Микроскоп из видеорегистратора своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

Понадобилось мне недавно паять корпус lga-16. Обычно пользуюсь dip, soic и проблем не знаю. Но акселерометры в dip что-то не встречаются. В итоге после боданий с лутом удалось получить 0.2-е дорожки. Но вот правильно припаять микросхему размером 3х3 мм c 16 выводами как то не вышло — не получается точно позиционировать. Стало ясно — лупы уже для работы не хватает, нужен микроскоп, да такой что бы фен спокойно гулял под объективом. Стереоскопический особо пока не нужен, так что решил остановится на USB микроскопе. Гугление и али-шатания показали, что цены на хорошие USB микроскопы гуманностью не страдают. За несчастные 1.5-2 килорубля впаривают VGA с интерполяцией, максимум 30 кадров (если повезет с освещением) и крошечным дисплеем. А хочется то православные 1080/60. С такими характеристиками только модуль камеры типа ov2710/ov4689 стоит порядка 2.5-4 килорублей, а ведь надо еще основу и оптику, да и бестеневое освещение не помешает. Плюс недорогие микроскопы страдают коротким фокусным расстоянием — фен надо держать под углом, а это не очень удобно — можно что нить сдуть.
Было решено колхозить свой вариант в самом популярном на youtube формате — штатив от старого фотоувеличителя, добрая советская оптика и какая нибудь камера с интерфейсом USB/HDMI.

Итак первый блин был комом — vga вэб-камера, ушатанный фотоувеличитель типа упа-50* и пластиковые канализационные трубы. Все это работало, но очень медленно — лаги при пайке паяльником не доставляли удовольствия, ибо максимум было 10-15 кадров/с при разрешении 640 на 480. Плюс штатный объектив фотоувеличителя не позволял плавную фокусироку.

В итоге было решено все-таки найти нормальную оптику. Youtube и барахолка на рынке помогли определиться — Гелиос 44.

Перебрав пяток разных экземпляров, скрепя душой, отдал 800р за более менее сносный объектив. Также пересмотрен был штатив (старый скрипел и регулировался очень коряво — все таки 76 год выпуска) — нашел практически не использовавшийся с 90-х годов штатив типа УПА-720 за 500 рэ (фото с инета, свой перед разборкой забыл сфотографировать).

Чтобы менять фокусное расстояние и разрешение микроскопа, были закуплены переходные кольцы с резьбой типа м42 — три штуки разной длины в комплекте.

Ну и венец всего этого комплекта — экшен камера Eken H9R.

Весь ютуб был завален поделками на вэбках или аналоговых камерах. Но это все было не то — не давали они желанных 60 кадров при 1080. Самые крутые вэбки — от Logitech/Microsoft — стоили дороже чем весь мой набор компонентов и при этом все равно не давали 60 кадров. Смотря какой-то ролик, в котором разбирали дешевую китайскую экшен камеру, я увидел, что в ней стоит желанный 4-мегпиксельный модуль фирмы OmniVision и достаточно шустрый процессор что бы выдавать требуемые цифры по кадрам и разрешению.

В итоге долгих поисков и компромиссов с жабой удалось найти подобную камеру за 1900р — это был почти подарок, ибо с учетом гуляний доллара эти камеры уже взлетели до 2500.

Преимущества экшен камеры перед вэбкамми (даже очень крутыми) следующие:

благодаря связке Sunplus 6350А(чипсет) + OV4689(оптический сенсор) получаем следующий спектр разрешений 1080p at 60 / 30fps, 720p at 120 / 60fps. Не уверен насчет 120 кадров — разницы между этим режимом и 60 кадров не заметил особо. Ну оно и понятно — я же не гонки снимаю, паяло двигается весьма плавно:)
есть контрольный дисплей, хоть и небольшой (в принципе даже под ним паял — вполне себе сносно, если рядом нет монитора)
два интерфейса — HDMI (1080/60) и USb (1080/30) — USB конечно удобнее, не приходится монополизировать монитор микроскопом. Но режутся кадры — пока не знаю почему, надо поковырять линуксовые проги.
WIFi из коробки — спокойно передаю 1080/30 на телефон — еще один вариант, если нет свободного монитора.
microSD — тут же можно писать снимки/видео на флэшку.

греется адски — после вскрытия зверька было обнаружено, что процессор и флэш через термопрокладки прилегают к ПЛАСТИКОВОМУ корпусу! Причем к стенке смежной с акб. Причем камера греется всегла — даже когда просто стоит на зарядке. Скорее всего прилеплю алюминиевый радиатор на проц. Память вроде не сильно греется.
выдает желтый треугольник с черным указательным знаком посреди экрана если не установлены карта памяти. Причем карту надо ставить желательно класса 10 иначе режим 1080/60 не включится. Ну да ладно — карту нашел, режим стал доступен.
разъем micro HDMi расположен впритык с micro USB — не всякий кабель воткнешь. Мелочь, но неприятно.
при работе через USB не удалось получить 60 кадров — пока разбираюсь. Так что если хочется быстрого отклика — использую второй монитор.
объектив расположен не по центру платы камеры — это не очень удобно при монтаже ее на штатив. Вэбки в этом плане проще — там платы с центральным расположением сенсора.

камера — 1900р
штатив — 500 р
кольца переходные — 250р
объектив — 800р
USB кабель — был в наличии
microHDMI кабель — 120р на али

Видео с микроскопа:
НА ютуб.

Комментарии ( 18 )

Было дело, паял акселерометр LIS3DH вроде в этом корпусе на ЛУТ плату. Паял феном без микроскопа — взлетело с первого раза. Потом перепаивал на другую ЛУТ плату — тоже с первого раза завелось.

Как раз его и паял. Мелкий зараза. Можно конечно и без микроскопа, если дорожки качественно развел и побольше флюса- он сам сядет под действием поверхностного натяжения. Но видимо это был не мой случай:)

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.

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.

А теперь, небольшая дополнительная информация по некоторым компонентам.

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.

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.

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.

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.

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.

Микроскоп нужен не только для изучения окружающего мира и предметов, хотя это так интересно! Иногда это просто необходимая вещь, которая облегчит ремонт аппаратуры, поможет сделать аккуратные спайки, не ошибиться с креплением миниатюрных деталей и их точным местом. Но необязательно приобретать дорогостоящий агрегат. Есть прекрасные альтернативы. Из чего можно сделать микроскоп в домашних условиях?

Краткое содержимое статьи:

Микроскоп из фотоаппарата

Один из самых простых и доступных способов, но при наличии всего необходимого. Понадобится фотоаппарат с объективом 400 мм, 17 мм. Ничего разбирать и вынимать не нужно, камера останется рабочей.

Соединяем объектив 400 мм и 17 мм.
Подносим к линзе фонарик, включаем.
На стекло наносим препарат, вещество или другой микропредмет изучения.

Фокусируем, фотографируем исследуемый предмет в увеличенном состоянии. Фото с такого самодельного микроскопа получается достаточно четким, прибор может увеличить волос или шерсть, чешуйку лука. Больше подходит для развлечения.

Микроскоп из мобильного телефона

Второй упрощенный способ изготовления альтернативного микроскопа. Нужен любой телефон с камерой, лучше без автоматического фокуса. Дополнительно понадобится линза от маленькой лазерной указки. Она обычно небольшая, редко превышает 6 мм. Важно не поцарапать.

Фиксируем изъятую линзу на глазке фотокамеры выпуклой стороной наружу. Прижимаем пинцетом, расправляем, можно по краям сделать оправу из кусочка фольги. Она удержит маленькое стеклышко. Наводим камеру с линзой на предмет, смотрим на экран телефона. Можно просто наблюдать или сделать электронный снимок.

Если на данный момент нет под рукой лазерной указки, то таким же способом можно использовать прицел от детской игрушки с лазерным лучом, нужно само стеклышко.

Микроскоп из веб-камеры

Подробная инструкция изготовления USB-микроскопа из веб-камеры. Можно использовать самую простую и старую модель, но это будет влиять на качество изображения.

Дополнительно нужна оптика из прицела от детского оружия или другой подобной игрушки, трубка для втулки и другие подручные мелочи. Для подсветки будут использоваться LED-светодиоды, вынутые из старой матрицы ноутбука.

Подготовка. Разбираем камеру, оставляем пиксельную матрицу. Оптику снимаем. Вместо нее на этом месте фиксируем бронзовую втулку. Она должна совпадать по размеру с новой оптикой, можно выточить из трубки на токарном станке.
Новую оптику от прицела нужно закрепить в изготовленной втулке. Для этого просверливаем два отверстия примерно по 1,5мм, сразу же делаем на них резьбу.
Втыкаем болтики, которые должны пойти по резьбе и совпасть размером. Благодаря вкручиванию можно будет регулировать расстояние фокуса. Для удобства на болтики можно надеть бусинки или шарики.
Подсветка. Используем стеклотекстолит. Лучше брать двухсторонний. Делаем кольцо подходящего размера.
Для светодиодов и резисторов нужно вырезать небольшие дорожки. Спаиваем.
Устанавливаем подсветку. Для фиксации нужна гайка с резьбой, размер равен внутренней стороне изготовленного кольца. Припаять.
Обеспечиваем питание. Для этого из провода, который будет соединять бывшую камеру и компьютер, выводим два провода +5V и -5V. После чего оптическую часть можно считать готовой.

Можно поступить более простым способом и изготовить автономную подсветку из газовой зажигалки с фонариком. Но, когда это все работает от разных источников, получается загроможденная конструкция.

Для усовершенствования домашнего микроскопа можно соорудить подвижной механизм. Для него отлично подойдет старый флопповод. Это когда-то используемое устройство для дискет. Его нужно разобрать, вынуть устройство, которое двигало считывающую головку.

По желанию делаем специальный рабочий столик из пластика, оргстекла или другого подручного материала. Нелишним будет штатив с креплением, который облегчит использование самодельного прибора. Здесь можно включить фантазию.

Встречаются и другие инструкции, схемы, как сделать микроскоп. Но чаще всего в основе вышеперечисленные способы. Они могут лишь незначительно отличаться, в зависимости от наличия или отсутствия ключевых деталей. Но, голь на выдумки хитра, всегда можно придумать что-то свое и блеснуть оригинальностью.

о накамерных вспышках, студийных моноблоках, генераторах и т.п..

Текущее время: 5 апр 2022, 01:17

Постройка микроскопа для пайки

Приборы, инструменты, технологические приемы. Что необходимо для удобной работы. Примеры исполнения и т.п.

Постройка микроскопа для пайки

Здравствуйте!
Хочу сделать микроскоп для пайки. Предположительно USB. Взял оптику И22У-1(3.5/50мм) и И96У-3.5/50.
Также взял Гелиос 44М-4 на всякий случай. Но заранее изучив вопрос, предполагаю, что у него не лучшее разрешение для микроскопа.

Пожалуй, применение готового видеорегистратора, как это сделал protel, или веб-камеры большого разрешения (Full HD, Ultra HD) с USB подключением, как на приведённом видео, или IP-камеры дистанционного наблюдения, которые могут передавать по Wi-Fi или через Ethernet-кабель прямо на компьютер, что позволяет и наблюдать и записывать сигнал, - самый короткий путь. Вам только потребуется заменить оптическую часть на свою.
Кстати, автор видео напрасно не использует диафрагму объектива Гелиос. Что ему и заметили в комментариях.

Андрей Селиванов писал(а): А напрасно Вы, уважаемый инженер, диафрагму выкинули. Максимальная резкость на многих объективах достигается на диафрагме 4-8. Света у вас в избытке, можно и прикрыть для увеличения резкости и её глубины. Хороший пример, спасибо. Сделаю себе такой же, только объектив возьму Индустар 50-2 - он темнее, но резче

На полностью открытой диафрагме этот, да и все прочие фотообъективы, обычно имеют посредственные характеристики.
Кроме основной возможности регулировки яркости картинки, уменьшение диафрагмы увеличивает глубину резко изображаемого пространства предметов. И, как правило, диафрагмирование до среднего значения диафрагмы значительно улучшает чёткость, деталировку изображения. Фотографы с таком случае говорят об оптическом, фотографическом или визуальном разрешении объектива или системы объектив + матрица (объектив + фотоплёнка). Для Гелиоса-44 с диапазоном диафрагм от 2 до 16 оптимальная по разрешению диафрагма находится в средине диапазона, это примерно 5,6. 8. Уменьшение диафрагмы до 11 и 16 увеличивает глубину резкости, но уменьшает разрешение, чёткость картинки. Это хорошо видно при съёмке удаленных объектов, пейзажей.

Сканируя и распознавая QR-код, попробуйте найти, что это за штука и для чего. Возможно, это объектив для видеокамеры; заметно, что зум и диафрагма управляется обычными двигателями постоянного тока. Повезет, если найдется спецификация видеоматрицы, распиновка контактов шлейфа (или даже самого видеочипа). Можно поискать схемы цифровых видеокамер, чтобы посмотреть, как в них аналоговый сигнал преобразуется для записи на карту памяти или для передачи на компьютер. Богатое место на спецификации и схемы: http://elektrotanya.com/ Еще рекомендую закинуть вопрос с фотографиями вашего видеомодуля на форум http://monitor.net.ru/forum/forum31.html
Мало шансов, но можно изучить путь покороче, попытаться скрестить ваш видеообъектив с платой видеозахвата вебкамеры, поискать как устроены веб-камеры . Там аналоговый сигнал матрицы преобразуется в одной "капельке" на плате.

PS:
уважаемый protel, спасибо за очень полезную ссылку на видео по сборке USB-микроскопа.

Мой рабочий монитор – Samsung 930BF. 19” 1280х1024. Подключен по VGA.
Пробовал подключать по HDMI к второму монитору Dell разрешение FullHD. Всё работает. Только при первом включении в настройках надо было переключить картинку в 16:9. Потом настройки запомнились.
Несколько фото работы получившегося устройства. Сразу извиняюсь за качество – захвата картинки на устройстве нет, просто фотографировал смартфоном монитор.
Немного SMD (фокус около 16см) —

Можно прикинуть увеличение при этом фокусе, нижняя сторона матрицы — 38см —
Мультиконтроллер (шаг выводов 0.4мм), тот же фокус —
Он же, при фокусе 9см (ещё возможна работа паяльником, феном уже не стоит) —
Работаю, в основном, при фокусном расстоянии от 15 до 20см. Фото для понимания увеличения с рулеткой. В фокусе – микро USB.

Для проверки пайки иногда делаю минимально возможное с этой конструкцией, около 9см. Сам микроскоп может фокусироваться с расстояния около 4см. Но это надо переделывать ногу. Меня устраивает и нынешний вариант.
Максимальное фокусное расстояние около 40см, при этом захватывается поле 2.5см на 3см. Фокус настраивается вручную, кольцом на объективе, нижняя часть объектива при этом остаётся неподвижной, не вращается, хорошо для крепления подсветки.
Микро USB c фокусом 9см —
Фото практического применения – восстановим дорожку к микро USB разъёму планшета.

Насчёт подсветки.

Я ей пользуюсь, у неё есть плюсы – удобное крепление, регулировка света. Питание – напрямую от сети, преобразователь внутри. Работать можно.
Светит вроде неплохо, но без запаса. И я бы, наверное, предпочёл подсветку из пары боковых светильников. Иногда картинка с такой, чисто вертикальной подсветкой какая-то невнятная, особенно при инспекции пайки. Подсветишь сбоку – тогда хорошо. Это проблема конкретно из-за подсветки. Наверное, буду дорабатывать. Добавлю, что подсветка здесь обязательна, причём довольно сильная. Если включить без какой-либо подсветки — увидите на мониторе чёрный экран.

Читайте также: