Aggiornamento firmware al NanoVNA-H4 versione 4.2

Seguendo i consigli del mio buon amico e Radioamatore sperimentatore Antonio IZ0MXY, con cui mi collego spesso via radio la sera in DMR, e grazie alle diverse spiegazioni lette nel gruppo di lavoro [nanovna-users], ho deciso di aggiornare il firmware (originale) di questo Analizzatore di Reti Vettoriale Palmare, versione 4.2, con quello scritto dall’ottimo tecnico DISlord.
Al prezzo vantaggioso che sono riuscito a pagare questa apparecchiatura, ne è valso davvero l’acquisto; oltre ad corredo e diversi accessori utili sia all’uso che alla calibrazione, ora lo strumento ha acquisito delle caratteristiche tecniche e di misura davvero inaspettate e sconvolgenti!

 

 

Descrizione delle caratteristiche del software

DiSlord ha rilasciato l’ultima versione del firmware, che può essere scaricata da https://github.com/DiSlord/NanoVNA-D/releases.  Ricordatevi di scaricare il file corretto per la versione H4, che è:  NanoVNA-H4.v1.0.64.dfu
Con questa versione del firmware vengono apportate diverse modifiche e vengono aggiunti molti altri comandi, che vengono descritti di seguito, in dettaglio.

• Aggiunta del menu di configurazione esperto;
• Aggiunto l’ingresso soglia armonica;
• Aggiunto l’ingresso di frequenza TCXO (consente la calibrazione della frequenza di precisione);
• Aggiunto l’ingresso offset Vbat;
• Aggiunta l’opzione per esperti SEPARATOR (può essere punto o virgola, utilizzato per l’output delle cifre sulla console; alcuni software della CPU non funzionano correttamente rispetto al ‘punto’ predefinito (esempio 1.56), se le impostazioni locali del sistema utilizzano la virgola (è necessario inviare 1,56));
• Aggiunto caricamento del config.ini dalla scheda SD (possibile scrittura di script personalizzati per l’esecuzione/ripristino);
• Aggiunta configurazione chiara;
• Sweep più veloce (fino a 770 punti/sec);
• Aggiornamento dell’interfaccia utente più veloce e fluida;
• Aggiunti comandi della console di accesso alla scheda SD (sd_read, sd_list, sd_delete);
• Consentito il cambio rapido scala/rif  (con clic sul lato sinistro dello schermo);
• Rinominato CH0 in S11 e CH1 in S21;
• Aggiunto supporto fino a 8 marcatori;
• Aggiunta opzione per aumentare velocità seriale (fino a 3M, su questa velocità possono funzionare moduli WiFi);
• Aggiunti pulsanti di richiamo personalizzati (è possibile vedere start/stop freq o slot vuoto);
• Aggiunta l’opzione fluida Display->Dati smooth (la modalità Smooth deve essere usata con attenzione!!!);
• Smooth ora ha 2 modalità:
  • Arith avg – resa media aritmetica
  • Geom avg – resa media geometrica
  • valore massimo nel dispositivo x6 (x8 disponibile da console)
• Aggiunta l’opzione mostra valore griglia (DISPLAY->SCALA->MOSTRA VALORI GRIGLIA);
• Aggiunta l’opzione griglia punteggiata (DISPLAY->SCALA->DOT GRID);
• Aggiunta l’opzione JOG STEP (consente di modificare il passo della frequenza personalizzata per lo joggle  superiore sinistra/destra);
• Aggiunta una funzione matematica più veloce (consente di aggiornare i dati di traccia più velocemente);
• Molte altre piccole correzioni di bug, e ottimizzazione della dimensione del codice;
• Aggiunto menu di configurazione esperto

 

Spiegazione su i vari cambiamenti apportati:

Impostazioni avanzate:
La soglia armonica è la frequenza di soglia dopo la quale il NanoVNA passa alle armoniche (le prestazioni si deteriorano), il generatore nel nanometro SI5351 funziona fino a 200 MHz secondo la scheda tecnica. Ma in generale, la maggior parte delle copie possono arrivare fino a 300MHz senza troppi problemi. Pertanto, l’impostazione predefinita è 300 MHz.
Ma alcuni dei microcircuiti non possono funzionare (o non funzionano bene intorno a 300 MHz), questo può essere visto se si imposta l’intervallo su 280-305 MHz, qui si disattiva la calibrazione se ci sono rumore / burst.
È necessario guardare a quale frequenza i circuiti iniziano e limitare la soglia superiore.
In precedenza, per leggere queste indicazioni era necessario connettersi a un computer, e inserire un comando nella console. Questo, ora può essere inserito attraverso il menu.

 

Frequenza TCXO – L’oscillatore TCXO di riferimento per il SI5351 ha una frequenza di 26 MHz ed è generalmente abbastanza stabile. Ma se si dispone di un buon frequenzimetro (è auspicabile una precisione di almeno 1 Hz a 26 MHz) è possibile calibrare l’uscita. Per fare ciò, impostate la modalità CW a 26 MHz, andate nel menu esperto, inserite TCXO = 26MHz ; lasciate che i circuiti del frequenzimetro si riscaldino (15-20 minuti), poi misura la frequenza di uscita del segnale sul canale CH0. Immettete la frequenza che avete misurato  come TCXO, dopodiché l’uscita dovrebbe essere esattamente tarata a 26 MHz. In generale, fino a 200 MHz, l’errore di frequenza sarà minimo. Questo può essere utile per misurazioni accurate del quarzo o quando la qualità del TCXO è scarsa.

Vbat offset è una correzione per misurare la tensione corretta della batteria (impostatela su 0, quindi passate alla schermata della versione, visualizzate quale sia la tensione della batteria; misurate la tensione reale della batteria con un multimetro e apportate questa correzione (tensione della batteria in millivolt meno quella indicata sullo schermo in millivolt)).

SEPARATOR è stato pensato per l’uso con software esterno in modo che emetta numeri in virgola mobile sulla console, separati da virgole o punti (ci sono alcuni problemi in alcuni software esterni, che non funzionano bene con l’impostazione di default).

Load config.ini – questo comando eseguirà lo script dal file config.ini dalla scheda SD (il file dovrebbe contenere elenchi di comandi della console); questo è utile per poter ripristinare le impostazioni dopo un ripristino.  Nella versione H4, la scheda SD non è installata di default.

Cancella configurazione: il comando ripristina tutte le impostazioni ai valori predefiniti di fabbrica.

NOTA: Non dimenticate mai di salvare la configurazione, dopo aver apportato le varie modifiche.  Non vengono salvate di default e vengono perse allo spegnimento dello strumento.

 

È stata aggiunta anche la possibilità di modificare la scala/rif del grafico corrente:

Cliccando sopra alle zone rosse, è possibile spostare il grafico su/giù o ingrandire/rimpicciolire il dettaglio.

 

È stata aggiunta anche la possibilità di inserire il passo con cui cambierà la frequenza joggle (opzione JOG STEP nel menu STIMULUS)

Ora, dopo aver selezionato la modalità CW o START/STOP o CENTER/SPAN e cliccando con il joggle/levetta sulla frequenza desiderata (il segno > comparirà davanti ad essa); è possibile modificare tale frequenza con il passo specificato in JOG STEP. (Un’altra possibile opzione: un secondo clic su questa frequenza farà apparire la schermata per l’inserimento del valore di quella frequenza).

 

 

Download del loader e del firmware

Dopo aver scaricato il file NanoVNA-H4.v1.0.64.dfu dal GitHub di DiSlord , sarà necessario scaricare anche il software DfuSe Demo ver. 3.0.6 dal sito di STMicroelectronics, per connettere via USB lo strumento ed aggiornare il firmware.
NOTA: Utilizzando le precedenti versioni di questo software, il driver USB potrebbe non funzionare con Windows 10.

Il pacchetto DfuSe STSW-STM32080 contiene tutti i binari e il codice sorgente per il software di aggiornamento del firmware del dispositivo USB DfuSe (DFU), inclusa la dimostrazione, le GUI di debug e i livelli di protocollo. Include il driver DFU compatibile con l’ultimo sistema operativo Microsoft.
L’utility DfuSe può essere utilizzata per interagire con il bootloader della memoria di sistema STM32 o qualsiasi firmware In-Application Programming (IAP), in esecuzione dalla Flash dell’utente, consentendo così la programmazione delle memorie interne tramite USB.

Il nome del programma da utilizzare è DfuSe_Demo_V3.0.6_Setup.exe .

 

 

Procedura di aggiornamento del firmware

Nello strumento NanoVNA–H4 essendo basato su chip ST STM32, per caricare il firmware con estensione .dfu è necessario installare il software DFUSE fornito dalla stessa STMicroelectronics. Per la versione H4 del nostro strumento il firmware e già con estensione .dfu.
Per la versione NanoVNA classica, il file deve essere convertito da .bin a .dfu prima di poter essere caricato; a tale scopo a corredo del software DFUSE c’è un convertitore di formati.

Procediamo con l’aggiornamento del firmware.

Connettere lo strumento da SPENTO al PC, attraverso il cavo USB – USB-C.

Per accendere lo strumento in modalità DFU mode; nella versione H4 è sufficiente mantenere premuto il selettore joggle mentre lo si accende. Rilasciare lo joggle subito dopo aver acceso lo strumento.

NOTA: L’apparato rimarrà “in schermata nera”, indicando che è acceso ma in modalità DFU mode.

Avviare il programma ed effettuare i seguenti controlli e impostazioni dei vari menu, PRIMA di procedere all’aggiornamento del firmware.
(qui visualizzerò la schermata della ver. 3.0.5, quasi del tutto similare)

• Controllare che l’apparato risulti già connesso, nel menu Available DFU Devices, in alto a sinistra.
• Inserire la spunta nel flag Verify after download, del menu Upgrade or Verify Action.

Non cambiate nessun altro parametro presente di default!

Attraverso il pulsante Choose… del menu Upload Action, selezionare il file .bin del firmware, scaricato in precendenza nel PC, che andremo ora a flashare nello strumento.

Ora, con la pressione del pulsante Upgrade, presente nel menu Upgrade or Verify Action, invieremo il firmware allo strumento.
L’aggiornamento del firmware inizierà e i progressi verranno indicati nella parte inferiore della finestra del programma, compresa la verifica del software.

ATTENZIONE: NON SCOLLEGATE o SPEGNETE l’apparato ora, È ANCORA CONNESSO IN DFU MODE!

Se tutto sarà andato a buon fine e il programma vi avrà indicato un aggiornamento corretto, ora inviate il comando di disconnessione dal PC all’apparato, attraverso il comando LEAVE DFU MODE del programma.

Guardate il vostro strumento mentre lo fate e visualizzerete il suo riavvio automatico e la ricomparsa della grafica sul display.

Avete terminato.  Ora, dal menu dello strumento, scegliete CONFIG > VERSION e potrete leggere i dati della nuova versione del firmware appena installato.

 

 

Sito del costruttore

NanoVNA è un minuscolo analizzatore di rete vettoriale portatile (VNA), progettato da edy555. Lo strumento è stato reso estremamente portatile, ma di alte prestazioni. È autonomo con display LCD, multi traccia e con batteria interna di grande durata.
Trovate tutti i dettagli e le informazioni d’uso sul sito http://nanovna.com

 

 

Dovute considerazioni

La prima informazione utile che vi lascio in questo articolo è che il NanoVNA-H4 arriva già configurato, ma al fine di ottenere delle misurazioni esatte su tutto il campo di misura che l’apparato permette,  è necessario effettuare un RESET dello strumento e procedere alla successiva CALIBRAZIONE per ogni banda di frequenza che si desidera misurare.

La procedura di calibrazione richiede pochi minuti, e una volta diventati esperti la svolgerete con grande facilità. Per questo motivo ho deciso di inserire l’argomento in questo post.
NOTA: Questa operazione è FORTEMENTE RACCOMANDATA da tutti gli utilizzatori esperti.

 

 

Calibrazione

La calibrazione dovrebbe essere eseguita fondamentalmente ogni volta che la banda di frequenza da misurare viene modificata. Se l’errore viene azzerato nel modo corretto, la visualizzazione dello stato di calibrazione sullo schermo sarà Cn D R S T X.
Il valore n è il numero del banco dati, in fase di caricamento.

Tuttavia, NanoVNA può integrare le informazioni di calibrazione esistenti e visualizzare in una certa misura corrette. Ciò accadrà se la banda di frequenza viene modificata dopo aver caricato i dati di calibrazione.
A questo punto, la visualizzazione dello stato di calibrazione sullo schermo è Cn D R S T X, dove il valore n è il numero del salvataggio dati in fase di caricamento.

Per effettuare correttamente tutta la procedura di calibrazione, seguire quanto indicato in questa pagina del loro sito.

 

 

Documentazione e manuali di riferimento

Nell’archivio di questo sito, potete trovare diversa documentazione sull’uso di questo NanoVNA, oltre all’ottima guida NanoVNA_Absolute_Beginner_Guide_v1_6_1, scritta da Martin Svaco, 9A2JK (email: 9a2jk@hamradio.hr), versione 1.6 del 26 gennaio 2021.

All’interno di questo documento, davvero molto utile per chi comincia ad utilizzare questo strumento, viene descritta in modo molto dettagliato anche la procedura di aggiornamento del firmware e della calibrazione dello strumento. 

NOTA: Vi consiglio di avere sempre sotto mano questa guida, che ritengo molto utile e veramente ben fatta.  La potete scaricare, cliccando sull’immagine affianco.

 

 

Tutto funziona su una piattaforma linux

Ho scoperto che anche dentro questo strumento gira Linux; quindi anche la procedura di aggiornamento del suo firmware open source è stata molto semplice da effettuare.

Buon divertimento e buona sperimentazione.

’73 de Paolo IV3BVK – K1BVK