Копия USB-C паяльника PINECIL - альтернативы TS100

Обзор контрфактной копии более дешевой и функциональной альтернативы miniware ts100 построенной на архитектуре risc-v.
Покипятим воду, подключим к повербанке, разберем.

Полтора года назад я купил копию JBC CD-2BE с надеждой, найти ей место в выделенной мастерской, увы, на данный момент, от мастерской у меня есть только одна стена и черновой пол. Концепция SH72 с PD-триггером мне в целом нравится, я решил развить это направление и купил клон Pinecil от Pine64.
Конечно, можно было купить оригинал на официальном сайте за 26 + доставка и растаможка, но мне было удобнее купить на али и только спустя время я узнал, что pine64 продает продукты только на своем официальном сайте и все, что есть на али — подделка. Соответствующий тред на github.

Характеристики

OS: Ralim’s IronOS build — один из самых удачных UI сделанных для ts100
CPU: 32-bit RV32IMAFC RISC-V “SiFive E24 Core” @ 144 MHz
Экран: монохромный OLED 0.69" 96х16 пикс.
Подключение:

• USB type C: PD and QC 3.0 12V-20V 3A
• Barrel Jack: DC5525, 12V-21V DC 3A

Картриджи совместимы с ts100, схемы и ПО открыты.

Так как у нас тут процессор ни много ни мало 32бит 144МГц, то производитель предлагает использовать паяльник как своего рода песочницу для игр с RISC-V архитектурой, предлагая переходную плату с JTAG, ADC/DAC, I2C, UART, SPI и собственным регулятором питания.

Производитель так же предлагает сменные запчасти, такие как сменные корпуса разного цвета, картриджи и контактную группу.

Внешний вид

Поставляется в симпатичной коробке из картона.

Кроме самого паяльника я заказывал гибкий силиконовый шнур, и несколько сменных картриджей. Картриджи от ts100, а не оригинальные Pine64.


Выглядит симпатично, в сравнении с KSGER T12, Jabe (JBC) T245A и SH72.

Картриджи типа BC; KSGER T12-BC3, JBC c245945, SH72 BC2, TS-BC2.

Управление и меню

Управление очень простое и не требует чтения инструкции. У паяльника есть датчик ориентации — изображение будет развернуто в зависимости от положения паяльника.

Две иконки на начальном экране намекают, что при нажатии кнопки слева мы перейдем в режим пайки, а при нажатии кнопки справа — в меню. В режиме пайки экран отображает текущую информацию, мощность, напряжения и примерное время необходимое для достижения заданной температуры.

Кроме того, из начального экрана, при долгом нажатии на левую клавишу паяльник предложит заранее выставить температуру, на правую — паяльник перейдет в режим отладки.

В режиме пайки все просто, + и - изменяют температуру, зажатие + запускает boost-режим, зажатие - вернет нас обратно на начальный экран.

В меню все пункты имеют пояснения.



Если до подключения разъема зажать клавишу +, то можно попасть в режим отладки протокола PD, в этом режиме просто отображаются все режимы предложенные БП, вот например Baseus 65W.

В паяльнике есть акселерометр и после некоторого времени он уйдет в режим сна, а после и отключится полностью.
Кроме того, на плате и в прошивке предусмотрена установка датчика Холла, который может считывать наличие ответного магнита в подставке и уходить в сон, как только обнаружит магнитное поле.

Тесты

Комплектный кабель использовать не будем, больше 60Вт он передать не может.

Вместо этого возьмем ugreen 100W.

Точность установки температуры.

Воспользуемся китайским клоном Hakko FG-100B и попробуем оценить точность установки. До 450 градусов паяльник так и не добрался, на самом паяльнике высвечивалось 428 градусов, термометр же показывал 411. Нужно отметить, что для этого картриджа, в отладочном меню параметр показывающий максимальную надежно измеряемую температуру «Max» как раз 417 градусов.

Еще интересная особенность — паяльник не перепрыгивает установку, а быстро разогревается до целевой температуры минус примерно 15 градусов и медленно повышает температуру до установленной, при этом показания на дисплее немного опережают показания на внешнем термометре.

Паяльник можно откалибровать, но, по-моему, и так неплохо.

Минимальное напряжение с которого начинается работа нагревателя — 9В, логики — 5В.

Максимальная мощность.

Сразу обсудим условность этих измерений:
1. мощность из розетки измеряется с помощью бытового ваттметра, в случае с повербанкой и rd6024 показания взяты с дисплея источника питания.
2. паяльник «умный» и видя, что температура не растет, а мощность потребляется каждые 22-32 секунды впадает в защиту и отключает нагрев, на экране появляется надпись «Thermal Runaway», я сидел рядом с секундомером и перезапускал паяльник по 5 раз, но точность измерений пострадала.

3. мощность по USB измерялась вне теста, «вторым заходом» и она тоже условная, так как график потребления не ровный, за результат измерения принято нечто среднее между самым низким и самым высоким показателем.


Сопротивление картриджа — 8.8Ом, что при напряжении 21В может выдать 50Вт.
Так как выход триггера USB PD и круглое гнездо соединены напрямую, то не рекомендуется подавать больше 21В, но для теста можно :)
Также любопытно, что от с QC 18Вт повербанки паяльник смог получить больше мощности, чем от более нового с PD 22.5Вт.

Видно, что паяльник завышает отображаемую мощность, и на то, есть несколько причин.

Во-первых, в схеме нет токоизмерительного шунта и мощность вычисляется по простой формуле U²/R. Внутренний мультиметр показывает заниженной напряжение Vin на 0.4В, однако на пружинах картриджа напряжение примерно на один вольт ниже входного.Это измерения от двух разных БП, на первой фото падение на проводах менее 50 мВ.

Во-вторых, в исходном коде предполагается типичное напряжение 7.5Ом, а тут 8.8.

Это показалось мне странным, и я решил перепроверить измеренное сопротивление, учитывая внутреннюю структуру (термопара последовательно нагревателю) я подключил картридж напрямую к БП несильно обмотав его смоченной тряпкой.
Судя по всему сопротивление было измерено верно, и оно равно 8.8Ом.

Ради интереса сравним с тестами из предыдущего обзора.

Я проверил еще раз SH72 с PD-триггером, и он получается немного мощнее потребляя 52Вт USB и 57 от розетки.

Разборка

Разборка простая, открутить два винтика, снять силиконовую накладку и раскрыть корпус. Еще два винтика держат пару контактов.

Реверс-инжиниринг скучен чуть более, чем полностью, так как платформа открытая все схемы есть на сайте производителя.


Процессор, под дисплеем: GigaDevice GD32VF103TB
Дисплей: QUG 9616TSWCG02
USB-C PD контроллер: ON FUSB302
Акселерометр: Bosch BMA223
Термометр для компенсации термопары: Analog Device TMP36
Stepdown конвертер для питания логики: Ricktek RT7272B
MOSFET: Chang Jiang CJQ7328
Операционный усилитель для работы с термопарой: SGMicro SGM8557

Итого

Отличная замена SH72 c PD-триггером, безусловно, этот паяльник немного дороже, однако он поддерживает PD и QC, может выступать триггером и предлагает больше вариантов питания.
Схемы, чертежи, исходный код прошивки открыты.

Знакомится с risc-v мне пока не очень интересно, но для кого-то это может быть полезно.