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! 🙂

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.