Давно собирался обзавестись микроскопом для пайки, смотрел и подбирал разные варианты и модели. Моделей уйма, вариантов еще больше, но как всегда нарисовалась проблема, те микроскопы, от которых моя жаба в обморок не падала, совершенно не устраивали по параметрам, а те что устраивали не устраивали по деньгам :-) Извечная проблема :-)
В итоге решил сам себе собрать цифровой микроскоп, под свои задачи и с нужными мне параметрами.
Приступим :-)
В начале решил четко сформулировать какой мне нужен микроскоп, то есть сделать ТЗ под свои хотелки :-)
1. Тип микроскопа – Цифровой.
2. Схема микроскопа – Цифровая камера с объективом, увеличение регулируется (настраивается) расстоянием до объекта и фокусным расстоянием камера – объектив.
3. Рабочее расстояние – Достаточное для комфортной работы, не менее 100-150 миллиметров, лучше больше на рабочем увеличении.
4. Увеличение не менее х раз – Примерно х50, х60
5. Регулировка увеличения – Плавное, оптическое, регулировка изменением расстояния до объекта.
6. Вывод изображения – На компьютер по USB (опционально на монитор без компьютера).
7. Штатив – Мощный, с удобным съемным креплением.
8. Отсутствие дефицитных запчастей.
9. Технологичность (удобство) изготовления.
Вот такое у меня получилось ТЗ, в общем простой микроскоп для ремонта РЭА без какого либо запредельного увеличения, мне микробы не рассматривать :-)
Поняв что конкретно хочу приступил к воплощению в железе.
Для начала задумался над штативом. Штатив, на мой взгляд, это самое основное. Непосредственно от штатива зависит удобство использования микроскопа. Штатив должен уметь поднимать и опускать камеру, так же на нем надо разместить механизм изменения фокусного расстояния камера – объектив. Так же он должен быть массивным, масса убирает паразитные колебания камеры в процессе работы и регулировки. Вот такой должен быть штатив.
Изготавливать такой штатив с нуля не было никакого желания, да и не нужно этого. В качестве такого прекрасного штатива можно использовать советский фотоувеличитель. Он очень массивный, имеет хороший механизм вертикальной регулировки и отличный механизм регулировки фокусного расстояния. С некоторыми фотоувеличителями в комплекте идет хороший объектив, то есть не надо отдельно покупать.
Посмотрев старые каталоги, изучив механику разных фотоувеличителей, я пришел к выводу что для моих целей идеально подходит фотоувеличитель УПА-601. УПА-601 очень продуманно и удобно сделан, у меня в детстве по проще был :-) Далее все просто, идем на известный сайт и покупаем полный комплект с чемоданчиком, смотрим что б был объектив в комплекте, а то вдруг потеряли :-)
Вот столько они стоят на сегодняшний день, правда прелесть? За 1000ре полный набор всей механики для микроскопа :-)
Со штативом определился, теперь надо подумать какую камеру использовать.
С ними тоже все интересно. По началу думал обычную УСБ камеру использовать. Не, ну а что? Дешево, у всех есть… Облом… Меня не устроило качество изображения, наверно из за размеров матрицы, они там мизерные, светочувствительность не очень, в общем не то что хотелось мне от изображения, да и простейшая электроника вносит свои огрехи в картинку. И еще очень не понравились задержки при выводе, рассматривать картинку нормально а когда что то делаешь то задержка просто бесит и вносит рассинхронизацию в цепь глаза-руки, кошмар в общем :-) Пробовал несколько обычных УСБ камер среднего ценового диапазона. Элитные и мего дорогие этим может и не страдают, но у меня их нет в наличии и покупать для тестов желания не было.
В общем с УСБ камерами не прокатило, но ничего, есть огромное количество видеокамер для видеонаблюдения с аналоговым выходом. Я говорю про нормальные и дорогие камеры с нормальными матрицами и с нормальными параметрами, с хорошей электроникой, про простые модульные я не говорю они такая же фигня. Нынче модно переводить видеонаблюдение на IP камеры и многие при апгрейде системы просто выкидывают старые, ну реально выкидывают :-))) Или продают за 300-500 ре, хотя и придется поискать.
Я вот такой разжился. Хорошая большая матрица, отличная электроника и светочувствительность, встроенный автоматический баланс белого, автоматический баланс уровней, компенсация боковой засветки, что то там еще :-)
В общем реально хорошая камера.
Для преобразования аналогового видео сигнала с камеры в УСБ я буду использовать USB EasyCAP 2,0, благо он давно без дела лежит.
Так, все «железо» собрано и опробовано, можно приступать непосредственно к сборке микроскопа.
Начинаем с подготовки штатива.
Вот такой фотоувеличитель я купил. Настоятельно рекомендую именно такой покупать, он идеально для наших задач подходит.
Теперь надо его разобрать, снять все что нам не понадобится.
Разбираем «голову», все что сверху нам больше не понадобится, у нас там камера будет. Все что снизу нам пригодится, там объектив и механизм фокусировки.
Эх, разбирать то как жалко :-)
В комплекте с фотоувеличителем идет вот такой объектив. У данного объектива отличные характеристики, его некоторые даже сейчас как макро объектив для фотоаппаратов используют. Для моих задач подходит идеально.
Проводим профилактику всей механике, с полным разбором конечно. Заменяем смазку, на удивление, она еще не высохла до конца, а ей уже 40 лет! Можно было бы и не менять. Износа никакого не обнаружил, как новое все.
Так, профилактика проведена, можно приступить к изготовлению держателя камеры.
Держатель будет состоять из двух частей. Из основания и непосредственно самого держателя камеры. Держатель камеры, с натягом, ходит в основании вверх вниз и позволяет грубо настроить фокус.
Это сделано для того что б можно было в больших пределах менять фокусное расстояние камера – объектив. Это будет грубая регулировка, так как при большом вертикальном перемещении головы штатной регулировки, тонкой настройки фокуса, не хватает.
Печатать детали буду на 3д принтере.
Снимаем размеры, чертим детали.
Если кому надо то вот файлы моделей, там и в stl и в solidworks, вдруг редактировать под себя будете. www.sizov.org/files/microscope.rar
Теперь печатаем, не забывайте про усадку пластика и свои коэффициенты вводите.
Примеряем по месту, идеально :-)
Сверлим 4 отверстия, нарезаем резьбу и собираем все :-)
Так как пластик немного просвечивает мы обклеиваем корпус черной изолентой и изнутри все закрашиваем черным маркером.
Теперь крепление к столу. Высчитал где микроскоп будет удобен, снял родную крепежку с чемодана и врезал ее в стол.
Теперь делаем жгут проводов и протягиваем его куда надо. Подробно на этом останавливается не буду, там все элементарно, питание и УСБ, конвертер разместил прям на голове.
Из фотографий все видно и понятно :-)
Теперь проверим как все это работает. Фото, к сожалению, не передают всю прелесть картинки :-) Увеличение данного микроскопа плавно меняется от х12 до х115.
Для начала посмотрим и замерим максимальное увеличение. Максимальное увеличение вышло х115, рабочее расстояние 80мм. Отлично! Можно без проблем работать, хотя как показала практика такое большое увеличение для пайки не нужно.
Посмотрим как плату показывает, отлично показывает. Хорошая резкость и отличная глубина. Под таким увеличением удобно искать дефекты пайки и трещины в дорожках. Работать приятно и удобно.
Теперь посмотрим как на самом ходовом для меня увеличении будет показывать и какое рабочее расстояние. На мой взгляд, для большинства работ, х20 хорошо подходит.
Все очень и очень хорошо, рабочее расстояние 230мм.
Видно все отлично :-)
Ну и самое слабое увеличение, которое выдает микроскоп, х12.
Рабочее расстояние огромное, 350мм. Видно все тоже очень хорошо.
Работать с таким микроскопом очень удобно, дальним колесиком регулируется увеличение, ближним фокус. Когда микроскоп опускается для максимального увеличения надо поднять вверх камеру.
Расположение крепления подобрал так удобно что даже и не снимал его ни разу, хотя снимается одним движением руки. Когда мне он не нужен я его просто отворачиваю в сторону, и все :-)
Вот немного фоток в процессе работы с микроскопом.
На этом все, удачных ремонтов :-)
