Микроскоп своими руками
Макс Любин
Рано или поздно в жизни любителя ремонтировать электронику наступает момент, когда, кроме паяльника, начинает требоваться дополнительное оборудование, которое позволит паять не только то, что отчетливо видишь невооруженным взглядом, но и всякую мелочь, на которую не хватало духу замахнуться на начальном этапе освоения «техники горячего жала». Речь, конечно же, идет про пайку шлейфов и малюсеньких элементов на плате, которые перед тем, как их паять, нужно сначала умудриться разглядеть.
Что делать? Можно попробовать развить суперзрение и потом с легкостью различать даже прыщик на … на теле у слона. А можно пойти более простым, но затратным путем – купить микроскоп или бинокуляр. Лучше, конечно, бинокуляр – два глаза лучше, чем один. Но тут перед начинающим «Левшой» остро встает вопрос денег. Да, если вы собрались профессионально заниматься ремонтами и зарабатывать этим себе на жизнь, то самым правильным вариантом будет купить тот самый бинокуляр.
Но если вы профессионал, то зачем вам тогда эта статья? Вы и сами всё знаете. 🙂
А для начинающего мастера, решившего хоть разок попробовать влезть своим горячим жалом в микромир, будет полезной информация о том, что бинокуляр, в который можно смотреть без слез, обойдется примерно в 5 тысяч рублей. А цена варианта получше вообще может достигать неприличных значений.
С одной стороны, это немного, с другой – отдать столько за устройство, которое будет использоваться считанное количество раз, – не совсем адекватный поступок. А еще бывает так, что паять надо здесь и сейчас, а за бинокуляром идти через весь город.
Вот для таких случаев сегодняшний вариант, о котором я хочу рассказать, как раз подойдет.
Сделай сам
Итак, делаем микроскоп из подручных средств.
Самым подручным средством сегодня, как это ни странно, является смартфон. Именно его мы и будем делать микроскопом.
В моем случае это будет устройство от всеми горячо любимой и почитаемой корейской компании Samsung – S7 edge. Этот боец является вторым телефоном и чаще всего выступает в роли подопытного кролика в различных экспериментах.
Для того, чтобы собрать простейший микроскоп, нам понадобится не так много, как кажется.
- Собственно, сам смартфон.
- Устойчивая основа, на которой можно будет жестко закрепить смартфон. Лучше всего штатив. Главное условие – чтобы крепление между смартфоном и штативом было жестким, иначе картинка будет плясать перед глазами.
- Ноутбук или компьютер, который будет выступать в роли видоискателя.
- Программа для вывода изображения с телефона на монитор компьютера. В случае с Samsung это специальное приложение SideSync, которое необходимо установить как на компьютер, так и на смартфон.
- USB-кабель, которым смартфон будет подключен к компьютеру.
Вот, собственно, и всё, что может нам потребоваться.
Для начала качаем с официального сайта приложение SideSynk на компьютер и устанавливаем его, попутно соглашаясь на всё, что там предлагают (благо это приложение не от майлру – всяких «агентов» и «амиг» не понаставит).
Одновременно с этим устанавливаем на телефон приложение с таким же названием.
Подключаем телефон к компьютеру кабелем, предварительно выключив на телефоне или на компьютере Wi-Fi, – у приложения приоритет подключения через беспроводные сети, а это медленней, чем через кабель, а значит, могут быть задержки, чего нам совсем не нужно.
После запуска приложения устройства увидят друг друга и можно будет соединиться.
После успешного сопряжения и соединения появится возможность отображать экран телефона на компьютере. Можно ограничиться и таким видом, а можно повернуть и развернуть изображение на весь экран компьютера – это повысит удобство за счет увеличения размеров отображаемой информации.
После этого закрепляем телефон на штативе камерой вниз, так и на такой высоте, чтобы нам было удобно что-то делать паяльником под получившейся конструкцией.
Затем запускаем камеру именно в режиме видеосъемки (это важно), обеспечиваем освещение, например, с помощью USB-фонарика, фокусируемся мышкой на нужном объекте, делаем максимальный зум, и вуаля – получаем почти полноценный микроскоп, в который весьма прилично видно всё, что происходит в рабочей области. Чтобы камера не отключалась по таймауту, нужно иногда трогать мышку либо положить ее на колени, чтобы курсор шевелился от непроизвольных сокращений мышц.
Кстати, если нет внешнего освещения, то можно использовать вспышку телефона, однако в таком случае необходимо будет включать режим видеосъемки на время ремонта – в этом тоже есть плюс – по окончании ремонта у вас будет видеозапись вашего подвига в микромире.
Что касается качества итогового изображения, то при хорошем освещении даже на аппаратах с более слабой камерой никакого дискомфорта нет. Да, в сравнении с бинокуляром у такого решения есть и минус – картинка получается без глубины, так как камера не может передать объем.
Если у вас не Samsung, то в качестве похожего решения можно использовать подключение кабелем, например, MHL или SlimPort. Кстати, подключаться можно не только к ноутбуку, но и к монитору или даже к телевизору. В этом случае картинка будет еще больше.
Если жалко использовать для этих целей свой основной телефон, то с помощью того же кабеля можно подключить таким образом и телефон, например, с разбитым дисплеем, приспособив его в качестве микроскопа на постоянной основе. Но это уже более сложный вариант, альтернативой которому выступает покупка недорогого электронного монокуляра на том же AliExpress. Такой вариант стоит около 1 500 рублей и обладает сравнимым с камерой смартфона качеством изображения.
В этом случае вам не придется мудрить с освещением и подключением, так как это специализированное устройство, имеющее все необходимые интерфейсы и заключенное в компактный корпус.
Заключение
Актуальность того или иного варианта для вас зависит в первую очередь от целей, которые вы преследуете. Если пайка мелких элементов для вас – это эпизодическое занятие по настроению, то смысла в покупке профессионального оборудования нет (если только нет лишних денег), и в этом случае подойдет даже вариант покупки электронного девайса на AliExpress. Решение с телефоном в качестве микроскопа – это скорее временный вариант и выход из ситуации, когда паять нужно срочно здесь и сейчас, а увеличить нечем. Однако, несмотря на все спорные нюансы, такой вариант тоже имеет право на жизнь, так как позволяет решить стоящую перед вами задачу в тех условиях, которые есть сейчас, ибо голь на выдумки хитра.
Источник
Как сделать микроскоп в домашних условиях
Недавно мы рассказывали, как сделать микроскоп из веб-камеры, сегодня же мы поговорим о самостоятельном создании оптического микроскопа. Для этого обратимся к книге Льва Васильевича Померанцева «Юный техник-конструктор: Практическое руководство по изготовлению самодельных приборов». Она была издана в СССР в 1951 году, и в ней можно найти множество полезных советов по созданию разных технических устройств, в том числе и инструкцию, как сделать микроскоп своими руками.
Нам понадобятся:
- Две линзы +10 диоптрий диаметром 20 мм
- Две металлические трубки, которые будут свободно входить одна в другую, но не болтаться при этом. Диаметр внутренней трубки – 20 мм, длина – 100 мм. Длина внешней трубки – 200 мм
- Две жестяные или латунные круглые пластинки толщиной 2–3 мм и диаметром 30 мм
- Набор инструментов
Где все это найти?
Линзы берем в аптеке или добываем из двух дешевых луп, за остальным нужно сходить в строительный магазин. Если металлических трубок и пластинок под рукой нет, их можно заменить картонными, но это сделает микроскоп более хрупким.
Как сделать микроскоп в домашних условиях из всех этих предметов:
- Берем трубку длиной 100 мм. Разрезаем ее поперек на две равные части и зачищаем заусенцы.
- Берем жестяные или латунные пластинки и делаем в них отверстия диаметром 10 мм. У нас получаются небольшие шайбочки.
- Берем половинки трубок из пункта 1 и в один торец каждой из них устанавливаем линзу. Стекло должно войти прямо внутрь трубки. Сверху линзу закрываем шайбой из пункта 2.
- Берем трубку длиной 200 мм и получившиеся половинки вставляем внутрь нее с двух сторон. Внешняя трубка должна оказаться посередине.
- Наш микроскоп готов!
Конечно, это упрощенная схема микроскопа. В идеале еще нужно сделать штатив, предметный столик и подсветку. Но даже в таком виде микроскопом вполне можно пользоваться. Он дает небольшое увеличение, но вполне подходит для знакомства с микромиром. В него можно рассматривать насекомых, паукообразных, срезы растений и минералы.
Собрать микроскоп своими силами – это увлекательно и познавательно. Но для научного хобби мы все-таки рекомендуем выбирать любительские микроскопы, созданные известными оптическими компаниями. Они не так дорого стоят, но предлагают современный функционал и хорошие оптические возможности. В нашем интернет-магазине вы сможете найти микроскопы для разных видов наблюдений.
Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.
Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.
Источник
Собираем цифровой микроскоп для паяльных работ — лучше, чем делают китайцы
В этом артикле я расскажу, как можно с минимумом затрат (менее $70) сделать цифровой микроскоп для паяльных работ, который будет обеспечивать комфорт и качество работы, недоступные для промышленного решения, даже с ценником на порядок больше.
Чем хорош капитализм? – доступно почти всё, и за любую цену. Но часто, реальное качество и практичность, сильно отличается от заявленного в рекламе. Не обошла и такая маркетинговая «оптимизация», и цифровые микроскопы для паяльных работ – устройство выглядит красиво, картинки на экране нарисованы интересные, но сильно хромает практичность – разрешение и размер экранчика крохотные, расстояние от объектива до платы минимальное, часто паяльником и не подлезть, плату над обязательно класть на столик, заявлены какие-то нереальные возможности увеличения и разрешения, и стоит такое чудо не баксов 15, как и должно стоить, а стоит от 50 долларов и выше. Такая дискотека мне не подходила, поэтому, я решил сделать ход конём, и собрать всё с нуля, как всегда, минимизировав затраты, как физические, так и финансовые, и максимизировав качество конечного продукта.
Начну со списка необходимых компонентов.
ЖК монитор с удобной для вас диагональю – можно и 15 дюймов поставить, а можно и побольше. Для этой цели я купил 17 дюймовый ЖК монитор ($11)– на местной барахолке это было наиболее доступный вариант в шаговой близости от меня.
Модуль камеры с VGA/DVI/HDMI выходом – зависит от типа входа вашего монитора. Я брал самый бюджетный вариант на таобао, два мегапикселя, VGA выход, $30.
Советский объектив с фокусным расстоянием 40-60мм. Подходят практически любые, главное, чтоб стекло не было совсем убитым, и диафрагма работала.
Переходник с CS Mount на M42 (или М39, зависит от модели, купленного объектива)
Макрокольца на М42 или М39, опять, это зависит от модели выбранного объектива.
Что-то массивное, для использования в качестве подставки. Я использовал шасси от старого лабораторного твердомера, которое купил в пункте сдачи металлолома по цене этого самого металлолома по весу.
«Рука», на которой будет крепится камера. Я использовал кусок прямоугольной алюминиевой трубы сечением 5х2см и длиной около метра.
Угловой кронштейн, для поворота камеры, который крепится на «руке» и к которому крепится сама камера.
Винты, гайки, VGA кабель, скотч, и прочие «мелочи жизни», которые наверняка у вас уже есть.
А теперь, небольшая дополнительная информация по некоторым компонентам.
Монитор: В принципе, можно брать любой, даже с кинескопом (но он будет жутко мерцать, я пробовал). Но есть две особенности, на которые стоит обратить внимание – это формат экрана (обычный или широкий), и углы обзора (чем больше, тем лучше). Формат экрана в принципе, зависит больше от типа камеры – Большинство модулей умеют только соотношение сторон 4:3 и 5:4 и не умеют «широкие» разрешения, в результате, картинка выглядит растянутой. Так что если вы берёте модуль с «обычным» выходом, то и монитор надо брать соответствующий. Хотя, существуют и универсальные модули – сами выставляют нужный формат, в зависимости от информации, полученной с монитора. И второй, не менее важный момент – углы обзора монитора. Рекомендовать мониторы на IPS/PLS/MVA матрицах не буду по очевидно-финансовым причинам, но постарайтесь не покупать очень старый монитор, у них обычно, вертикальные углы просто ужасные, и на них, тёмные детали будут частично сливаться с фоном. Если же у монитора вертикальные углы плохие, вас эстетика не смущает, или монитор механически поддерживает переворот, то можно его повернуть на 180 градусов, а картинку повернуть в самой камере – картинка будет более «читаемой».
Модуль камеры: Не стоит гнаться за многомегапиксельным разрешением – у вас монитор с конечным разрешением в 1-2мегапикселя, и если купите модуль на 5мп, то улучшения картинки не получите, зато получите увеличение шумов, так как диагональ матрицы будет та же, но вот размер пикселей будет поменьше, и соответственно, шумов будет больше.
Модули камеры также можно поделить на два типа – с крепежными отверстиями (для посадки на стандартный штатив или фотовинт) либо без оных, для прямой «посадки» на микроскоп, объектив и так далее (у меня как раз такой). В принципе, это не столь уж и большая проблема, в моем конкретном случае, свелась к выкручиванию 4х винтов, сверлению кронштейна и закрепления камеры, но мое дело – предупредить.
Еще важный момент – какая посадочная резьба у модуля камеры. Большинство имеют стандартную, C/CS Mount резьбу, но могут быть и варианты. В моем конкретном случае, у камеры была посадочная резьба в 27мм, но после моего уточнения, продавец (бесплатно), дополнил посылку переходной шайбой на C mount.
Объектив: Главное для нас – фокусное расстояние и наличие диафрагмы. Самые массовые советские фотообъективы имеют фокусное расстояние в 50-60мм. При их применении, и удалении камеры приблизительно на 60см от наблюдаемого объекта, комфортная работа обеспечивается с SMD компонентами 0805 типоразмера, а с 0402 и 0201 работать можно, но уже сложно – сами детали различимы хорошо, но для контроля огрехов пайки, такого разрешения недостаточно. Так что, если исходить из фокусного расстояния в 50мм, то всякие «Гелиосы», «Веги», «Юпитеры», «Индустары» — вполне соответствуют требованиям. Я взял Индустар 50-3, как наиболее доступный по цене — $5 в хорошем состоянии. Никакого смысла гнаться за светосилой нет – объектив в любом случае, придётся диафрагмировать до F8-11, так что и «Индустар 50-3», и «ЗК 50/1.5» будут выдавать совершенно одинаковую картинку, но последний стоит раз в 10 дороже «Индустара». В принципе, можно взять и объективы от фотоувеличителей, типа «Вега-11», «И50У», «И90У» и так далее, но так как у них нет фокусирующего геликоида, фокус придётся подстраивать либо подбором высоты крепления, что может оказаться неудобным в практике, либо придётся докупать фокусировочный геликоид, который стоит от $20 и выше. При желании, можно поставить и зум-объектив, чтоб получить возможность менять приближение. Но такие объективы стоят обычно дорого и довольно громоздки, и у них есть ещё один минус – при изменении увеличения, «улетает» и фокус, так что так просто «призумится» — не получится, придётся каждый раз подстраивать фокус. Выход тут в использовании киносъемочных объективов, у них фокус не «уезжает» при использовании зума, но «благодаря» всяким VDSLR-шикам, цена таких объективов давно вышла за всякие разумные пределы. Единственный доступный по цене (но редкий по распространенности) вариант – если где найдёте объектив «Метеор 5-1» на М42 посадочную резьбу. Но к сожалению, мне такой в продаже не встречался, только под свой, специальный маунт, адаптер с которого, в принципе, можно сделать, но это довольно муторно.
Если же вам нужно большее увеличение, чем дают стандартные 50мм объективы, то стоит посмотреть в сторону 85мм и 135мм объективов – они обеспечат комфортную работу с типоразмерами деталей 0402 и 0201 соответственно. К сожалению, фокусное расстояние в 85мм в советских объективах представлено только светосильными и дорогими Гелиос 40-2, Юпитер-9, МС Волна-9, но можно взять объектив от фотувеличителя — И90У, у него фокусное расстояние 75мм, но нет фокусировочного кольца. Если же вам нужно ещё большее увеличение, то стоит переходить на 135мм – советской (и не советской) оптики с этим фокусным расстоянием довольно много на вторичном рынке, и цены вполне доступные. В принципе, и с обычными, 50-60мм объективами можно добится нужного для пайки 0402 и 0201 увеличения, но для этого придётся ставить не одно, а два-три макрокольца, и сильно упадёт расстояние от камеры до детали – с 60см до 20-15см, что делает работу менее комфортной.
Про переходник ничего особенного сказать не могу. Главное, чтоб он, с одной стороны, подходил под вашу камеру, и с другой стороны – под ваш объектив. Процесс собирания микроскопа я бы начал с покупки объектива, а всё остальное – уже подбирать под стать ему. Я использовал самодельный переходник – купил на барахолке вместе с объективом. Разумеется, лучше купить заводской, если вам важен внешний вид.
Макрокольца вполне стандартный товар, продаются в комплекте из 3х штук, и стоят около $5. Цель этих колец – обеспечить возможность объектива фокусироваться на близко расположенных объектах. В зависимости от модели выбранного объектива и высоты подставки, может понадобится разное количество колец. В моем конкретном случае, хватило одного. Могу предложить один «лайфхак». По неизвестной мне причине, М39 макрокольца стоят в 2 раза дороже аналогичных на М42. Так что можно купить набор колец на М42, а ваш объектив на М39 закрепить в них через адаптер М39-М42, который обычно стоит в пределах 1$.
Вес и прочность подставки – решающие звена в вопросе по качеству картинки. Хлипкая подставка — картинка будет плыть и дрожать, комфорта в работе не будет. так что, если у вас ничего подходящего купить не получается, вполне возможно воспользоваться несколькими кирпичами или шлакоблоками.
Аналогичные требования и к металлической трубе – она должна быть, с одной стороны, достаточно твёрдой, чтоб не прогибаться под весом камеры, и с другой стороны, она должна быть достаточно лёгкой, чтоб не опрокинуть подставку своим весом. При необходимости, можно снабдить трубу противовесом. Мне это не понадобилось, так как моя подставка весит в районе 20 кг.
Для установки камеры на кронштейн я использовал фрагмент какого-то фото штатива. Можно воспользоваться любым куском металла нужной формы. Эстеты могут использовать шариковую головку от штатива, или «волшебную руку».
На этом в принципе всё. Есть небольшая специфика по освещению. У меня рабочее место освещается сверху, стандартной LED панелью 60х60см, мощностью 40вт, но на светодиодах с Ra>97 и цветовой температурой 5500K. Такое освещение практически не даёт теней, и так как свет падает на плату практически прямо, то и отраженный свет тоже идёт прямо, и любые огрехи в пайке видны сразу. Но у такого подхода есть и минус — например, маркировка деталей, сделанная лазером, видна плохо, так как требует боковой подсветки для контраста. Но при боковой подсветке, могут появляться тени, что осложняет контроль за качеством пайки. В общем, решать вам, но в 99% случаев, верхний, рассеянный свет подходит для всех вариантов использования. Как всё это смотрится в реальной жизни, можете оценить на видео (с 0:49). Я специально снял его так, чтоб был бы вид как бы из головы — как вы будете видеть рабочее место и картинку на мониторе.
Источник
