Test ministacji lutowniczej KSGER STM32 V3.1S OLED T12 i lutowanie Fubarino SD

Witajcie moi drodzy.
Zapraszam na krótki test przenośnej stacji lutowniczej KSGER T12 Mini V3.1S oferującej regulację temperatury, wymienne końcówki oraz wyświetlacz OLED. W temacie pokażę też jej wnętrze, a na koniec za jej pomocą zlutuję projekt w technologii SMT - płytkę Fubarino SD. W temacie umieszczę również jej schematy, które udało mi się znaleźć w sieci.

Zakup KSGER
Stację kupiłem za około 50$, choć nie wiem na ile to będzie teraz miarodajne, bo kupowałem tuż przed kryzysem (ostatnio $ znacznie podrożał względem złotówki). Wybrałem sklep oferujący wysyłkę z Czech, by otrzymać produkt szybciej i bez problemów z cłem:

Jest to zestaw bez zasilacza i bez podstawki na kolbę, a dokładniej zawiera:
1 x KSGER Mini T12 STM32 V3.1S kontroler stacji lutowniczej z OLED
1 x kolba
1 x końcówka T12-K
1 x końcówka T12-BC2
Parametry:
Kontroler: STM32 V3.1S
Temperatura: 50-480℃
Maksymalna moc: 120W
(moja uwaga co do mocy maksymalnej - raczej nie ma 120W, prędzej 70W, 3A przy 24V)
Wyświetlacz: 1.3 cali
Czas do topnienia cyny: <8s
(moja uwaga co do czasu topnienia cyny - już po moich testach - w miarę się zgadza, do 350°C rozgrzewa się od 0 w około 13 sekund, do 200°C znacznie szybciej)
Materiał obudowy: stop aluminium
Rozmiar: 88 x 40 x 38mm

Bogaty interfejs kontrolera, oferujący m. in. profile przeznaczone dla konkretnych grotów, regulację sterownika temperatury PID, itp:

W ramach uzupełnienia dodaję od siebie zdjęcia jak wyglądają ciekawsze opcje z menu (w tym kalibracja końcówek):

Warto też podkreślić, że wybór grotu dokonywany jest poprzez wciśnięcie enkodera a potem jego obrócenie.
Rozmiar kontrolera:

Wtyk zasilacza (u mnie też jest jak na zdjęciu - do góry nogami obrócone):

Mocowanie grotów:

Grot T12 jest to grot który jest zespolony z grzałką, w kolbie są tylko styki które się do niego dopasowują.
Wnętrze kolby (nie jestem pewny, czy te miejsce położenia termistora jest takie jak na obrazku, szkoda, że nie jest nieco dalej, bo temperatura na końcówce grota moze być inny nić głębiej w nim):

Dodatkowo zamówiłem groty. Cały zestaw, za sztukę wychodzi 3$:







Zawartość zestawu
Paczkę otrzymałem do rąk własnych, kurier.

Stacyjka jest nienaturalnie mała. Po zdjęciach z oferty sprzedaży tego aż tak nie czuć. Na zdjęciu poniżej mini nadajnik USB dla porównania skali:

UWAGA: ta kolba musi "grzechotać", bo ma w środku czujnik standby. To nie jest uszkodzenie!
Groty przyszły osobno, w pudełeczku:




Niezbędny zasilacz
Ten model lutownicy wymaga zewnętrznego zasilacza 24V 3A lub podobnego. Nie ma go w zestawie. Złącze zasilacza to DC Jack 5.5x2.5mm (pozytywny biegun w środku). Nie jest to problemem, tego typu wtyk mają nawet zasilacze 19V od laptopów, które też się tutaj nadają do użycia:

Przed podłączeniem stacji do zasilacza należy kilkukrotnie sprawdzić bieguonowość!

Error, wszędzie errory!
Pierwsze co mnie powitało po zainstalowaniu grota i uruchomieniu to komunikat 'Error':

Obawiałem się, że coś nie tak jest z lutownicą. Zacząłem testować różne groty i okazało się, że kilka z nich nie daje błędów. Początkowo uznałem, że inne z nich są zepsute, ale nie - z reguły błędy na początku daje każdy grot. Dopiero po pierwszym rozgrzaniu zaczyna poprawnie funkcjonować i potem 'error' się już nie pojawia. Czyli nie ma problemu, choć można się wystraszyć.


Test z Sn60Pb40 i Sn99Cu1
Na pierwszy ogień poszły typowe spoiwa lutownicze firmy Cynel. Moje ulubione ołowiowe (Sn60Pb40) o temperaturze topnienia około 190°C, oraz Sn99Cu1 (bezołowiowe) z kolei topniejące w około 240°C.




Użyte temperatury:


Wstępne wrażenie - zgodnie z oczekiwaniami. Temperatury na grocie wydaje się być w miarę zgodna z rzeczywistością. Sn60Pb40 można lutować piny nawet w niecałym 200°C, a bezołowiowym w 240°C.
Pisał o tym sam sprzedawca

Quote:

The melting point of common solder is 183℃, the melting point of lead-free solder is 227℃, and the general welding temperature is 300-380 ℃.

Test poboru prądu, mocy
Na próbę podłączyłem lutownicę do zasilacza laboratoryjnego. Zacząłem od sprawdzenia jej pracy na 24V.

Przy rozgrzewaniu pobiera prawie 3A, potem w trakcie normalnej pracy nie więcej niż 1A:

Sprawdziłem różne napięcia pracy. Przy 19V (zasilacz z laptopa) jeszcze daje radę.
Przy 12V jest ciężko, wtedy pobiera 1.5A podczas grzania ale grzeje się znacznie dłużej i nie osiąga łatwo temperatury 375°C, choć lutować się da:

(wiem, to zasilacz 3A, ale prąd nie osiągał pełnego 3A i tak)

Test rozlutowywania
Czy można komfortowo wylutować element?
Oczywiście przy wylutowywaniu korzystam z różnych metod, odsysacz, plecionka, topnik oraz też dodawanie świeżego ołowiowego spoiwa na usuwany lut.
Na początek wybrzuszony kondensator z zasilacza komputerowego:


Bez problemu.
Kondensator z karty sieciowej na PCI?

Bez problemu. Chciałem spróbować też wylutu kondensatora z płyty głównej PC, ale nie miałem żadnej pod ręką.
A tranzystor kluczujący z kuchenki indukcyjnej (ze spoiwem bezołowiowym)?



Nieco ciężej (też używałem topnika i troszkę odsysacza), ale też się da.
A kondensator elektrolityczny z wyjścia zasilacza impulsowego 1200W?

Niestety tego kondensatora nie udało się wylutować, jego nóżka jest na wielkim polu masowym (tam też jest chyba podwójna płytka) i grot nie ma na tyle mocy i pojemności cieplnej by to wszystko nagrzać aż do stopienia cyny.


Lutowanie Fubarino SD
Po wstępnym zapoznaniu się z tą lutownicą uznałem, że pora wykonać za jej pomocą jakiś konkretny projekt, by poczuć jak pracuje się nią w praktyce. Zdecydowałem się na kolejne Fubarino SD w wersji 1.5, czyli płytki startowej w stylu Arduino opartej o PIC32MX795F512H.
https://wiki.seeedstudio.com/Fubarino_SD/
http://www.fubarino.org/sd/
Normalnie kupuje się je już zlutowane, ale ja swego czasu okazyjnie zamówiłem panel płytek (troszke nieudany - z mojej winy, to mój pierwszy panel) a potem sam ćwiczyłem na nich lutowanie.

Lutowanie zaczynam od przeczyszczenia płytki (w szufladzie się zakurzyła):

Następnie topnik:

Potem spoiwo na jeden pad (by dalej "złapać" element na ten pad):

Złącze mini USB:

Cienkim grotem T12 i spoiwem o odpowiedniej średnicy 0.25mm lutuje się takie złącze naprawdę wygodnie:

Z elementami SMD podobnie. Nie trzeba nawet wysokiej temperatury. "Łapię" je na jeden pad (nakładam spoiwo, rozgrzewam je, umieszczam element pesetą, pozycjonuję, i jak złapie spoiwo to lutuję pozostałe pady):



Rezystory...

Inne elementy, diody (kierunek diody sprawdzam testem diody na multimetrze):


Mikrokontroler pozycjonujemy tak, by kropka w rogu oznaczająca pierwszą nóżkę była tam gdzie jest na PCB (orientacja napisu na obudowie nie ma znaczenia, to kropka określa pierwszy pin).
Mikrokontroler PIC32MX w obudowie TQFP64, odstęp między pinami 0.5mm. Jego też najpierw pozycjonuję i łapię jedną nóżkę spoiwem:


Początkowo korzystałem z "drag soldering", czyli przeciąganie lutownicą po pinach a potem usuwałem ewentualne mostki plecionką, ale potem zorientowałem się, że precyzyjne groty T12 pozwalają nawet lutować pin po pinie.

Lutowania goldpinów raczej nie ma co komentować, normalnie użyłbym tu ich dłuższej wersji (złącze szpilkowe długie), ale tylko takie miałem na stanie:

Zostało jeszcze przylutować slot na karte SD. Niestety nie miałem pasującego, ale udało dobrać mi się inny:


Przed użyciem Fubarino trzeba wgrać na PIC bootloader, np. poprzez PICKIT3, który umożliwia dalsze programowania przez USB:


Fubarino SD można programować w Arduino IDE po dodaniu odpowiednich paczek do Boards Manager.
Czy karta SD jest widziana przez Fubarino?



Kod powyżej to zmodyfikowany przykład z biblioteki SD, tak aby badał obecność karty SD w pętli. Jest to ważne, gdyż chociażby sam wirtualny port COM (tworzony przez sprzętowe USB) może na początku nie przekazywać logów.

Działa! A co się stanie, jak damy kartę bez odpowiedniego formatu partycji?



Wnętrze KSGER 3.1S
Obudowę trzymają cztery śrubki z przodu i z tyłu. Sama aluminiowa baza składa się z dwóch połówek, w których wykonano gwinty.

Po rozkręceniu:

Sercem konstrukcji jest 32-bitowy mikrokontroler ARM STM32F103R8T6, pracujący tu w akompaniamencie pamięci EEPROM 24C08N, która pewnie pamięta ustawienia i kalibrację końcówek. Element w obudowie SOIC-8 o oznaczeniu 4409 to AO4409, MOSFET z kanałem typu P, to zapewne on kierowany poprzez PWM steruje grzałką. W układzie zasilania widzimy jeszcze element JWBHJ (JW8HJ?), który jest raczej przetwornicą DC-DC zamieniającą napięcie zasilania (te powiedzmy 24V) na 3.3V dla mikrokontrolera. Na płytce mamy też buzzer, a na czerwonym i czarnym przewodzie wisi bateria 3V (CR2032, używane przez pin VBAT od STM32, zapasowe zasilanie).
W sieci jest kilka schematów tego typu stacji lutowniczych - na koniec postu je zamieszczę.

Modyfikacja napięcia wyjścia zasilacza
Warto na koniec wspomnieć, że jak mamy zasilacz z laptopa o napięciu wyjścia 19V, to w zależności od jego konstrukcji można pokusić się o łatwe podniesienie jego napięcia wyjścia o kilka V poprzez modyfikację rezystorów przy układzie napięcia odniesienia (TL431). Nie wszystkie zasilacze od laptopa są na nim zbudowane, ale jest takich dużo, a napięcie o te kilka V jeszcze da się podciągnąć.

Podsumowanie
Podsumowując, stacyjka ta ma następujące plusy:
+ regulacja temperatury aż do 480°C
+ szybkie nagrzewanie się (wedle moich pomiarów, od 0, od całkowitego wyłączenia, do 350°C w 13 sekund, z temperatury standby 150°C jeszcze szybciej)
+ brak zasilacza w zestawie (więc zestaw jest tańszy, a zasilacz do laptopa raczej sami znajdziemy w szpargałach)
+ lekka, przenośna
+ łatwodostępnę groty
+ kolbę też można dokupić
+ duży i czytelny wyświetlacz
+ można uruchomić nawet z akumulatora 12V, bardzo przenośna
+ tryb snu, wstrząśnięcie lutownicą wybudza ją do pracy
+ sygnały dźwiękowe o rozgrzaniu, rozpoczęciu trybu snu, itp
+ różne dodatkowe funkcje, typu np. "boost" która tymczasowo podgrzewa mocniej grot przy jednoczesnym zachowaniu (na później) naszego ustawienia temperatury
+ szeroka gama opcji do wyboru, tryby pracy pod konkretną końcówkę, możliwość kalibracji temperatury oraz sterownika PID nagrzewnicy, możliwość dostosowania czasu i temperatury snu, itp. itd.
Niestety ma też pewne minusy:
- nie jest to potężny kombajn do wielkich pól lutowniczych (jak ktoś wcześniej grzał transformatorówką 120W to może początkowo się zawieść)
- wariuje/dziwne errory na pierwszym użyciu grotu (mogliby dać mniej niepokojący komunikat?)
- kolba lutownicy mogłaby być solidniejsza
- czasami przestrzeliwuje nadaną temperaturę o jakieś 10 stopni, może dałoby się lepiej wyregulować PID, ale dla mnie te 10 stopni to nie problem
- praktyczny zakres temperatur pracy jest do około 380°C, co poleca sam producent, inaczej groty szybciej się zużywają
- trudno ukryć wrażenie, że taka lutownica to jednak jest bardziej "bajer" czy tam "luksus", a przynajmniej mi się tak wydaje. Lutowałem już płytki z SMD (typu te Fubarino), z elementami w TQFP64 i TQFP100 o rozstawie pinów 0.5mm (0.4mm też są, lecz ich nie tykałem) za pomocą najtańszej lutownicy z regulacją mocy (nie temperatury), takiej za 20 czy tam 30 zł i też się dało, nie przegrzewałem elementów ani nie spalałem padów...
Mimo wszystko z zakupu jestem zadowolony.
UWAGA: W zestawie nie ma zasilacza, nie ma podstawki do kolby, a groty są tylko dwa.
Co sądzicie o tej lutownicy? Może mamy na forum jej długoterminowych użytkowników, którzy mogą powiedzieć coś więcej niż ja po krótkim czasie testowania?
PS: Jak znajdę jakąś rzetelną metodę pomiaru (najlepiej kontaktowo) temperatury grotu to dorzucę jakąś tabelkę porównawczą by zobaczyć na ile zgodne z rzeczywistością są wyniki.
Załączam zebrane materiały na temat tej stacji.