Микроскоп своими руками – пошаговая инструкция как сделать самодельное устройство для пайки

Микроскоп из фотоаппарата своими руками

Это едва ли не самый простой и доступный способ – для этого нужен минимальный набор материалов. Это фотокамера, которая имеет объектив 400 мм, 17 мм. При этом камеру мы не разбираем, все остается в работе.

Для того, чтобы сделать микроскоп, следуем инструкции:

• сначала нужно соединить объектив 400 мм и 17 мм; • поднести к линзе фонарик, включить; • на стекло нанести то, что мы собираемся разглядывать.

Как сделать После настройки фокуса, увеличенный на экране предмет исследования нужно сфотографировать. Такой самодельный микроскоп позволяет делать четкие фотографии, с ним можно разглядывать увеличенный волос, чешую луковицы. Такой вариант отлично подходит для развлечений и знакомства детей с микромиром.

Необходимые ресурсы для изготовления микроскопа

Материалы:

• Перфорированные пластина, уголок и кронштейны для крепления деревянных деталей;
• Отрезок профильной трубы 15х15 и 20х20 мм;
• Небольшой фрагмент стекла;
• Веб-камера;
• Светодиодный фонарик;
• Болт М8 с четырьмя гайками;
• Винты, гайки.

Инструменты:

• Электродрель или шуруповерт со сверлом на 3-4 мм;
• Плоскогубцы;
• Отвертка крестовая;
• Термоклеевой пистолет.

Микроскоп из веб камеры своими руками

Подробное описание – как сделать USB-микроскоп, используя веб-камеру. Для этого подойдет самая простая, старая модель, но лучше взять поновее, чтобы получить более высокое качество изображения. Также нужно подготовить оптику от прицела детского оружия или похожей игрушки, трубку для втулки и прочие мелкие предметы. В качестве элементов подсветки будут применены LED-светодиоды – они получены после разборки матрицы старого ноутбука. Поэтапная инструкция изготовления микроскопа из web-камеры.

1) Подготовительные работы. Камеру нужно разобрать, оставив пиксельную матрицу. Оптику – снять, и на это место зафиксировать бронзовую втулку. Ее размер должен соответствовать размеру новой оптики, можно взять трубку и выточить с помощью токарного станка.

Как сделать микроскоп

2) Новая оптика от прицела закрепляется в полученной втулке. Для этого нужно просверлить два отверстия приблизительно по 1,5 мм, и сразу сделать на них резьбу.

3) Дальше нужно воткнуть болтики – они должны проходить по резьбе и совпадать по размеру. Во время вкручивания обеспечивается регулировка фокусирования. Чтобы было удобнее крутить, на болтики можно нацепить шарики.

4) Подсветка – здесь следует использовать стеклотекстолит, рекомендуется двухсторонний. Потом необходимо сделать кольцо соответствующего размера.

5) Под светодиоды и резисторы вырезаем небольшие дорожки. Все это нужно спаять.

6) Установка подсветки. Фиксация производится за счет гайки с резьбой, с размером, равным внутренней стороне выполненного кольца. Припаиваем.

7) Обеспечение питания. От провода, соединяющего бывшую камеру с компьютером, нужно вывести пару проводов +5 V и -5 V. Теперь у нас есть готовая оптическая часть.

Результат – самодельный микроскоп с минимальными затратами!

Топ 5 лучших микроскопов для пайки

Друзья! Добро пожаловать к Мастеру Пайки на огонек! Сегодня приведу свой Топ 5 лучших микроскопов для пайки. Я расскажу не только о зарубежных микроскопах для ремонта.

Будет и про цифровые микроскопы, которые можно сделать своими руками из USB веб-камеры, старого фотоаппарата или мобильного телефона. А теперь приведу критерии, по которым расставлен этот рейтинг и выбран лучший микроскоп для пайки микросхем.

Прежде всего — это качество изображения, удобство работы и конечно соотношение цена-качество.

В конце я приведу обзор микроскопа для пайки микросхем и метод крепления микроскопа на рабочем столе, давно и любезно предоставленный Мастером Сергеем.

5 место — микроскоп для пайки своими руками

А начнем мы с электронных видеомикроскопов сделанных своими руками из веб-камеры или старого фотоаппарата. Такие микроскопы широко применяются непрофессионалами и начинающими мастерами.

Качество изображения с них оставляет желать лучшего. А временная задержка может свести на нет все героические свершения ремонтника. Часто таким микроскопам не хватает кратности увеличения. Чаще всего она составляет 10х-30х, как у детских микроскопов.

Напомню, что для комфортной пайки под микроскопом, его кратность увеличения должна быть около 20х-40х с рабочим расстоянием 180-190 мм.

4 место — USB микроскоп для пайки

Сейчас популярны китайские USB микроскопы по сути сделанные из веб-камер на 2 Mpix и 13 Mpix или даже с со встроенным монитором, например USB-микроскопы G600 и Andonstar ADSM301. Такие электронные микроскопы больше предназначены для визуальной диагностики электроники, видеоинспекции качества пайки или, например, для проверки заточки ножей.

Напомню, что задержка видеосигнала в таких микроскопах значительная. Со встроенным монитором намного легче паять, но отсутствует глубина резкости и объемное восприятие микрообъектов.

Недостатки USB микроскопа:

• временные лаги, не позволяющие быстро паять;
• малое оптическое разрешение;
• отсутствие объемного восприятия;
• как правило, это стационарный вариант, привязанный к компьютеру или розетке.

Достоинства USB микроскопа:

• возможность работать на комфортном расстоянии для глаз;
• можно снимать видеоролики и фотографии;
• сравнительно низкая стоимость;
• малый вес и габариты;
• можно легко смотреть на плату под углом.

3 место — китайский микроскоп для пайки

Микроскопы, предназначенные для пайки — это бинокулярные и тринокулярные микроскопы.

Скажу сразу, что вся продукция часто предлагаемой компании YaXun является попыткой снизить стоимость микроскопа за счет снижения качества. Пластиковые линзы и плохое сведение окуляров не дает паять под ними долгое время.

По крайней мере, почти все знакомые Мастера, у которых были такие микроскопы, жаловались на здоровье. Встречались сообщения, в которых люди брали оптику от серии МБС и ставили на YaXun — как-то помогало.

Достаточной популярностью пользуются тринокулярные микроскопы Minsvision, Fyscope, Luckyzoom SZM45 и Omano OM2300S.

Отзывы о них довольно хорошие. Оба они конечно не образцы для подражания, но выглядят внушительно. Качество изображения хорошее, рабочее расстояние 100 или 200 мм в зависимости от насадок. Эти микроскопы могут быть использованы для пайки при настройке и должном уходе.

2 место — импортный микроскоп для пайки

Среди зарубежных брендов, микроскопной техникой славятся компании Carl Zeiss, Reichers, Tamron, Leica, Olympus, Nikon. Такие модели, как Nikon SMZ-1, Olympus VMZ, Leica GZ6, Olympus SZ3060, Olympus SZ4045ESD, Nikon SMZ-645 по праву заслужили звания народных бинокулярных микроскопов для пайки за их качество картинки. Ниже приведу примерные цены на популярные зарубежные модели:

• Leica s6e/s4e (7-40x) 110 мм — 1300 $;
• Leica GZ6 (7x-40x) 110 мм — 900 $;
• Olympus sz4045 (6,7х-40х) 110 мм — 500 $;
• Olympus VMZ 1-4x 10х 90 мм — 500 $;
• Nikon SMZ-645 (8х-50х) 115 мм — 800 $;
• Nikon SMZ-1 (7x-30x) 100 мм — 400 $;
• добротный Nikon SMZ-10a — 1500 $.

В принципе цены не космические, но это б/у микроскопы, которые можно купить на eBay или Amazon с платной доставкой. Выгодность тут нужно в каждом частном случае рассматривать отдельно.

1 место — отечественный микроскоп для пайки

Среди истинно отечественных микроскопов хорошо известен ЛОМО и делают они прикладные микроскопы под маркой МСП. Самый подходящий для пайки — это МСП-1 вариант 23. Правда ценник у нового не детский.

Вынужден сказать, что Альтами, Биомед, Микромед, Levenhuk — все это отечественные продавцы китайских микроскопов. На качество исполнения многие жалуются. Для профессионального применения их не рассматриваем. Правда попадаются терпимые экземпляры. Это зависит от условий транспортировки и хранения. Дело в том, что оптика у них юстирована с помощью силиконового клея с соответствующей надежностью.

Из старых запасов или б/у истинно советские можно взять на Авито:

• БМ-51-2 8,75х 140 мм — 5 тыс. руб. поиграться;
• МБС-1 (МБС-2) 3х-100х 65 мм — до 20 тыс. руб.;
• МБС-9 3х-100х 65 мм — до 20 тыс. руб.;
• ОГМЭ-П3 3х-100х 65/190мм — до 20 тыс. руб. (у меня такой на работе, нравится);
• МБС-10 3х-100х 95 мм — до 30 тыс. руб.;
• БМИ-1Ц 45х 200 мм — более 200 тыс. руб. — измерительный.

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.

Как проверить б/у микроскоп при покупке

Перед покупкой б/у микроскоп для пайки проверяется просто (частично взято у этого спеца):

• осмотрите корпус микроскопа на наличие царапин и следов удара. Если есть следы удара, то оптика может быть сбита.
• проверьте люфт ручек позиционирования — его не должно быть.
• наметьте маленькую точку на листе бумаги карандашом или ручкой и проверьте, не двоится ли точка на разных кратностях.
• при повороте ручек настройки микроскопа послушайте наличие хруста или проскальзываний. Если они есть, то пластиковые шестерни могут быть лопнувшими, а отдельно они не продаются.
• осмотрите окуляры на предмет наличия просветления. Часто от неправильного ухода его царапают или стирают.
• покрутите окуляры вокруг своей оси на белом фоне. Если артефакты изображения тоже крутятся, то дело в грязи на окулярах — это пол беды.
• если видны серые пятна, блеклое изображение или точки, то возможно загрязнена призма или вспомогательная оптика. Иногда на ней обнаруживаются белесый налет, пыль и даже грибок.
• самое сложное в диагностике микроскопа для пайки — определить слабое несведение по вертикали. Если глазам трудно за пару минут адаптироваться к изображению, то лучше такой микроскоп для пайки не брать — у него сильное несведение. Если при пайке под микроскопом глаза устают в течение 30-60 минут и начинает болеть голова, то это слабое несведение. Слабое расхождение объектов по высоте трудно определить при покупке.
• осмотрите ЗИП, при наличии.

Светочувствительный материал

Сегодняшние матрицы, с учетом количества кадров, которое они могут сделать, выпускаются, вероятно, большим тиражом, чем фотопленка 100 лет назад. Да и стоимость одного кадра, наверное, не выше. Матрицы предлагаются несколькими производителями, фактически, в виде, готовом к употреблению. Вместе со всей логикой, необходимой для их функционирования. Я думаю, что сегодня сделать работоспособную электронную схему с матрицей куда проще, чем приемник на транзисторах Т3, 40 лет назад. Сейчас много говорится о том, что у матриц неподходящий размер. И как же можно их использовать, если их площадь много меньше рабочего поля объектива? Однако подобная ситуация была всегда: в одних и тех же камерах, с одними и теми же объективами использовались пластинки размером 18×24, 13×18, 9×12. Многие среднеформатные камеры позволяют снимать кадры форматом 4,5×6, 6×6, 6×7, 6×9. Фирма Contax рекомендует использовать со своими камерами с форматом кадра 24×36 мм объективы от 645 модели, рассчитанные на кадр 6×4,5. И даже кадр на легендарной 35 мм кинопленке бывает не только 24×36. Выпускалось множество камер с кинокадром 24×18 (Чайка, Зоркий-12, ФЭД-Микрон, Агат-18), Nikon 1 имел кадр форматом 24×32. То, что площадь чувствительного элемента меньше рабочей области объектива, имеет свои плюсы. Собственно, вся площадь со времен дагерротипов, так никогда и не использовалась. Если мы хотим зарегистрировать все то, что создал объектив, мы получим круглый кадр. Если кадр много меньше поля изображения, мы можем его легко перемещать и этим компенсировать перспективные искажения.

Есть еще одна проблема которая возникает при использовании матрицы большой площади с объективами, имеющими короткий задний фокус. Это существенные углы падения лучей на край кадра. Перед большинством матриц расположен фильтр, отрезающий ультрафиолетовую и инфракрасную область спектра. Этот фильтр представляет собой плоскопараллельную стеклянную пластину толщиной в несколько миллиметров и способен существенно сместить и отразить значительную часть краевых лучей. Возможно, в этих камерах стоит отказаться от фильтра перед матрицей и, как в первых камерах Kodak DCS, использовать фильтр перед объективом. Однако его площадь должна быть существенно больше и соответственно его стоимость может оказатся ощутимой.

Крепления объективов

Когда проектируется любое устройство, всегда рассматривается вопрос, как оно будет взаимодействовать с ранее созданными. Примерно сто лет назад было предложено любопытное устройство наподобие ирисовой диафрагмы, которое позволяло крепить объектив с любой резьбой. Тогда же вовсю использовалась идея с одним большим отверстием и массой понижающих переходных колец.

Универсальное объективное кольцо. Рисунок из книги «Карманный справочник по фотографии», Э. Фогель, 1928 г.

На мой взгляд, нет смысла изобретать велосипед, когда можно использовать уже имеющиеся стандарты. Хорошо известны и не закрыты никакими патентами резьбовые стандарты М39 с базовым отрезком 28,8 мм, М42 с базовым отрезком 45,5 мм (ГОСТ 10332-72), байонетные соединения К (ГОСТ 24692) и с недавнего времени М (срок действия патента на него закончился). Чем короче базовый отрезок, тем большее количество объективов через соответствующие переходники может быть установлено на камеру. Переходник резьба — резьба очень прост в изготовлении (для изготовления требуется только токарный станок), переходник резьба – байонет проще, чем байонет — байонет, поэтому предлагаю вернуться к стандарту М39. Объективы от кинокамер с меньшим базовым отрезком тоже, скорее всего, удастся установить через переходник в форме стакана, ведь диаметр оправы этих объективов обычно меньше 30 мм.

Конечно, штыковое соединение (байонет) позволяет подсоединить объектив быстрее, но, во-первых, предполагается, что большинство объективов будут крепиться через переходники, и я надеюсь, что за давностью времен с М39 меньше шансов утонуть в тяжбах, типа истории с переходником К — М42 .Мораль проста: если вы хотите, чтобы ваше устройство с большой вероятностью легло на полку архива, патентуйте; денег это вам в 99 случаях из 100 не прибавит, зато образ собаки на сене будет ярко сиять в умах всех тех, кто создаст аналогичное устройство самостоятельно. Изобретение — не золотая жила, увы, и то, что вы первый пришли к финишу, не означает, что остальным запрещается его достигнуть. Вы хотите медаль и имя на доске почета — пожалуйста, публикуйте, современная патентная система имен изобретателей не помнит, только название фирмы над окошком, где выдают зарплату. Потребителя, тоже нет смысла ограничивать, договор продажи — это не договор аренды, и если я купил микроскоп для забивания гвоздей, то это мое право, и мое право его переделать, чтобы не попадать при этом по пальцам. На эту тему у нас в новостях недавно было сообщение об одном любопытном судебном процессе в Италии.

Современные объективы сопрягаются с камерой не только механически, но и электрически. Контакты для передачи информации можно сделать на камере в виде гнезд для штекеров, их, пожалуй, запатентовать не проще, чем колесо, хотя, чем черт не шутит, поэтому спешу опубликовать идею. Сигналы на контактах 0 и 1 (с достаточным током нагрузки, чтобы при желании их можно было использовать и для аналогового управления); контакты: перемещение объектива вперед, перемещение объектива назад, открыть затвор, закрыть затвор (здесь есть избыточность, но при необходимости можно использовать только один контакт), синхронизация вспышки, закрытие диафрагмы, значение диафрагмы — 4 контакта (16 значений должно хватить, но можно заложить и 5й контакт), изменение фокусного расстояния — 2 контакта, контакты для передачи информации обратно от объектива к камере: фокусное расстояние, дистанция (вероятно, для этого стоит использовать 3х-проводной последовательный порт). Другими словами, в простейшем случае, если мы используем объективы с прыгающей диафрагмой, то мы устанавливаем диафрагму на объективе, вносим поправку в экспозицию, соответствующую ступеням закрытия диафрагмы. Фокусировка и замер экспозиции происходит при полностью открытом объективе, при нажатии на спуск подается сигнал на переходное кольцо, сердечник втягивается в соленоид и толкает шток привода диафрагмы объектива.

Фокусировка

Исторически фокусировка может осуществляться, как перемещением объектива, так и перемещением фоточувствительной пластинки. Последний вариант первоначально в основном и использовался. Перемещение объектива конструктивно оказалось более простым и при переходе на пленку стало основным. Но неверно думать, что в пленочных аппаратах не было конструкции с перемещением для фокусировки пленки, а не объектива. Они были.

Фокусировка состоит не только из перемещения, но и из перекоса объектива относительно чувствительного материала. Первые камеры это повсеместно использовали. В последующем от этого практически отказались. В частности, из-за того, что визуальная наводка по матовому стеклу не обеспечивала оперативности, а дальномерные камеры позволяли сфокусироваться только на одной точке. Во многих случаях лучшую фокусировку обеспечивает точная шкала дистанций на оправе хорошо отъюстированного объектива, а самым точным способом измерения расстояния до объекта является рулетка. Преимуществом зеркальных камер было то, что при точной юстировке фильмового канала и матового стекла можно было не задумываться о точности изготовления базового отрезка конкретного объектива. Если изображение резко на матовом стекле, то оно будет резким и на пленке. Однако, зеркальные цифровые камеры, на мой взгляд, конструктивно нелогичны. Нет смысла фокусироваться по дополнительному матовому стеклу, когда мы имеем возможность фокусироваться по изображению на ЖК экране. Сегодняшнее качество ЖК экранов вполне сопоставимо с крупнозернистым матовым стеклом, и сегодняшняя техника позволяет создать ЖК экраны, не уступающие по характеристикам лучшим матовым экранам.

Потом появился автофокус. Обычно он реализовывался отдельным мотором в каждом объективе или реже мотором камеры, перемещавшим объектив, как в камерах Pentax. Самой интересной автофокусной камерой, позволявшей работать с обычными объективами, был и остается Contax AX (1996 г?), в котором перемещается фактически вся начинка камеры относительно объектива. Ниже приведена схема из рекламного буклета.

Обидно, но на сайте Contax об этой камере нет ни слова, и, возможно, самая интересная камера выпала из официальной истории. На других сайтах сохранился пресс-релиз фирмы с описанием истории создания камеры.

Перемещать рулон пленки довольно неудобно, потому что он занимает существенно больше места, чем собственно кадровое окно. С механизмом транспортировки он может иметь и довольно значительный вес. Сегодняшние матрицы незначительно больше кадрового окна и существенно легче объектива. Перемещать их представляется куда более логичным решением, тем более, что оно уже реализовано во многих сканерах.

Потом появился автофокус по множеству точек. И вот здесь непонятно. Плоскость можно провести через три точки. Зачем больше трех точек автофокусировки, уже неясно. Возможно, потому, что из целого множества используются каждый раз только три. Но реально плоскость сегодня не перекашивается, т. е. используется только одна точка фокусировки. Матрица много легче объектива. Перемещать ее тоже легче. Коль у нас есть несколько точек фокусировки, логично использовать не только перемещение, но и перекос матрицы. Если у нас есть три точки автофокусировки, то, поставив три мотора, мы получим систему автофокусировки, сопоставимую по возможностям с дорожными камерами столетней давности.

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.

Затвор

В принципе, затвор не обязательно должен быть элементом камеры, он может быть и внешним — в виде крышки на объектив или встроенным в объектив. В камере необходимо предусмотреть возможность управления внешним затвором. В идеале, как у некоторых среднеформатных камер, желательно иметь два затвора: один — фокальный, непосредственно перед чувствительным элементом, который работает в случае, если объектив не снабжен собственным центральным затвором, другой — центральный, встроенный в объектив.

К функциям затвора следует отнести и синхронизацию импульса вспышки. Что и как было сделано

Чтобы не быть голословным, рассмотрим изготовление модульной цифровой камеры на коленке в домашних условиях. Сразу предупреждаю, что если у вас вызывает проблему разборка работоспособной камеры и сборка ее с сохранением дееспособности, то успех мероприятия по переделке весьма проблематичен. Не боги горшки обжигают, и разборку камер может освоить каждый, но число испорченных камер в процессе обучения зависит от конкретного индивида. Я специально не останавливаюсь на конкретных винтах, на которых держится корпус, считая эту задачу необходимым «тестом на вшивость». Замечу только, что при разборке данной модели без паяльника не обойтись. Некоторые провода слишком короткие. Да и кроме винтов, корпус удерживается и защелками, к которым надо приложить определенное усилие

За основу была взята камера Casio QV 3000. Узел, объединяющий объектив, матрицу и видоискатель, выглядит так:

Блок объектива был полностью разобран. Были удалены: видоискатель, все линзы объектива, моторы, управляющие изменением фокусного расстояния и фокусировкой. Эти двигатели выглядят так:

Мотор, перемещающий объектив при фокусировке, слева

Оказалось, что после отключения шлейфа, ведущего к моторам и концевым выключателям, камера вполне работоспособна и не реагирует на отсутствие объектива. Центральный затвор был извлечен из объектива, повернут на 180 градусов и расположен перед ИК фильтром, непосредственно прилегающим к матрице.

Центральный затвор в этой камере выполняет две функции: ограничивать время экспозиции (функция затвора) и изменять диаметр диафрагмы. Вторую функцию мы использовать не собираемся, для нас важно только, чтобы камера имела возможность зафиксировать диафрагму в полностью открытом положении, и чтобы ее диаметр был больше диагонали матрицы. Иначе говоря, аппарат пригоден к переделке, если у него имеется ручное управление выдержкой и диафрагмой, и если максимальный диаметр диафрагмы, приблизительно определяемый как максимальное фокусное расстояние объектива, деленное на диафрагменное число, больше диагонали матрицы.

В камере Casio QV 3000 установлена ПЗС матрица Sony ICX 252. Ее размер 7,2 мм × 5,35 мм, т. е. ее диагональ примерно 9 мм. Объектив в этой камере имеет максимальное фокусное расстояние 21 мм. Максимальное диафрагменное число 2. Таким образом, диаметр диафрагмы должен быть больше диагонали матрицы. Реально светосила объектива при максимальном фокусном расстоянии чуть меньше, и надо достаточно точно совместить отверстие затвора с матрицей, чтобы не было виньетирования углов. Таким образом, мы превращаем центральный затвор в фокальный. Хотя, в отличие от классических фокальных затворов, в которых шторки перемещаются от края к краю кадра, здесь шторки перемещаются от центра к краю кадра, однако оказалось, что при выдержках длиннее 1/400 с, шторки перемещаются настолько быстро, что избыточная экспозиция центра кадра не заметна. В общем случае, если у камеры есть выдержка В, то можно использовать встроенный в объектив центральный затвор.

Оказалось, что даже если удалить с корпуса камеры выступ вокруг объектива, то расстояние от передней стенки камеры до матрицы будет превышать 28,8 мм. Поэтому для того, чтобы использовать крепление объектива с резьбой М39, которое было взято от фотоаппарата Зоркий-5, пришлось сместить стакан с матрицей примерно на 5 мм ближе к стенке аппарата. Для этого были подпилены опоры, к которым он крепится, а сам стакан оправы был аккуратно укорочен. В идеале, оправу надо было бы выточить заново. Но в данной конструкции был использован стакан корпуса объектива, который был смещен вперед, жестко соединен с корпусом камеры, и к которому на винтах было прикреплено кольцо с резьбой М39 от аппарата Зоркий-5. Для того, чтобы добиться точной юстировки, делались снимки с объективом Юпитер-3, установленным на бесконечность, и, подкладывая под опорное кольцо шайбы, я добился резкого изображения. Для работы с объективами для зеркальных камер типа Зенит было изготовлено переходное кольцо с резьбы М39 на М42. Оно было сделано из двух удлинительных колец, между которыми были проложены шайбы, чтобы добиться точно толщины кольца 16,7 мм. Если все сделано точно, то шкалы на объективе достаточно для удовлетворительной фокусировки на большинстве объектов. Великим благом цифровых камер является возможность видеть на экране то же изображение, что проецируется на матрицу. В отличие от пленочных камер, не нужно сложного механизма подъема зеркала и точной юстировки матового стекла. Однако, есть одно но, на экране отображается только каждый 40й пиксель из регистрируемых. Впрочем, отношение размеров кристаллов серебра на пленке и зерен матового стекла не лучше. Как показала тестовая съемка, результаты которой приведены ниже, во всех случаях удается добиться приемлемого качества фокусировки.

Часто говорится, что объективы, рассчитанные для пленочных камер, имеют разрешение 50 пар линий на мм. Т.е. с ними эффективно будут работать матрицы с размером кадра 640×480 пикселей. Но при этом забывают, что характеристики объектива приводятся для максимально открытой диафрагмы. А эти объективы, как, например, Юпитер-3, имеют относительное отверстие 1:1,5. И уже при апертуре 1:5,6, характерной для большинства мыльниц с длиннофокусными объективами, его разрешение существенно улучшится. А ведь с этой матрицей 50 мм объектив по углу зрения соответствует 250 мм объективу 35 мм камеры, что большинству мыльниц и не снилось. Дифракция же начнет влиять на изображение при диафрагмах, меньших, чем 1:11. Итак, реально этот объектив может обеспечить при соответствующем диафрагмировании разрешение, при котором будут полностью реализованы возможности матрицы. Это будет происходить, в частности, потому, что используется только центральная часть круга изображения. Переделка камеры позволила наконец разделить влияние на резкость объектива и матрицы. Ниже приведены результаты съемки миры одним объективом с регистрацией на матрицы, чувствительные элементы которых различаются по размерам почти в два раза. Объектив Гелиос 44 с матрицей ICX252 и матрицей, установленной в камере Canon D60.

Буквой D обозначен диаметр круга нерезкости в пикселях. Внутри этого круга различить соседние штрихи не удается. Они либо отсутствуют, либо сильно искажены муаром.

Дано: фокусное расстояние объектива 58 мм. Мира содержит 90 черных радиальных штрихов.

Поскольку при диафрагме F/8 разрешение в линиях на пиксель совпадает для пикселей разного размера, то в этом случае разрешение объектива превосходит возможности обеих матриц. При F/16 и F/2 разрешение для ICX 252 определяется объективом, а для системы Canon—Гелиос влияние объектива заметно, но незначительно.

Посмотрим подробнее на зависимость разрешения системы Гелиос 44 — ICX 252:

Максимальный контраст и разрешение в районе F/8-F/11; при диафрагме F/2 откровенно заметны аберрации, при F/16 падение контраста и разрешения.

Внешний вид

Продавец предлагает на выбор разные модели, я же не хотел переплачивать решил сначала попробовать 130Х, что о ней пишет сам продавец: Коэффициент масштабирования: 15: 1 Кратность увеличения: 1X ~ 130X Материал: 2,4 мм-36 мм Рабочее расстояние: 55-570 мм Фокусное расстояние: 110 мм Крепление: 28 мм (C-mount) Обещает большую площадь наблюдения. У продавца стоит спросить о кольце крепления самого объектива, насколько понял я то они бывают разных диаметров. Я же решил взять с кольцом в 50мм:

Диаметр объектива составляет 30 мм, без учета накатки:

Пизанская башня установлена так за счет своей кривой крышки объектива.

Внутри тубуса, по ложбинам бегает группа линз, изменяя фокусное расстояние:

У объектива присутствует возможность использования дополнительных, увеличительных колец, в качестве насадки для наращивания:

А еще туда можно в крутить еще один объектив, я пробовал это сделать с объективом от камеры CCTV. Пример вида на камере без лицевой панели:

Пример вида на камере с лицевой панелью и установленным удлинителем на 10мм (о нем будет ниже):

Скажу честно, я по-разному считал для этого объектива увеличение и получал либо странные цифры, либо результаты близкие к 100 крат, я в итоге не смог полноценно оценить кратность и решил не вводить Вас в заблуждение. Все полученные материалы несут чисто визуальный характер.

Пошаговая методика сбора микроскопа

Подберите готовый или соберите сами цилиндр указанной длины и под окружности подобранных линз. Разделите его на 2 одинаковые части. В них укрепите диоптрийные стекла.

Внутренности закрасьте чёрной гуашью. Линзы в полутубусах приклейте картонными вставками-кольцами. Затем изготовьте ещё одну трубку – будущий тубус – с диаметром, чтобы две половинки с оптикой вошли в него плотно одна над другой. Внутри также окрасьте чёрным.

Изготавливаем стойку

Стойка будет делаться из старого фотоувеличителя Ленинград, достать такое сейчас можно на всяких барахолках, или если Ваш родственник занимался фотографией:

Установленный пантограф, на проекционный стол:

Обязательно требуется подсветка рабочей зоны, в качестве подсветки можно купить готовый модуль для микроскопов, либо изготовить самому.

Конечно я выбрал второй вариант, он так сказать переходной, буду заказывать хороший

свет. Все было сделано на коленке в считанные минуты из СД ленты:

На удивление света достаточно, но это не панацея. Для того, чтобы все это дело присоединить к экшн камере я буду использовать вот такой переходник:

Эти кольца переходники, если дешевые, то идут без ИК фильтра, и тут либо заказываем с данным фильтром, либо колхозим, я же колхозил из того что было, а был у меня в закромах один ИК фильтр, не обессудьте, когда его приклеивал дрогнула рука и он ушел криво, но полностью перекрывает глазок:

Стоит учесть, что возможно не все камеры будут совместимы с этим переходником, показанным выше, например на своей, придется снять лицевую панель, для того чтобы использовать с лицевой панелью я докупил удлинительные кольца на М12, вот такие:

Одного такого кольца, будет достаточно, для того чтобы встала на место лицевая панель (с кольцами вышел конфуз, они очень сильно меняют фокусное расстояние, использовать микроскоп можно лишь в случае нижнего положения 200мм, все что выше будет вне фокуса). Вообще сразу скажу, что существуют специальные видео-модули, позволяющие транслировать изображение прямиком в монитор, ну и само-собой камеры видео-фиксации правонарушений тоже можно применять, оба этих представителя камер используют стандарт C-mount (28мм). Пример камеры заточеной для подобных наблюдений:

У меня есть подобная камера, вещает в PAL сейчас уже сложно сказать на сколько мегапикселей там сам сенсор, ибо документации уже не найти на нее, но картинку через Video RCA, показывает достойную для своих лет. Ее мы тоже проверим:

Подключаться аналоговая камера будет через DVR систему наблюдения, если что можно и захват производить с него же, но работать все же планирую через EKEN. Далее требуется установить кольцо — переходник, которое идет в комплекте с объективом микроскопа. Тут мне очень повезло, что крепление объектива на фотоувеличителе имеет такой же диаметр как кольцо переходник, была произведена посадка с натягом, вот что получилось:

Далее вставляем туда объектив и центруем его прижимными винтами:

На следующих снимках можно оценить то, как выглядят установленные камеры:

Очень хорошо вписались, нигде ничего не мешает и не задевает, единственное НО

, экшн камера питается через microusb, а подключается через переходник HDMI, проблема в том, когда камера активна, питание на нее подать нельзя по причине довольно громоздкого HDMI переходника. Для решения этой проблемы был заказан угловой кабель для камеры:

Меня пока не особо напрягает потому что есть в наличии 5 батарей на камеру, но для удобства надо. Я не стал пользоваться комплектным столом, это не удобно, он занимает много места, я использовал простой зажим винтовой для крепления стойки пантографа к рабочему столу, это сэкономит пространство и повысит удобство, всегда можно будет отодвинуть в сторону саму стойку с микроскопом. На фотографиях ниже представлено максимальное и минимальное расстояние пантографа, пока все тестировал подключал напрямую к телевизору для оценки: Для камеры CCTV

:
Максимальное расстояние:
В общем я от нее не ожидал многого, и сразу отказался, очень мелкие вещи сливаются, несмотря на увеличение, сенсор очень слаб для таких вещей. Для камеры EKEN

:
Максимальное расстояние:
Минимальное расстояние составляет 200мм для обоих камер, при этом уже

можно вполне работать, если оно слишком велико, то достаточно будет настроить пантограф на среднее расстояние и работать будет уже легче в разы.

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.