UIAPduinoを使ったCW Decoderの製作

2025/11/06 Version 1.0対応 written by JA1AOQ/JA9OIR

12/10 Version 1.1リリース

2025/12/12 Version 1.2リリース

2026/01/11 Version 1.3リリース

2026/02/04 Version 1.4リリース

[2026/02/15 Version 1.5リリース

2026/04/9 Version 1.6リリース

2026/05/18 V2基板リリース

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概要

OZ1JHM Skovholm Hanson Hjalmar氏によって公開されているCWデコーダーを、Arduino Pro Micro互換マイコンUIAPduinoに移植したお試しキットを用意しました。UIAPduinoは、Switch Science等で最近安価に購入できます。また、各イベントで無償配布されています。このマイコンボードを使用することにより最低限の追加部品でCWデコーダを製作することができます。

　注）本配布物は、ソフトウェアのチューニングや実際のフィールド試験が不十分なため、引き続き改善予定です

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特徴

■ ハードウェア仕様（V1)

CPU：UIAPduino（CH32V003) 48MHz RAM2kB、ROM16kB

0.96inch カラーTFT液晶（SPI接続）

MAX4466マイクモジュール搭載

MODE/UP/DOWN切換えのタクトSW搭載

電源：USB Type-C(5V、50mA以下)

WCH-LinkEエミュレータ接続可能

専用プリント基板による簡単組立て

■ ハードウェア仕様（V2)

1.14inch カラーTFT液晶（SPI接続）

3.5mmモノラルAUX入力（AUX入力時はマイクが切り離されます）

■ ソフトウェア仕様：以下の2種類のモードをMODE SWで切換え可能

CWデコード機能：欧文・和文(自動/SW切換え)、TONE周波数(700,800,1000Hz)SW切換え、通信速度（自動追従、最大50WPM）

スペクトラムアナライザ機能：約40～2.5kHzまでのスペクトル解析 (分解能約50Hz)

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回路図(V1)

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回路図(V2)

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プリント基板

基板は両面スルーホールの72mm x 47mmサイズ（秋月C基板サイズ）です。

V1基板

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V2基板

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製作方法

CW Decoderを簡単に体験できるように、以下の3種類を用意しました。それぞれの製作方法はリンク先を参照してください。

UIAPduino CW Decoder完成版

UIAPduino CW Decoder簡単キットの製作方法

UIAPduino CW Decoderフルキットの製作方法

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使用方法

UIAPduinoのUSB Type-Cコネクタに、モバイルバッテリーやUSB電源アダプタを接続します。ノイズやリップルのない良質な電源を接続してください。

電源接続後、LCDにバージョン等が表示された後、CW Decode画面になります。CWデコーダ画面では上1/4のステータス行に、速度、欧文/和文、デコード周波数（600/800/1000Hz）が表示されます。デコード結果は下部に13列3行で表示されます。画面右橋にはデコードレベル（音量）を示す黄色のバーが表示されます。バーの高さが80%程度になるように音量調整を行ってください。

デコード率は、マイクから入力される音の音質、音量および雑音等に大きく影響されます。あらかじめスペクトラムアナライザ画面で、音質や音量を確認する等の調整が重要です。

V2基板では、3.5mmのモノラルプラグで無線機のオーディオ出力に接続することができます。

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左下のMODE SWを押下することにより、スペクトラムアナライザ画面になります。MODE SWは、スペクトルアナライザ画面とCW Decoder画面をトグル切換えします。

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マイクから音声等が入力されると、音のスペクトルが表示されることを確認してください。マイク入力をFFT解析した結果が表示されます。分解能は約50Hzです。CWをデコードする場合は、600Hzから800Hz近辺に音のピークがある必要があります。

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マイクのゲインは、マイクモジュールの裏の半固定抵抗を調整することで変更できます。左に廻すとゲインが大きくなります。ケース裏蓋の穴から精密ドライバ等で調整してください。テスト時には、写真の半固定抵抗の位置が良好な状態でした。マイクモジュールのロットにより半固定抵抗の位置にズレがあることがあります。

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MODE SWを1回押下し、CW Decoder画面を表示します。欧文／和文は自動切換えしますが、デコードミスがある場合は、中央下のボタンを押下することで強制的に切り替えることができます。また、右下のボタンで、デコードする中心周波数を600Hz/800Hz/1000Hzから選択することができます。

以下のA1 Clubのサイトのモールス符号受信練習ソフトを利用にモールス音をPCのスピーカーから発生させることにより、CWのデコード機能を確認することができます。

https://scrapbox.io/files/690d4fd1f842a27900aab097.JPG

https://a1club.org/practice/

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ソフトウェアについて

UIAPduinoに搭載されたCH32V003のROM/RAMサイズは、それぞれ16kB、2kBと大きくありません。

開発環境にArduinoを使う場合、Arudinoのコアライブラリの未使用コードを削除せずにそのままリンクするオプションがつけられてるため、オブジェクトサイズが増大します。さらに、浮動小数点ライブラリ等もかなり大きく、FLASHサイズを圧迫します。

このため、本ソフトウェアではArduino環境の代わりにch32funという開発環境を使用しましたが、浮動小数点ライブラリの問題は残りますので、浮動小数点演算部分はすべて整数演算に置き換える等、OZ1JHM氏によって公開されているCWデコーダーを大幅に改変しています。

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ソフトウェア開発環境

ソースファイル、回路図、gerberファイル等は以下のGitHubから取得してください。

Ver 1.0〜1.5 ：https://github.com/pokibon3/UIAP_CWDecoder

Ver 1.6〜：https://github.com/pokibon3/UIAP_CWDecoder2

注）Ver 1.6からのリポジトリにはUIAPduino Pro Micro CH32V006 V1.1とST7789 LCDの対応が含まれていますが現在βテスト中です。

開発環境はVisual Studio Code＋PlatformIO＋ch32funです。VSCodeにPlatformIOをインストール後、src以下のフォルダを開くことでビルド環境が構築できます。

ソフトウェアの書込みやデバッグにはWCH LinkEエミュレータを使用します。基板左下のデバッグ用ヘッダに、GND、VCC(5V)、SWDの3本を接続してください。（L型のピンヘッダ等をはんだ付けしてください）これにより、VSCodeのPlatformIO環境から直接書き込みやデバッグを行う事ができます。また、基板のTXDをWCH LinkEのRXDに接続することにより、Serial経由でprint文によるデバッグができるようになります。

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ファームウェア書き込み方法

Windows環境であれば、以下の手順により開発環境を構築しなくても、コンパイル済みのファームウェアをUIAPduinoのUSB Type-Cコネクタ経由で書き込むことができます。

GitHubからリポジトリ全体をクローン／ダウンロードするか、または、firmwareUpdateフォルダのzipファイルをダウンロードします。

GitHubのfirmwareUpdate1.4.zip を適当なフォルダにダウンロードする。

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zipファイルを解凍します。

UIAPduinoのリセットボタンをアクリルカバーの穴から細いピンなどで押しながら、Windows PCとUSBケーブルで接続します。ケーブル接続後、リセットボタンを離すことによりUIAPduinoはUSB BootLoaderモードになります。

エクスプローラからflash.batファイルをダブルクリックします。

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commandプロンプトが開き、ファームウェア書込が開始されます。ファームウェア書き込み中は、UIAPduinoのLEDが薄く点滅します。書き込み時間は20～30秒程度です。