Как сделать микроскоп для паяльных работ. Микроскоп из смартфона своими руками Сделай сам электронный микроскоп из обычного детского

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

Как сделать простой микроскоп Левенгука
Сначала научимся делать маленькие линзы - стеклянные шарики диаметром 1,5 - 3 мм. Возьмите стеклянную трубку длиной не менее 15 - 20 см и диаметром 4 - 6 мм. Прогрейте ее посередине на огне до размягчения стекла, не забывая все время поворачивать вокруг оси. Почувствовав, что трубка стала пластичной посередине, резко разведите два ее конца в стороны. В итоге вы получите две трубки с тонкими длинными кончиками на одном из концов.

Прогрейте кончик над пламенем спиртовки или газовой горелки, чтобы силы поверхностного натяжения образовали на его конце стеклянный шарик.

Стеклянный шарик поместите с помощью пинцета в углубление. Накройте сверху второй пластиной и стяните их вместе с помощью винтов и гаек. (Мы специально сделали разборную конструкцию, чтобы поэкспериментировать с шариками разного диаметра). Головки винтов должны быть со стороны выступа смотрового отверстия, потому что при просмотре микроскоп касается кожи лица.

Теперь с помощью клейкой ленты (скоча) прикрепите по контуру к медной пластине напротив смотрового отверстия покрывное стеклышко от школьного микроскопа. (Если у вас его нет, подойдет прозрачная пластмассовая пластинка, вырезанная из пластиковой бутылки).
Положите напротив смотрового отверстия объект, который вы хотите рассмотреть в микроскоп, и накройте вторым покрывным стеклышком. Но фото вы видите, что объектом наблюдения является простая нитка.

Микроскоп нужно поднести к самому глазу и смотреть через него на какой-либо источник света. Это может быть окно в яркий солнечный день или настольная лампа. После этого вам откроется удивительный микромир. Нитка, например, будет выглядеть огромным канатом, из которого торчат оборванные тросы. Ножка обыкновенной мухи скорей напомнит ногу слона, сильно покрытую щетиной.

Не менее интересно рассматривать разные жидкости. Если рассматривать сильно разбавленную в воде акварельную краску, можно увидеть знаменитое броуновское движение частичек краски в воде. Молоко предстанет перед вами в виде огромных плавающих островов капелек жира. Вода из соседней лужи скрывает в себе невидимый мир микроорганизмов, которые даже не подозревают о том, что вы за ними пристально наблюдаете.
Кровь лягушки при рассмотрении в микроскоп выглядит совершенно ошеломляюще.

В статье расскажем как сделать как сделать микроскоп своими руками с увеличением х200, пошаговая инструкция и результатами экспериментов: луковая кожица, кровь, лист.

Здравствуйте! все, вы когда-нибудь мечтали исследовать микроскопический мир? Могу поспорить, что большинство из вас скажет ДА! Но инструменты, которые требуются, очень дорогие. Но есть решение, которое дает достойные результаты, которое будет стоить всего несколько долларов. Микроскопы используют линзы высокой мощности, чтобы сделать изображение с большим увеличением. Просто если у нас есть мощный объектив мы сможем это сделать. В обычных микроскопах изображение сфокусировано прямо на наших глазах. Это требует очень сложной конструкции линзы. Используя смартфон и мощный объектив, мы можем сделать это очень простым способом. Просто нужно держать объектив перед камерой смартфона, прикасаясь друг к другу. Затем через камеру вы можете увидеть сильно увеличенное изображение. Но для того, чтобы постоянно наблюдать за образцом, мы должны создать установку. Итак, давайте приступим!

Подготовка объектива

В этом проекте мы используем линзы высокой мощности, эти линзы очень дороги на рынке. Но мы можем найти их в головке устройства чтения DVD / CD. На самом деле они обладают высокой способностью увеличения для считывания записанных данных в микромасштабе.

Как показано на изображениях, безопасно снимите линзу с ридера. Даже небольшая царапина испортит его.

Материалы и инструменты

В этом проекте мы собираемся использовать объектив высокой мощности, который можно найти в DVD/CD-ридере с камерой смартфона, чтобы получить сильно увеличенное изображение. В списке материалов я упомянул медную доску, она понадобится для подставки под смартфон. Можно использовать любой материал.

Материалы:

1. 1/2 дюйма ПВХ трубы (около 20 см)

2. Стеклянный лист — около 25 см х 16 см

3. 2 мм диаметром 1 ‘1/2 дюйма длиной гайки и болта

4. Медная доска или Акрил

5. Объектив от DVD/CD-ридера

6. Акриловый клей

Инструменты:

1. Ножовочная пила

2. Сверло 2 мм

3. Горячий клеевой пистолет

Платформа для телефона

Чтобы получить четкое представление об образце, нам нужно, чтобы вся установка была устойчивой. Для этого мы используем медный лист, чтобы он соответствовал смартфону. Размеры листа будут всего на 2 мм больше, чем у смартфона по длине и ширине

Теперь у нас есть платформа, которая подходит для нашего смартфона. Следующий шаг — сделать отверстия для объектива и четыре винта. Перед этим я должен кое-что рассказать о дизайне. Для держателя телефона требуется механизм, позволяющий идеально сфокусировать установку на наблюдаемом образце. Для этого я буду использовать четыре винта, которые позволят изменить расстояние между линзой и образцом. Эти винты будут размещены в четырех углах платы держателя. При сверлении отверстия для камеры уделите время и отметьте точку, где находится камера.

После сверления отверстий самое время поместить четыре гайки болтов в углы. С помощью сильного клея поместите их идеально выровненными. Следите за тем, чтобы клей не пролился на резьбу винтов.

После установки четырех гаек самое время разместить линзу. Перед установкой линзы очистите неровные края просверленного отверстия. Затем поместите линзу на просверленное отверстие. 2 мм отверстие идеально облегают линзу и она не падает. Затем приклейте линзу небольшим количеством клея. Это очень сложная часть. Будьте осторожны, любое крошечное смещение может привести к ложному результату. Подставка для телефона готова!

Создание подиума для микроскопа

До этого момента мы завершили держатель. Итак, теперь нам нужна подиум для образца. Я выбрал стеклянную пластину для этой цели. Это позволяет помещать образец непосредственно на подиум. В то время как смартфон может свободно перемещаться и наблюдать любую часть образца. Это может немного запутать вас, но это будет ясно на изображениях.

Для того, чтобы видеть через этот микроскоп, нам нужно освещение. Чтобы освободить место для освещения, я поднял сцену с помощью четырех труб из ПВХ, нарезанных на одинаковую длину около 5 см. Затем мы устанавливаем метод освещения под стеклянной сценой. В моем случае Я использую фонарик телефона. Это легко и идеально подходит для этого проекта. Я испробовал много источников света, но смартфон-фонарик дал лучшие результаты.

Проверяем наш самодельный микроскоп

Теперь у нас есть готовый микроскоп. Посмотрим, как с этим работать. Прежде всего мы должны сбалансировать платформу телефона. Для этого, повернув четыре винта, вы можете изменить высоту держателя телефона. Держите высоту примерно на 2-3 мм. Хорошо, теперь вы должны поместить камеру вашего телефона идеально выровненной с объективом на платформе телефона. Это можно сделать, включив приложение камеры и выровняв его до получения идеального изображения.

После этого нам нужен образец для наблюдения. Как вы можете видеть на изображении, я поместил 2 луковичные ткани. Поскольку у нас достаточно места, можно разместить более одного образца. Затем включите вспышку. Теперь вы можете сдвинуть платформу телефона на стекло, пока изображение с камеры не покажет сфокусированное изображение ткани. Фокусировка может быть выполнена с помощью двух винтов, которые наиболее близко расположены к камере.

Результаты экспериментов под самодельным микроскопом

Вы не поверите результатам этого микроскопа. Трудно поверить, что возможно получить такие результаты с помощью этого простого микроскопа DIY. Примерно увеличение составляет около 200x. Ниже будут результаты под данным самодельным микроскопом.

Луковая кожица под микроскопом

клеточные стенки и ядрышки хорошо видны.

Верхний слой эпидермиса листа под микроскопом

Клетка крови под микроскопом своими руками

Клетки крови кажутся красными, когда они слипаются. В распределенном виде они могут быть видны как маленькие пузырьки или рыбья икра.

Предлагаем создать в домашних условиях электронный ЮСБ-микроскоп среднего разрешения для подключения к компьютеру по USB кабелю. Возможно, у вас уже есть необходимые детали для выполнения этого проекта, иначе вам придется их купить.

Необходимые детали для сборки своими руками самодельного микроскопа:

Один белый светодиод.
Провод сечением 0,05 мм2.
Термоусадочная трубка или изоляционная лента.
Клеевой пистолет (или любой другой подходящий клей).

Шаг 1: Модифицируем устройство

Карманный микроскоп имеет встроенную лампу накаливания для подсветки, которая питается от двух батарей AAA 1,5 В. Выньте лампу и батарейки из корпуса и установите один белый светодиод, протянув от него провода внутри корпуса наверх микроскопа.

Для изоляции контактов используйте термоусадочную трубку или изоленту.

Проверьте работу светодиода при помощи батарейки и пометьте, который провод является анодом, а который катодом.

На плате камеры есть маленький, но чертовски яркий оранжевый светодиод. Осторожно удалите его и подпаяйте на его место провода от белого светодиода. Светодиод находится под программным управлением, USB будет обеспечивать питание камеры и светодиода. Убедитесь, что провода не имеют натяжения.

Не жалейте термоклея для приклейки белого светодиода внутри корпуса. Расположите светодиод таким образом, чтобы он освещал то место, куда направлен объектив.

Шаг 2: Снимаем пластиковый корпус с камеры

Можете не снимать корпус, но лучше его все же удалить.

Под блестящим логотипом на корпусе имеется один-единственный фиксирующий винтик.

Шаг 3: Производим сборку

Соберите корпус.

Удалите маленькое резиновое кольцо из окуляра и вставьте камеру в окуляр.

Нанесите немного клея вокруг соединения линзы камеры и окуляра микроскопа.

Шаг 4: Делаем основание

Готовый USB-микроскоп достаточно легкий, поэтому его нужно закрепить в вертикальном положении. Приклейте парочку неодимовых магнитов снизу микроскопа. Затем изготовьте деревянное основание с приклеенной к нему металлической пластиной небольшого размера.

Идея заключается в том, что примагниченный к металлической пластине микроскоп, может свободно скользить по ней при передвижении его рукой и остается неподвижным, если к нему не притрагиваться.

Шаг 5: Делаем микрофотографии

Выше представлено несколько фотографий, сделанных при помощи этого микроскопа. Вы можете видеть, как микроскоп увеличивает различные предметы.

Посмотрите, как при увеличении выглядит часть ядра памяти от старого компьютера CDC-6600.

На левом фото изображена сама плата, а на правом – крупный план тороидов и проволочной сетки, составляющих ячейки памяти.

Так как камера имеет разрешение 2-мегапикселя, она имеет довольно хорошее качество изображения. Объектив камеры ZEISS имеет электромеханический корпус и посредством программного обеспечения приспосабливается к фокусному расстоянию, которое мы с вами создали для него.

Как видите, USB микроскоп из веб камеры для пайки достаточно легко сделать из подручных материалов в течение нескольких часов. Для этого понадобится :

веб камера;
паяльник с припоем и флюсом;
отвертки;
запчасти для штатива;
светодиоды , если их нет в камере;
клей или эпоксидная смола;
программа для трансляции изображения на ЖК монитор.

Вот такая конструкция самодельного микроскопа из камеры для осмотра SMD может получиться.

Следующий видеоролик посвящен принципу изготовления микроскопа из веб-камеры своими руками. Использован штатив и приведено видео процесса пайки USB-разъема.

Микроскоп из фотоаппарата

Честно говоря выглядит такой «микроскоп» достаточно странно. Принцип тот же, что и с веб-камерой — переворачивают оптику на 180 градусов. Для зеркальных фотоаппаратов даже есть специальные .

Ниже показано какое изображение получается с такого самодельного микроскопа для пайки. Видна большая глубина резкости — это нормально.

Недостатки самодельного микроскопа::

малое рабочее расстояние;
большие габариты;
нужно придумывать камеру удобно крепить.

Достоинства фотокамеры для пайки:

можно сделать из имеющейся зеркальной камеры;
плавно регулируется увеличение;
есть автофокус.

Микроскоп из мобильного телефона

Самый популярный способ сделать микроскоп из мобильного телефона своими руками — это прикрутить к камере смартфона линзу от CD- или DVD- проигрывателя. Получается вот такая конструкция микроскопа.

Линзы в этой технике применяют с очень малым фокусным расстоянием. Поэтому с помощью такого микроскопа получится только контролировать состояние пайки SMD компонентов и искать в припое. Паяльником между платой и линзой просто не подлезешь. Ниже приведу видео, на котором видно какое увеличение дает такой самодельный микроскоп.

Еще один вариант — микроскоп для мобильника. Эта штука выглядит вот так и стоит совсем копейки.

В более продвинутых случаях мобильный телефон вешают на уже имеющийся стерео- или моно- микроскоп для мелких деталей. Некоторые хорошие снимки у меня так и получались. Этот метод важен, когда нужно сделать микрофотографии для обучения или консультаций с другими мастерами.

4 место — USB микроскоп для пайки

Сейчас популярны китайские USB микроскопы по сути сделанные из веб-камер на и или даже с со встроенным монитором, например USB-микроскопы и . 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.

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.

Мини-обзор смотрите в видеоролике, изображение в объектив показывают на 9-ой минуте.

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. Самые подходящие для пайки из новых микроскопов — это МСП-1 вариант 23 или . Правда ценник у них недетский.

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.

Итоги рейтинга микроскопов

Если вы еще думаете какой выбрать микроскоп для пайки, то мой победитель — МБС-10 — народный выбор вот уже много лет.

Рейтинг микроскопов по назначению

Микроскоп для ремонта мобильных телефонов

Следующие микроскопы для пайки и ремонта смартфонов отсортированы по росту качества картинки:

МБС-10 (пониженный контраст, нереальные цвета при больших увеличениях, дискретное переключение увеличений, 90 мм расстояния);
МБС-9 (65 мм расстояние и слабый контраст);
Nikon SMZ-2b/2t 10см (8х-50х)/(10-63x);
Nikon SMZ-645 (8х-50х) 115 мм;
Leica s6e/s4e (7-40x) 110 мм;
Olympus sz61 (7-45x) 110 мм;
Leica GZ6 (7x-40x) 110 мм;
Olympus sz4045 (6,7х-40х) 110 мм;
Оlympus VMZ 1-4x 10х с рабочим расстоянием 90 мм;
Olympus sz3060 (9x-40x) 110 мм;
Nikon SMZ-1 (7x-30x) 100 мм;
Bausch and Lomb StereoZoom 7 (рабочее расстояние всего 77 мм);
Leica StereoZoom 7;
Nikon SMZ-10a с объективом Nikon Plan ED 1x и окулярами 10х/23 мм;
Nikon SMZ-U (7,5x-75x) рабочее расстояние с Nikon Plan ED 1x 85 мм, с оригинальными окулярами 10х/24 мм.

Микроскоп для ремонта планшетов и материнских плат

Для таких применений вопрос предельного разрешения не так важен, там рабочими являются увеличения 7х-15х. Для них нужен хороший универсальный штатив и маленькое минимальное увеличение. Следующие микроскопы для пайки материнских плат и планшетов отсортированы по степени увеличения качества картинки:

Leica s4e/s6e (110mm) с полем 35 мм;
Olympus sz4045/sz51/sz61 (110mm) с полем 33 мм;
Nikon SMZ-1 (100мм) с полем 31.5 мм;
Olympus sz4045;
Olympus sz51/61;
Leica s4e/s6e;
Nikon SMZ-1.

Микроскоп для ювелира или зубного техника

Следующие микроскопы для зубного техника или ювелира с большим рабочим расстоянием отсортированы по степени улучшения качества картинки:

Nikon SMZ-1 (7х-30х) с окулярами 10х/21 мм;
Leica GZ4 (7х-30х) 9 см с линзой 0,5х (19 см);
Olympus sz4045 150 мм;
Nikon SMZ-10 150 мм.

Микроскоп для гравировки

Следующие микроскопы для гравировки c с большой глубиной резкости отсортированы по возрастанию качества картинки:

Nikon SMZ-1;
Olympus sz4045;
Leica gz4.

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.

Как закрепить микроскоп на рабочем столе

Существует множество способов закрепить микроскоп для пайки на рабочем столе. Производители решают эти проблемы с помощью и штанги. Они удерживают микроскоп от падения и позволяют легко позиционировать его относительно платы.

Самодельная подставка или штатив для микроскопа обычно делается из старого фотоувеличителя или из других доступных ресурсов и запчастей.

А вот Мастер Сергей сделал штатив микроскопа для пайки микросхем своими руками из мебельных трубок. Получилось хорошо. Видеообзор его с смотрите ниже.

Над материалом трудились Мастер Сергей и Мастер Пайки. В комментариях напишите какими микроскопами для пайки микросхем пользуетесь и насколько они хороши.