Купив комплект объективов, можно превратить почти любой смартфон в микроскоп

Usb-микроскоп для пайки своими руками

Приветствую Вас, уважаемые любители и мастера изготовления полезных вещей своими руками, а также посетители и создатели сайта «В гостях у Самоделкина».

В связи с сумасшедшими темпами развития радиотехники и электроники в сторону миниатюризации, всё чаще при ремонте аппаратуры приходится иметь дело с SMD радиокомпонентами, которые без увеличения, порой, даже рассмотреть невозможно, не говоря уж об аккуратном монтаже и демонтаже.

Итак, жизнь заставила поискать в интернете прибор, типа микроскопа, который можно было бы изготовить своими руками. Выбор пал на USB-микроскопы, самоделок которых предлагается очень много, но все они не могут быть использованы для пайки, т.к. имеют очень маленькое фокусное расстояние.

Я решил поэкспериментировать с оптикой и сделать USB-микроскоп, который бы удовлетворял моим требованиям.

Видео инструкция по изготовлению и демонстрация работы

(на английском языке)

Изготовление микроскопа для телефона

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.

Купив комплект объективов, можно превратить почти любой смартфон в микроскоп

Лабораторный микроскоп на базе мобильного телефона

Материалы для изготовления

Полный список необходимых материалов для проекта:

• болт м8 10-12 см — 3 шт;
• гайка М8 — 9 шт.;
• гайка М8 с барашком — 2 шт.;
• кусок фанеры 7 х 7 см;
• кусок оргстекла;
• лазерная указка, или линза. (2 штуки);
• маленький диодный фонарик.

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.

Делаем микроскоп из веб-камеры своими руками:

• 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.

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.

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 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.

Делаем микроскоп из фотоаппарата своими руками:

• 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.

Мой самодельный микроскоп из веб-камеры

Как сделать микроскоп из веб-камеры

Если разобрать подходящую (с настраиваемым фокусом) веб-камеру, то можно снять объектив и перевернуть его. В этом случае камера превращается в … микроскоп!

Я использовал вот такую камеру Vimicro USB Camera (на чипсете VC0345 с сенсором OmniVision OV7670) с объективом из двух линз:

Так как в кабеле камеры были добавлены провода для микрофона, что вызывало неудобства в использовании, то я отпаял штатный кабель и припаял другой USB-кабель:

Такой микроскоп представляет собой микроскоп проходящего света и позволяет наблюдать интересующий объект в проходящем свете в светлом поле. В результате получается теневое изображение объекта.

Для этого я использую написанную мной программу CamScope:

Оптические микроскопы для пайки

Цифровые микроскопы не обладают главным – это наличие «3D изображения». На экране цифрового микроскопа изображение кажется плоским, по сравнению с оптическим увеличением.

Одним из самых популярных и легендарных оптических микроскопов является МБС-10. Это советский микроскоп, который использовался в разных отраслях. Начиная с обработки ювелирных изделий, заканчивая пайкой электроникой и работой с микроскопическими компонентами.

У этого микроскопа массивная станина, хорошая фокусировка и регулировка. А подсветка выполнена в виде обычной лампы. Однако его главный минус – это астрономическая цена (около 80 000 рублей!). Сейчас такой микроскоп сильно переоценен в виду повышенного проса.

Тем не менее, на том же AliExpress можно найти аналог на любой бюджет.

Есть варианты, как и за 10 000 рублей, так и за 3000 рублей.

В целом, все они отличаются по цене в зависимости от комплектации и исполнения. Есть полностью подвесные микроскопы, с которыми удобнее работать на столе, где мало бывает свободного места. А еще есть варианты с ковриком для инструмента. Кастомизации на любой вкус и бюджет.

Несомненный плюс китайских микроскопов – наличие комплектующих. Вы можете без проблем купить окуляры лучшего качества или новую подсветку взамен старой.

Еще есть варианты оптических микроскопов, совмещённых с цифровыми. Это когда к обычному микросому прикрепляют на один из окуляров головку цифрового микроскопа. И оптическим микроскопом можно пользоваться одновременно, записывая при этом весь процесс пайки.

Главная проблема оптических микроскопов – к ним нужно привыкнуть. Да, первое время будет не привычно. Не видя инструментов боковым зрением нужно ими орудовать во время работы, но это дело привычки и временные трудности.

Ну и конечно же не стоит забывать о перерывах, когда работаете за микроскопом, поскольку нагрузка на зрение высокая и непрерывная.

Преимущества и недостатки бюджетного usb

Из преимуществ можно отметить:

• Низкая цена;
• Компактность;
• Возможность делать фото и видео;
• Встроенная подсветка.

Недостатки:

• Низкое качество записи (разрешение) и трансляции;
• Комплектация зависит от продавца;
• Требует отдельной программы и нужен либо компьютер, либо смартфон с приложением;
• Хлипкое качество сборки;
• Небольшое фокусное расстояние.

Да, таким микроскопом можно делать фото и видео, оценивать качество пайки и состояние платы. Но работать под таким микроскопом трудно. Да и нормально работать одновременно паяльником и феном не получится. Очень долгое время отклика и небольшое расстояние между объективом и подставкой.

Простой микроскоп usb

Самый дешевый микроскоп можно купить с AliExpress. Он стоит около 800 рублей.

Грубо говоря, это простая веб камера.

Она позволяет делать видео и фото. Подключается через USB как к компьютеру, так и к смартфону. Это огромный плюс, но предварительно нужно установить специальное приложение.

Еще у такого микроскопа есть светодиодная подсветка.

Она регулируется при помощи отдельного регулятора на шнуре.
Она регулируется при помощи отдельного регулятора на шнуре.
Выполнена в виде обычных светодиодов внутри корпуса микроскопа.
Как плюс – не требуется дополнительного питания.
Как плюс – не требуется дополнительного питания.
Регулировка увеличения идет за счет станины (расстояния между микроскопом и столом), и при помощи барабана на корпусе микроскопа.
Барабан поднимает и опускает матрицу. Таким образом можно увеличивать приближение и фокусировку. А также наоборот уменьшать ее.

Матрица камеры небольшая, поэтому качество фотографий и видео оставляет желать лучшего.

Комплектация в зависимости от продавца и версии микроскопа может быть разной.

В статье обозревается микроскоп с такой пластиковой подставкой. Она довольно хлипкая и гнется

А еще такой микроскоп может быть с такой угловой подставкой. Все эти пластиковые подставки не пригодны для пайки непосредственно на них самих. От нагрева могут оставаться следы.

Поэтому, если будете что-то паять прямо перед микроскопом – сделайте подложку из картона или дощечки небольшой толщины.

И тем не менее, у такого типа микроскопов самый существенный недостаток – это качество записи.

Качество записи сильно зависит от окружающего освещения.

Чем хуже освещение – тем меньше кадров в секунду может выдавать камера.

А еще задержка кадров зависит от компьютера и используемого USB порта.

Сам себе — микроскоп, или когда ручкам скучно

Цифровые микроскопы высокого качества

Также существуют микроскопы более высокого класса. Конечно, они будут дороже, чем другие USB микроскопы.

Рассмотрим микроскоп от Andonstar. У него есть свой экран, который транслирует изображение с матрицы. Регулировка и фокусировка изображения точно такая же, как и у дешевого аналога – за счет барабана и высоты.

Также у этого микроскопа есть металлическая подставка, которая надежно держит и фиксирует камеру.

Металлическую подставку нужно смазывать WD-40, иначе она будет плохо передвигаться вверх и вниз.

Еще есть подсветка в виде двух фонарей, которая не регулируется. Но зато можно регулировать положение фонарей, тем самым регулируя уровень освещения в кадре.

Без хорошего освещения в кадре будут видны шумы и не чёткое изображение.

Комплектация включает в себя USB и HDMI кабели, а также блоки питания.

Микроскоп можно подключать как по USB, так и по HDMI к монитору.

Также можно использовать программу для управления микроскопом с компьютера, аналогичную для дешевого USB микроскопа.

Еще этот микроскоп позволяет записывать фото и видео на отдельную флэш карту. А также умеет делать цифровой зум (увеличение изображения) и HDR.

Кстати, программное обеспечение этого устройства аналогична видеорегистратору.

Пример фото с микроскопа:

Электронные vs оптические

Так все-таки, что же выбрать? Давайте тезисно пройдемся по пунктам.

Плюсы оптических микроскопов:

• Наличие «3D изображения» по сравнению с «плоским» у цифровых микроскопов;
• Не требуется лишнего монитора и питания.

Поэтому, для начинающих лучше всего подойдет простой бюджетный оптический микроскоп с AliExpress.