Исследование модуля QW-3159 (часы GW-5000, GW-M5610, GW-S5600, GW-5510)
 

Меня очень удивило отсутствие информации о внутренностях модулей, используемых в часах G-Shock. Ведь судя по фоткам модулей, там полно служебных контактных площадок и даже ключей («джамперов»).

http://veg.by/z/2013-08-21-14-31-04.jpg

На фотографии плата модуля QW-3159, который используется в популярных часах GW-5000, GW-M5610, GW-S5600, GW-5510. Очевидно, что разработчики как-то занимались отладкой платы, и возможно на ней есть какой-нибудь интерфейс типа UART. Также хорошо заметна парочка открытых ключей, которые, судя по всему, переключают какие-то режимы.

Итак, я приобрёл сервис-мануал на этот модуль. Но, к сожалению, там не так много полезной информации об электрической схеме.

Сторона A (кликнуть для увеличения):
http://veg.by/z/2013-08-21-15-37-16.png

Сторона B (кликнуть для увеличения):
http://veg.by/z/2013-08-21-15-38-00.png

К сожалению, расшифровки смысла всех этих контактов нет. Никаких контактов с названиями, похожими на RX и TX (что характерно для UART) я не вижу. Зато бросается в глаза, что 5 ключей выделено странной ремаркой, мол они для переключения модулей. При этом на плате от GW-5000 трое из этих ключей запаяны (в состоянии «закрыт», «включено»). Очень интересно, что за «модули» переключают эти ключи? Может быть они активируют или деактивируют те или иные возможности модуля?

В общем мануале по ремонту часов Casio (не G-Shock, а вообще) я нашёл информацию по подстройке точности.

http://veg.by/z/2013-08-21-15-39-28.png

Должно быть три ключа, переключая которые можно подстраивать точность хода. Однако, на плате нашего модуля не видно никаких G1, G2 и G3. Может быть это KI10, KI8 и KI7, обведённые красным? Тогда почему они так странно подписаны? Что-то мне подсказывает, что подстройка точности в этом модуле G-Shock реализована иначе. И фотография этого же модуля, но из часов GW-T5030 это косвенно подтверждает. Там запаяны те же ключи. Ну не может же быть, что оба кварца в обоих часах из разных партий нуждались в идентичной подстройке.

http://veg.by/z/2013-08-21-15-49-44.jpg

Можно детально изучить этот модуль, имея один экземпляр для тестов, который не сильно жалко испортить. По идее можно как-нибудь попытаться купить просто эту плату у Casio через знакомых в сервисе. Но самое главное — есть ли здесь продвинутые электронщики с необходимым для исследования оборудованием? Или может быть кто-то работает в сервисе, и у кого-то есть полезная информация по поводу?

Зачем это вообще может быть нужно? Ну как, представьте, что мы сможем изменить логику работы часов. Подстроить время подсветки, оставить только нужные часовые пояса или сделать их более актуальными. Если там стоит микроконтроллер, то по идее можно запрограммировать совершенно любую логику по желанию, главное только добраться до него. Если же там всё реализовано в железе, интересно узнать, какие скрытые возможности есть в наших часах. Их не может не быть :)

Кстати, насчет ключей для настройки точности. Видел такие на многих моделях, но не знаю как с ними иметь дело. Есть ли где-нибудь инструкция по настройке?

Насчет других ключей - мне удавалось на модуле 3319 включать индикатор фазы луны и приливов, то есть модуль 3320.

Еще по поводу ключей для точности. Их можно легко найти тестором - один из выводов этих ключей должен быть соединен с кварцем.

Что ещё бросилось в глаза. Обе платы идут с припоем на контактных площадках CRI и CRO; разомкнутом ключе между KI9 и GND; и на ещё одном разомкнутом, при этом огромном ключе между KI5 и GND. То, что это именно ключи я сделал по трём признакам: рядом есть земля (GND), название в формате KI* и рядом есть контактная площадка с идентичным названием KI* скорее всего для удобного теста, включился ли ключ.

Раз на них есть припой, значит эти контактные площадки использовались при сборке часов. При этом меня очень привлекают названия CRI и CRO. Обычно буквы I/O на конце обозначают ввод/вывод. То есть это вполне может быть какой-то аналог линии RX (Received Data — то есть Input, ввод) и TX (Transmitted Data — то есть Output, вывод) из UART. Либо какой-то другой порт ввода-вывода от Casio. При этом заметно родство этих контактов с ключом KI9 и GND — они все квадратные, больше таких на этой стороне платы нет. Возможно, включение этого ключа активирует отладочный режим, когда часы что-то пишут в CRO и читают из CRI.

Ещё обратил внимание, что в сервис-мануале написано, что ключи KI10, KI8 и KI7 должны быть открыты, то есть разомкнуты. Исходя из этого можно предположить, что модуль в GW-5000 работает не в своём стандартном режиме.

К сожалению, сейчас это гадание по картинкам без реальных экспериментов. Жалко, что, нет фото обратной стороны платы.

Отличная идея!
Она есть в первом сообщении :) Вот русская версия, немного расширенно:
http://veg.by/z/2013-08-21-18-37-09.png
http://veg.by/z/2013-08-21-18-33-15.png

Кстати да, я сам себе и ответил походу. В этой модели есть подстроечный конденсатор, на стороне B, называется «Trimmer Capacitor». Значит ключи KI10, KI8 и KI7 предназначены всё-таки для управления какими-то функциями модуля.

Ещё немного интересных наблюдений. Есть модель G-5600E на модуле 3160, которая отличается от серии GW-M5600 (старый модуль 3063)/GW-M6510 (современный модуль 3159) отсутствием радиосинхронизации. Подозреваю, что этот модуль построен на базе 3159, и есть вероятность, что у них даже общая плата, только в 3160 не распаян приёмник радиосинхронизации, при этом версия модуля переключена как раз этими ключами, и микрокод скрывает все признаки поддержки синхронизации. Если у кого есть данная модель часов и есть возможность сделать фотку платы — было бы просто супер! :)

Даты сервис-мануалов:
QW-3159 635 kb SEP.2009
QW-3160 568 kb JUN.2009

Догадка меняется на другую. Сразу был разработан модуль QW-3160, а потом он был доработан, и был выпущен модуль QW-3159 с поддержкой синхронизации по радио. Только не ясно, почему номера модулей в обратном порядке :)

мне думается, что по контактам со следами пайки настраивали/проверяли работу радиоприемника. кварц там один, и его подбирают под точность хода часов, потом подстроечными конденсаторами, если надо, подстраивают. а вот для радиоприемника кварца нет. тогда приходится тюнеру сигнал с часового кварца брать. а как на разные частоты настраиваться?
в радиоприемниках с цифровыми тюнерами, где есть память на настроенные частоты, эта память для каждой частоты содержит число. число это загоняется в микросхему, которая управляет "подстроечным конденсатором" в контуре приемной антенны. в результате меняется резонансная частота контура: приемник настроен на нужную частоту.
я думаю, что после настройки точности хода, которая делается "железно", настройщики просто определяют и записывают в память приемника часов числа, определяющие частоты. думаю, что эта память однократной записи, т.к. ее можно и размерами существенно меньшими сделать, чем перезаписываемую. да, и незачем эти числа менять.
а если приемник не работает, пишут другой номер модуля. ставят (или убирают) перемычку, чтобы часы не пытались включить приемник.
программировать в такой мелочи нечего. календарь, я уверен, забит не просто "железно", а еще на этапе производства создают что-то вроде матрицы прямо на чипе с часовым процессором. этот календарь, кстати, тоже могут проверять через внешние выводы.
насчет лунного фазометра. он, по-моему, не запрограммирован. для него используется вычислитель - спецпроцессор. и его тоже надо проверять после изготовления. если работает - хорошо. если не работает, ставят перемычку, пишут другой номер модуля...

Эти может и незачем. Но модуль разработан в 2009 году. Когда объёмы самых маленьких MicroSD флэшек перешли на десятки гигабайт, неужели сложно и дорого добавить сотню байт энергонезависимой и перезаписываемой памяти в часы стоимостью от 150 долларов? :)

Зачем это может понадобиться Casio? Очень просто. Как вы помните, совсем недавно в Беларуси и России были изменены часовые пояса. Теперь в Беларуси используется старый московский часовой пояс UTC+3, а у Москвы теперь часовой пояс UTC+4. Но в этом модуле у Москвы по умолчанию всё равно UTC+3 — по устаревшей информации. Я думаю, если бы такое случилось на стратегически важном рынке, например, в родной Японии, Casio обязательно бы организовала массовое изменение часовых поясов в своих часах. А это дешевле всего сделать в случае, если в часах есть перезаписываемая память, откуда берутся часовые пояса. То есть просто для перестраховки они всё-таки могли это сделать.

Интересен неиспользуемый в этой модели контакт для внешней кнопки KI3. Интересно что будет, если её «понажимать» :)

Большие контактные площадки VSC и GND под дисплеем судя по всему являются детектором извлечения модуля из корпуса и ведут к этим пружинкам:
http://veg.by/z/2013-08-22-11-59-04.jpg

Поскольку дорожки к антенне идут от верхней микросхемы, можно предположить, что собственно она и отвечает за приём радиосинхронизации. Дорожки от использованного при сборке модуля ключа KI9 идут в верхнюю микросхему, а вот дорожки от контактов CRO и CRI ведут в главную микросхему. При этом у CRO и CRI есть дублирующие круглые контактные площадки, и судя по дорожкам — они идут строго в главную микросхему и больше нигде не используются. Такие же сервисные контактные площадки, которые нигде не используются (и не переходят на обратную сторону), но выведены в доступное место: T1, T2, T3, T4, SCR, KL3, VDD2 и KI9. Странно, что этот контакт KI9 выведен из главной микросхемы, ведь дорожки от ключа KI9 идут в микросхему приёмника. Возможно, микросхема передатчика сообщает состояние KI9 главной микросхеме, а эта контактная площадка выведена для проверки, получила ли главная микросхема этот сигнал. У микросхемы приёмника выведены, но никак не используются контакты SCFIN и SCFOUT. Столько разных служебных выводов, и это ещё без учёта обратной стороны! При этом это сторона дисплея, то есть к этим выводам не подобраться без разборки модуля. А вот со стороны батарейки (сторона B) многие контактные площадки доступны даже без разборки модуля:
http://veg.by/z/2013-08-22-12-22-43.jpg
Разработчики модуля оставили прорезь к подстроечнику и прорези для доступа к следующим контактам: VC1, VDD2, KI3, VDSP, KI5 или VCH (?), LL1 (видимо пружинка для пищалки), AC, VSC и GND. Следует обратить внимание, что разработчики в целях отладки платы вывели квадратные контакты LL1 и GND внизу платы — видно для того, чтобы туда можно было припаять пищалку на время, пока часы разобраны.

В общем такое обилие сервисных/отладочных контактных площадок навевает на мысль, что у модуля достаточно много возоможностей и даже вариантов его кастомизации.

вероятно, не сложно. но не надежно. у меня флэшки частенько дохнут. уж, не знаю, что именно там мрет, контроллер или сама память.

проблема не столько в размерах, сколько во времени и энергии. для перезаписываемой памяти придется ставить контроллер - опять снижать надежность. он будет работать не мгновенно - время. и энергию жрать.
да, и, думается, касио будет дешевле модуль заменить, нежели перепрограммировать. часы - это не мобилка или двд-плеер, где все проблемы решаются перепрошивкой. сильно я сомневаюсь, что там можно что-то изменить.

гадать о назначении контактов - дело бесполезное. надо знать точно. бытовал анекдот в 70-е, когда наши инженеры создавали отечественную эвм ес. тогда ходили слухи, что они процессор просто скопировали с забугорного. чертежи скомуниздить разведка не смогла, пришлось с процессора фрезой спиливать тончайшие слои и в микроскоп разглядывать куда что подключено. так вот говорят, что в этом процессоре в одном из слоев была надпись на русском: "хватит пилить, сами придумывайте". в таком стиле.

Они вполне могли сделать всё это на одном чипе, немножко дополнительной логики — и никаких проблем :) Я же не говорю о гигабайтах информации, всего сотня-другая байт. Как-то же Casio хранит информацию в недорогих часах серии DataBank и многих других. Это же не какие-то космические технологии сегодня. Сегодня даже в недорогих фонариках (!) есть энергонезависимая перезаписываемая память. Например, в моём фонарике доступно аж 64 байта (микроконтроллер ATtiny13A).

Процессор — слишком сложная штука, чтобы исследовать его работу по внешним проявлениям. В часах же нет ничего космического. Осциллограф, прямые руки, голова на плечах, метод проб и ошибок, много свободного времени — и в принципе можно разобраться, как оно работает. Лучше, конечно, найти более подробную документацию. Устроиться работать в Casio уборщицей и украсть :)

в модулях с солнечной батарейкой эти пружинки с солнечной батарейкой контачат.

Стругацкие, "Попытка к бегству".

Спасибо за дополнение. Иногда непросто гадать, не имея модуля на руках :) Мой экземпляр часов на этом модуле ещё летит в посылке, просто я уже заранее изучил, что мне не очень нравится в этих часах, и хотелось бы придумать, как это исправить. Это время работы подсветки и кривые часовые пояса.

Вообще было бы интересно сделать свой модуль с микроконтроллером, совместимый с G-Shock :) Типа Open Source часы для гиков.

I need help! Мозолила мне глаза, какая-то ворсинка в GW-M5610-BC modul 3159, а тут ваша тема. Решил я разобрать часы, удалить ее и заодно пофоткать содержимое. В момент снятия металлической пластины, под которой закреплен аккамулятор, выпала маааленькая желтая пружинка. Откуда выпала, не могу найти :( Казалось бы, найти ей место не сложно, ан нет - крутил я модуль, вертел, но места ей так и не нашел. Достал фотоаппарат, приготовился сделать пару снимков платы и пружинки - оказалось он без флэшки, поэтому фото пока нет. На днях сделаю. Подскажите, кто разбирал такой модуль, куда пружинку прилепить? И еще, забыл добавить, часы сейчас не реагируют на нажатие кнопок.

easy, кусок схемы сборки модуля:
http://veg.by/z/2013-08-22-23-10-31.png

Мне кажется, это пружинка с пищалки. Вот фото с этой пружинкой (смотрите рядом с нарисованным пинцетом, немного выше батарейки):
http://veg.by/z/2013-08-22-12-22-43.jpg

Пружина пищалки на месте, она побольше и серебристая. А эта как позолоченая и раза в 2-3 меньше (короче и тоньше). Ума не приложу куда ее ткнуть. На вашей схеме ее не видно :( Кстати 2 пружины со стороны дисплея, действительно являются проводниками для солнечной панели (они тоже на месте)

На этой же схеме нарисована ещё одна пружинка, примерно слева-внизу на плате будет. Посмотрите внимательно на схему и на то, что у вас есть. Учтите, что на схеме модуль нарисован сверху.

А у вас схема не в .pdf? Может там можно подробней рассмотреть?

Вот здесь отлично видно, где должна быть пружинка:
http://veg.by/z/2013-08-23-00-14-02.png

Спасибо! Попробую поставить ее туда

Более детально:
http://veg.by/z/2013-08-23-00-21-55.png

Судя по всему она находится под металлической пластиной. На плате соответствующий контакт подписан как GND (земля).

ура! Получилось. Мы спасли их :) Все верно вы описали, спасибо большое за помощь. Последний вопрос, если можно - где вы берете такую подробную инфу по часам?

присоединяюсь к вопросу

сервак касио накрыл видать :)

Делитесь сервис мануалами, где вы их нашли?

Раскопал я свои W-800 (3092, 2500-040). И обнаружил слева от чипа четыре ключа (расположенные наискось по отношению к краю платы). Был замкнут первый сверху. Разомкнул все четыре - появился ТАЙМЕР (2500-000). Замкнул второй - исчезло время второго пояса (2500-100). Вернул назад. Замкнул третий - не изменилось ничего, странно (2500-010). Замкнул четвертый - появилось ПЯТЬ!!! будильников (2500-001). Управление теперь в точности такое, как на модуле 2590-00. Вот так... У кого W-800 - дерзайте!
Зы, ключи справа от чипа не трогать - это контраст экрана.
ЗЗы. Значков будильников 2, 3, 4, 5 естественно нет, но ориентироваться можно так: будильник всегда включается в момент установки.

Не хочу уже лазить опять во внутренности этого чудовища, поэтому поручу это кому-нибудь другому. Попробуйте замкнуть третий и четвертый ключи одновременно (2500-011) и найти хотя-бы какое-то отличие от 2500-001 (только четвертый). Я не нашел совершенно ничего.

Друг в Германии обнаружил совершенно другую разновидность этого модуля. Распознается легко - код в сервисе 3233-108. У него пять джамперов справа в ряд и один в правом верхнем углу. В углу разомкнуть, а в ряду замкнуть третий сверху. Эффект тот же самый, код 3233-112.

Спасибо за информацию. Думаю, рано или поздно кому-то пригодится.

А я вот пока часики шли в посылке перегорел ковырять их. Отложил до лучших времён. Пока что терплю слишком быстро гаснущую подстветку, неправильные часовые пояса и, как оказалось, почему-то не особо чёткие цифры на дисплее, если смотреть под прямым углом, а стоит немного наклонить руку, как чёткость увеличивается. Обычно ведь наилучшая видимость при просмотре под прямым углом должна быть :)

Ну это так, больше придирки. Всё-таки хотелось бы, чтобы не самые простые электронные часы в XXI веке были продуманы до мелочей с точки зрения юзабилити :) Ещё бы в дате день и месяц местами поменять (опционально). Но такая функция вообще только в одних Джи-шоках была, G7800, и те с производства почему-то сняли.

Четкость кстати тоже меняется с помощью джамперов. В моей плате это четыре штуки справа, в новой - вроде бы четвертый и пятый сверху.

Вот здесь можно познакомиться с работой, которую делает один увлечённый товарищ. Он восстанавливает схематику микропроцессора 6502 (такой использовался в Dendy) по фотографиям с микроскопа. Вот было бы интересно увидеть микросхемы часов Casio под микроскопом.

Можно было бы отправить ему или кому-то ещё модуль на растерзание. Может быть у кого-то есть не особо нужный? Эх, вот бы нашёлся такой же маньяк (в хорошем смысле), но по нашим часикам :) Раскрыли бы все тайны часов!

добрый день.

добавлю свои "пять копеек".

GW-5610 (которые с модулем 3159) для меня были бы самыми идеальными часами - ну то есть вообще без придирок:
и габариты (что очень удобно)
и минимализм
и радио
и солнце..
если бы не одно "но".

в режиме таймера (который кстати в этом модуле не кастрированный а нормальный - на 24 часа) верхние циферки показывают не текущее время, а никому не нужный бред (время, на которое был установлен таймер).

теперь нельзя себе позволить выставить автоподсветку, отображение таймера с текущим временем и спокойно полезть "в грязь" - для того, чтобы узнать который час нужно постоянно тыкать кнопки на грязно-мокрых часах, что, кмк, не очень полезно часам и ОЧЕНЬ неудобно, когда руки заняты.

для чего производитель убрал нужную информацию, заменив ее бесполезной - могу сделать вывод только один - идеальные часы производителю не нужны. В каждых часах должно чего то не хватать, чтобы клиент постоянно покупал новые модели (в которых опять же чего то не будет хватать).
но это уже лирика и предположения.

прошу прощения за свое многословие - просто очень хочется понять - есть ли шанс, в результате подобных "шаманств" - добиться отображения "текучки" в режиме таймера ? или такие вещи тюнингу неподвластны ?

Если окажется, что в этих часах используется что-то вроде микроконтроллера, и удастся разобраться, как его перепрограммировать, то изменить его поведение было бы возможным. Хотя можно пойти ещё дальше, спроектировать свой модуль, совместимый с QW-3159, во главе которого будет известный нам контроллер, и для него уже можно написать любую прошивку :) Но на это понадобится очень много времени и человек, способный и готовый этим заниматься. Товарищ по ссылке выше уже несколько лет изучает процессор 6502. По идее часики должны быть в разы проще. Относительно сложная логика должна быть для приёма сигнала радиосинхры, но судя по всему, это отдельная микросхема, и её не обязательно досканально изучать, поскольку она работает как вспомогательный элемент для самих часов.

Кстати да, у меня ещё одна претензия поднакопилась. В час ночи часы автоматически переходят в режим приёма сигнала радиосинхры. А я в это время часто ещё не сплю и спешу на последний поезд в метро. Уже сколько раз было, что я глядь — а там это 1:00 L1 (RC!). Неужели было сложно сделать, чтобы при автоматическом приёме часы продолжали нормально отображать время? Для индикации того, что идёт приём сигнала, можно было бы просто просто мигать индикатором RCVD. А если уж очень нужно отобразить ещё и уровень приёма, могли бы заменить RCVD на R||| (три увеличивающиеся полосочки, как антенна в мобиле), и полосочками отображать уровено приёма. Не менее информативно, но при этом без потери основной функции.

Кстати было бы интересно, спроектировать свой модуль и отправить заказ китайцам на производство :) Интересно, сколько бы стоило такое удовольствие при заказе, допустим, 1000 модулей? Я думаю, многие фанаты G-Shock с удовольствием заменили бы свой модуль на что-то более продуманное, да ещё со сменяемой прошивкой, что позволило бы изменять функции часов как душе угодно.

Очевидно, что себестоимость оригинального модуля QW-3159, который даже для японских моделей GW-5000 судя по всему сделан всё равно в Китае (Casio не парится), в районе 20-30 долларов. Исхожу из того, что в магазинах, которые перепродают запчасти на Casio, такой модуль стоит около 50 долларов. Не знаю точно, сколько они накручивают, но очевидно, что не 10% — обороты совсем не те, чтобы довольствоваться такой маржой.

если будет такой заказ - я однозначно участвую

Я когда-то такой вопрос задавал представителю Casio, не задумывались ли они о создании конструктора для пользователя, тот вежливо уклонился, мол мысль интересная, подумаем. Думаю так как нам нужно они не сделают никогда, маркетинг запрещает.
Я бы хотел часы без синхры на
Основном экран: дни недели на русском, первой дата, потом месяц,
Будильник, один, максимум два, но с программируемой датой,
Таймер: 24 часовой, с возможностью посекундного изменения, и функциональностью как в GLX-5600 (короткий сигнал в середине отрезка, и 10 секундной отсечкой в конце перед длительным сигналом) естественно с мигалкой и отключаемым звуком, отображение текущего времени.
Секундомер:из 6600, 24 часовой, с возможностью 5 секундной отсечки перед стартом, и режимом Target (установка заданного времени с сигналом)
Подсветка: горит, пока держишь, потушить нажатием другой кнопки.
Мировое время с отображением текущего.
И все. Синхра лично мне не нужна. Может докатятся с проектом Блютуз-часов до "умных" часов, но мне кажется скорее это сделает другой производитель.

А с чего такие выводы интересно? Ведь даже на Casio Китайской сборки или там Тайской есть отметки "Japan movt" что говорит об обратном. Вы ведь на самом деле не думаете что все заводы в Японии занимаются чем угодно кроме производства модулей? Лично мне как то в это не верится и очень хочется чтоб хотя бы модели для внутреннего рынка такие как 5000-е целиком и полностью были Японского происхождения. :)

На первой странице есть фото разобранного GW-5000.
http://veg.by/z/2013-08-22-12-22-43.jpg
Я отчётливо вижу на модуле надпись CHINA (под надписью CASIO).
На застёжке ремешка в таком же стиле написано JAPAN (тоже под надписью CASIO). Я так понимаю, подразумевается страна производства.

Это просто печаль какая то, ну везде эта China уже. При такой цене за конечный продукт можно было и обойтись без неё. Хотел заказать 5000е на свое др, теперь какое то разочарование накатило.

Brainstorm, может быть я ошибаюсь :) Часы то классные, корпус суперский. Идут точно даже тогда, когда синхра не ловит. У меня обычно синхронизируется раз в 2-3 дня, но было однажды, что 2 недели не могло словить сигнал. Проверял время — погрешность меньше секунды была.

Кстати да, фотка взята из вот этого видео. Есть вероятность, что не все модули такие или автор видео предварительно вставил в свои GW-5000 китайский модуль.

Ну вообще да, там так и написано "подключение модуля из 5630 в 5000... :)

Да, дейсвительно, виноват. Я почему-то думал, что снял скриншот с первой половины записи, где был установлен ещё родной модуль GW-5000. Сейчас пересмотрел — в первой половине записи на родном модуле не видно вообще никаких надписей. Скорее всего я снял скриншот со второй половины, уже с китайским модулем. Извиняюсь, что смутил вас.

Кстати а Вы не могли бы у себя посмотреть? я же так понимаю у вас именно 5000е? :)