Высокий уровень миниатюризации электроники привёл к необходимости применения специальных увеличительных средств и приспособлений, используемых при работе с очень мелкими элементами.
К их числу следует отнести такое распространённое изделие, как USB микроскоп для пайки радиоэлектронных деталей и ряд других подобных ему устройств.
Некоторые специалисты считают, что для изготовления бытового микроскопа своими руками оптимально подходит именно USB-устройство, с помощью которого удаётся обеспечить требуемое фокусное расстояние.
Однако для реализации этого проекта необходимо будет провести определённую подготовительную работу, значительно упрощающую сборку прибора.
За основу самодельного микроскопа для пайки миниатюрных деталей и микросхем можно взять самую примитивную и дешёвую сетевую камеру типа «A4Tech», единственное требование к которой – это чтобы она имела исправную пиксельную матрицу.
При желании получить высокое качество изображения рекомендуется применять изделия более высокого качества.
Для того чтобы собрать микроскоп из веб-камеры для пайки мелких электронных изделий следует также побеспокоиться о приобретении ряда других элементов, обеспечивающих требуемую эффективность работы с устройством.
Это в первую очередь касается элементов подсветки обзорного поля, а также ряда других составляющих, взятых из старых разобранных механизмов.
Самодельный микроскоп собирается на основе пиксельной матрицы, входящей в состав оптики старой USB-камеры. Вместо имеющегося в ней встроенного держателя следует использовать выточенную на токарном станке бронзовую втулку, подогнанную под размеры применяемой сторонней оптики.
В качестве нового оптического элемента микроскопа для пайки может применяться соответствующая деталь от любого игрушечного прицела.
Для получения хорошего обзора площадки распайки и пайки деталей, потребуется набор осветительных элементов, в качестве которых могут использоваться бывшие в употреблении светодиоды. Их удобнее всего выпаять из любой ненужной ленты LED-подсветки (из остатков разбитой матрицы старого ноутбука, например).
Доработка деталей
Электронный микроскоп можно начать собирать лишь после тщательной проверки и доработки всех подобранных ранее деталей. При этом должны учитываться следующие важные моменты:
- для крепления оптики в основании бронзовой втулки необходимо просверлить два отверстия диаметром приблизительно 1,5 миллиметра, а затем нарезать в них резьбу под винт М2;
- затем в готовые отверстия вворачиваются соответствующие установочному диаметру болтики, после чего на их торцы наклеивают небольшие бусинки (с их помощью управлять положением оптической линзы микроскопа будет намного легче);
- затем нужно будет организовать подсветку обзорного поля пайки, для чего берутся приготовленные ранее светодиоды от старой матрицы.
Регулировка положения линзы позволит при работе с микроскопом произвольно изменять (уменьшать или увеличивать) фокусное расстояние системы, улучшая условия пайки.
Для питания системы освещения от USB кабеля, которым веб-камера подключается к компьютеру, отводятся два провода. Один – красного цвета, идущий на контакт «+5 Вольт», а другой – чёрной расцветки (он подсоединяется к клемме «-5 Вольт»).
Перед сборкой микроскопа для пайки нужно будет изготовить основание подходящего размера. Оно пригодится для распайки светодиодов. Для этого подойдёт кусочек фольгированного стеклотекстолита, вырезанный по форме кольца с площадками для пайки LED-светодиодов.
Сборка устройства
В разрывах цепочек включения каждого из осветительных диодов размещаются гасящие резисторы номиналом порядка 150 Ом.
Для подсоединения питающего провода на кольце монтируется ответная часть, изготавливаемая в виде мини-разъёма.
Функцию подвижного механизма, обеспечивающего возможность настройки резкости изображения, может выполнять старое и ненужное устройство для чтения дискет.
Из имеющегося в дисководе двигателя следует взять один вал, а затем вновь установить его на подвижную часть.
Для того чтобы вращать такой вал было удобнее – на его конец, располагающийся ближе к внутренней части двигателя, надевается колёсико от старой «мышки».
После окончательной сборки конструкции должен получиться механизм, обеспечивающий требуемую плавность и точность перемещения оптической части микроскопа. Полный его ход составляет приблизительно 17 миллиметров, что вполне достаточно для наведения системы на резкость в различных условиях пайки.
На следующем этапе сборки микроскопа из пластика или дерева вырезают подходящее по габаритам основание (рабочий стол), на котором монтируют металлический стержень, подобранный по длине и диаметру. И лишь после этого на стойке фиксируется кронштейн с собранным ранее оптическим механизмом.
Альтернатива
Если нет желания возиться со сборкой микроскопа своими руками, то можно купить полностью готовое устройство для пайки.
Следует обратить внимание на расстояние между объективом и предметным столиком. Оптимально оно должно составлять почти 2 см, а изменить это расстояние поможет штатив с надежным держателем. Чтобы осмотреть всю плату целиком могут потребоваться уменьшающие линзы.
Продвинутые модели микроскопов для пайки оснащены интерфейсом, что значительно снимает нагрузку с глаз. Благодаря цифровой камере микроскоп можно подключать к компьютеру, фиксировать картину микросхемы после перед и после пайкой, подробно изучать дефекты.
Альтернативой цифровому микроскопу также являются специальные очки или лупа, хотя с лупой не совсем удобно работать.
Для пайки и ремонта схем можно применять обычные оптические микроскопы или стерео. Но такие приборы довольно дорогие, и не всегда обеспечивают нужный угол обзора. В любом случае цифровые микроскопы будут распространяться все шире, и цена на них со временем снизится.
В школьные годы мне очень нравилось рассматривать разные предметы под микроскопом. Все что угодно - начиная от внутренностей транзистора и заканчивая различными насекомыми. И вот, недавно решил я снова побаловаться микроскопом, подвергнув его небольшим переделкам. Вот что из этого получилось:
Под микроскопом - микросхема КС573РФ2 (ROM c УФ-стиранием). Когда-то на ней была записана тестовая программа для Спектрума.
Если попробовать решить задачу «в лоб» - приставить камеру к окуляру микроскопа, то ничего хорошего из этого не выйдет: очень трудно найти точку, в которой хоть что-то видно, камера постоянно пытается настроить экспозицию, видимая область очень маленькая (на видео с первой версией окуляра это видно). Поэтому я решил пойти другим путем
Немного теории
Изображение, которое видит человеческий глаз в геометрической оптике называется мнимым изображением, а изображение, которое можно спроецировать на экран, называется действительным изображением.Камера воспринимает мнимое изображение, преобразует его в действительное с помощью объектива и проецирует его на матрицу.
Как показали мои опыты, в микроскопе все наоборот: изображение до окуляра является действительным (так как подставляя лист бумаги я видел то, что было под микроскопом), а после окуляра мнимым (потому что видно глазом).
Следовательно, если из камеры удалить объектив, а из микроскопа окуляр, то изображение сразу будет проецироваться на матрицу веб-камеры.
Детальней про геометрическую оптику - .
От теории к практике
Разбираю камеру:
Снимаю объектив:
Первый тест:
Чтобы сделать вещь вечной - нужно перемотать ее синей изолентой…
Делаю трубку, которая будет вставляться в микроскоп на место окуляра:
Трубка немного меньше по диаметру чем нужно, поэтому один конец пришлось немного «расширить».
Закрепляю трубку термоклеем на камере без объектива:
Вставляю вместо одного из окуляров:
Готово!
Ниже несколько видео, которые получилось снять с помощью этого объектива:
Глаз мухи
eInk экран от PocketBook 301+
Экран retina от iPod`а
Экран Nokia 6021
Поверхность компакт-диска
Простейший электронный цифровой микроскоп можно сделать своими руками используя старый телефон с камерой, хотя все же лучше использовать смартофон (в нашем случае iphone) и экран больше и камера лучше.
Общая увеличительная способность микроскопа может составлять до 375 раз в зависимости от количества и класса используемых линз.
Кстати, сами линзы при изготовлении микроскопы мы взяли из старенькой лазерной указки, но если у вас таковой не имеется, то их можно купить по дешевке в любом китайском интернет магазине.
Себестоимость самодельного микроскопа не превышает 300 рублей, если брать в расчет стоимость материалов:
Материалы для изготовления
Полный список необходимых материалов для проекта:
Изготовление
1) Разборка лазерной указки и извлечение линзы.
Для этого используем самую дешевую указку, поэтому не покупайте для этого дорогие модели. В общей сложности понадобится 2 линзы. (Этот шаг можно пропустить, если вы купите в магазине саму линзу).
Для разборки указки откручиваем заднюю крышку и вынимаем батарейки. Все внутренности извлекаем с помощью простого карандаша с ластиком. Линза находиться в объективе, и чтобы достать ее необходимо открутить кусок маленького черного пластика.
Сама линза состоит из тонкого полупрозрачного стекла, толщиной около 1 мм, можете приложить ее к камере телефона чтобы поэкспериментировать с увеличенной фотографией, сделать качественный фотоснимок очень тяжело, поэтому решил изготовить для микроскопа стойку фиксатор.
2) Изготовление основания корпуса.
Вход пошел кусок фанеры размерами 7 х 7 см, в котором сверлим 3 отверстия для стоек (болтов) Места сверлению отверстий показаны на фотографии метками.
3) Подготовка оргстекла и линз.
Вырезаем из оргстекла 2 куска размерами: 7 х 7 см и 3 х 7 см. На первом куске оргстекла сверлим 3 дырки по шаблону фанеры, это будет верхняя часть корпуса. На 2 куске сверлим 2 дырки по шаблону фанеры, это будет промежуточная полка микроскопа.
При сверлении оргстекла не давите сильно.
Теперь потребуется просверлить отверстия в оргстекле для линзы и объектива, для этого потребуется сверло D = D объектива или немного меньше. Финишную подгонку отверстия делаем с помощью круглых напильников или рашпилей.
Линзы необходимо встроить в просверленное отверстие в оба стекла.
4) Сборка корпуса.
Когда все детали микроскопа готовы, можно приступить и к самой сборке, но до этого остался еще 1 момент:
- необходимо снизу подать источник света, для этого в нижней части корпуса я просверлил отверстие для монтажа небольшого диодного светильника.
Приступаем к окончательной сборке. Закручиваем болты плотно к основанию.
Промежуточная стойка микроскопа с о 2 линзой должна помещаться вверх и вниз, чтобы можно было регулировать размер увеличения оптикой.
Для этого на 2 болта закручиваем гайки барашки, 2 шайбы и монтируем стекло с уже вклеенной линзой размером 3*7 см.
Затем устанавливаем верхнюю крышку, здесь уже используем обычные гайки, но ставим их и сверху и снизу.
Поздравляю, Вас вы только что сделали дешевый цифровой микроскоп, вот несколько фотоснимков сделанных с помощью него.
Видео инструкция по изготовлению и демонстрация работы
(на английском языке)
Все из нас в детстве мечтали иметь микроскоп. Признаюсь и был в числе этиx мечтателей. Микроскоп очень полезная вещь и всегда пригодится, особенно если вы радиолюбитель, ведь им можно изучать микродетали мобильного телефона и компьютера. И вот однажды мне подарили старый бинокль, который несколько лет стоял без дела на полке. Поэтому было решено собрать из него что то полезное. Линзы есть - так что можно из ниx смастерить неплоxой микроскоп. Для этого нужно всего разобрать и снять те две линзы которые есть на нем. Далее смотрите фотографии. Черная трубка имеет длину 15 сантиметров и его нужно изнутри обклеить алюминевой фольгой, а это делаем для получения максимальной освещенности внутри трубы поскольку микроскоп у нас не имеет подсветку как в заводскиx моделяx. Труба в данном случае пластмассовая, но можно также применить отрезок водопроводной трубы с диаметром 0,5 дюйма.
Линзы прикрепляем к трубе при помощи клея момент и силикона, если у вас металлическая труба то очень советую использовать xолодную сварку. Микроскоп готов теперь можно поглядеть на вещи которые слишком маловаты для обыкновенного человеческого глаза.
Сравнил изготовленный микроскоп с обыкновенной лупой, результат - лупа увеличивает раз в 5, а микроскоп примерно в 20 раз, спокойно можно смотреть в глаза муравью или глядеть на молюсков которые скрываются под листьями деревьев.
Для микроскопа можно изготовить подставку для более профессионального использования и лучше иметь под рукой несколько стекол с размерами в спичечную коробку, стекла очень удобно использовать для просматривания листьев, насекомыx и разнообразныx жидкостей. Подставку можно изготовить следующим образом - берем сд диск и алюминевый провод диаметром 3 мм. Один конец провода скручиваем в виде обруча, в который свободно должен вxодить и выxодить микроскоп. Второй конец тоже скручиваем таким образом и при помощи силикона крепим к центру диска, таким образом если смотреть в микроскоп мы увидим диск!
Именно на этом месте диска при помощи суперклея нужно склеить чистый лист бумаги для того, чтоб разноцветные лучи диска не мешали просмотру, а на бумаге можно при помощи клея момент намертво приклеить прямоугольный кусок стекла. Таким образом мы с вами из бинокля создали почти полупрофессиональный микроскоп, который незаменим во многиx делаx. Создавайте прибор и изучайте все, что можно. Удачи - АКА.
Обсудить статью МИКРОСКОП ИЗ БИНОКЛЯ