Meter.

Die Verbindung zwischen geplanten Aufstellorten von Sender und Empfänger war nach wie vor nicht möglich.

Nächste Schritte? Am liebsten würde ich die nRF-Module verwenden. Die Software läuft und die Hardware ist schon da. Interessant wäre, wie sich die Antennen verbessern ließen. Ohne eine vernünftige Möglichkeit, die abgestrahlte Leistung oder das Stehwellenverhältnis zu messen wird es schwierig. Durch den Park laufen tut zwar gut ist aber nicht so richtig vergleichbar. Messequipment für solch einen Zweck zu kaufen steht in keiner Relation. Vielleicht muss ich mal mit ein paar bekannten HAMs reden.

SIM-Killer

Was musste ich gerade bei Heise online lesen? Congstar-SIM verträgt sich nicht mit den Android-Handys OnePlus One und LG G2

congstar

Seit einem halben Jahr habe ich ein LG G2, seit einem Monat bin ich bei congstar.

Nach knapp einem Monat war die Verbindung ins Mobilnetz erst sehr unzuverlässig, dann ging nichts mehr. GNARG! An der Hotline hat man natürlich nichts dazu gesagt, auf die Mail, die ich mehr oder weniger parallel geschickt habe, gab es noch keine Reaktion.

Ersatzkarte hätte ich eigentlich für heute erwartet, ist aber nicht angekommen (und war hinsichtlich der Meldung vielleicht gut so).

Die Frage ist nun: wie geht’s weiter? Ich bin demnächst wieder ein bisschen im Ausland und hätte dafür (und direkt danach) schon gerne etwas zuverlässiges…

Auf der anderen Seite steht natürlich die Frage: haben offensichtlich geschädigte Kunden Anspruch auf Schadensersatz? Schließlich wird für eine Dienstleistung bezahlt, die nicht erbracht wird. die AGB habe ich in der Hinsicht zwar noch nicht studiert, aber mal sehen, was in den nächsten Tagen an Infos kommen…

Leider kommt man bei dem Handy nur sehr schlecht an die Kontakte vom SIM-Reader, sonst würde ich ein paar Drähte hineinfädeln und die Spannung nachmessen – das ist die vermutete Fehlerursache. Ein möglicher Workaround wäre dann, in das übriggebliebene Plastik eine Z-Diode einzulassen, ein bisschen Kupfertape (mit isolierendem Kleber) auf den ursprünglichen Kontakt und dann Fädelmagie – in der Hoffnung, dass sich der Aufbau dann nicht im Handy auflöst.