Делаем USB микроскоп для пайки

Когда нибудь, любой кто паяет SMD, задумывается о микроскопе…

Вот и я не стал исключением. Однако тут есть несколько НО:

предметный столик мешает
сам микроскоп на столе мешает
на просвет, ясен пень, не работает
цена конская
хотелось бы смотреть не в окуляр, а на монитор. Он больше
бюджетные USB — полный отстой

Вот поэтому и будем делать сами. Для этого нам понадобятся: HD web камера, фото объектив 50мм и некий кронштейн. Покопавшись на Авито, я купил б/у камеру Logitech C270 и не менее б/у (но в идеальном состоянии) советский объектив Индустар 50-2. По 500 рублей каждый.

Камера: Б\у шная достаточно дешева. HD разрешение 1280х720. Картинка не тормозит. Легко разбирается.

Объектив: Дешевый, простой, компактный, большой ход кольца фокусировки. Хоть и не светосильный.

Итак, приступим. Что бы камера показывала картинку в фокусе, на поверхности матрицы должно быть сформировано изображение в фокусе. Что бы сформировать изображение в фокусе, нам надо знать размер т.н. рабочего отрезка объектива.

Рабочий отрезок (иногда называют задним отрезком) — расстояние от плоскости объектива до приемника (матрица, пленка). Этот размер можно посмотреть в справочной литературе, а можно и измерить самому.

Для этого выставляем кольцо фокусировки в середину хода, полностью открываем диафрагму, кладем на стол лист бумаги и проецируем свет лампы через объектив на бумагу. Меняя расстояние между объективом и столом, добиваемся четкого изображения лампы.

Вот так. Видно все детали отражателя. Измеряем расстояние от торца объектива до стола. Это и есть наш отрезок. У меня получилось 10см. Но это все теория. Надо проверить на практике.

По быстрому печатаем тубус с отверстием под матрицу и собираем все в кучу, по дендро-фекальной технологии, на изоленту. Подвешиваем на лампу и пытаемся получить четкое изображение, например монетки. Фокус удался. Значит все правильно посчитали.

Рисуем и печатаем корпус и крышку микроскопа. Тут самый большой геморрой — правильно напечатать резьбы. Объектив имеет наверно самую распространенную советскую фоторезьбу — M42х1. А в крышке должна быть стандартная резьба под штативный болт — 1/4″-20 UNC. Пришлось печатать тестовые модели с резьбами, подбирая диаметры отверстий и спиралей захода. Профиль зуба взял из справочников. Где то раза с пятого попал так, что не закусывает и не срывается.

Вот что получилось в итоге.

Еще на Алиэкспресс, в распродажный день, купил хваталку-держалку. Обеспечивает жесткое крепление к полке и не мешается на столе. Сначала думал про пантографы от настольных ламп, но пощупав их в магазине, понял что они слишком хливкие и картинка будет скакать. А тут — прям все очень стабильно и ровно.
Вот как то так… Эффективные расстояния (расстояние от стола до микроскопа, где он может сфокусироваться с помощью кольца на объективе) получились от 39 до 105см!

PS: полезные ссылки по теме

3D модели Корпус микроскопа и Крышка микроскопа в формате stl.

Хваталка-держалка на Алиэкспресс.