Превращаем любую веб-камеру в мощный микроскоп. Переделываем WEB-камеру в маленький да удаленький USB-микроскоп за гроши Микроскоп из вебкамеры
Здравствуйте, хабрапользователи! В этом посте будет показано, как сделать из старой веб-камеры качественный микроскоп . Сделать это действительно просто. Если заинтересовало - продолжение под хабракатом.
Шаг 1: необходимые материалы
- Собственно, сама веб-камера
- Отвёртка
- Суперклей
- Пустая коробка
- Мозг и немного свободного времени
Шаг 2: Вскрытие веб-камеры
Для начала вскройте вашу камеру. Но будьте осторожны, остерегайтесь повреждения датчика CMOS.Нужно продлить провода кнопки захвата, чтобы получать неподвижные изображения. Я также достал провода включения/выключения светодиодов. Они были серого и жёлтого цветов (у вас может отличаться).
Шаг 3: Работа с объективом
Теперь нам нужно перевернуть объектив над сенсором CMOS. Поместите его в 2-3 мм от этого сенсора и закрепите (например, суперклеем).Шаг 4: Собираем камеру
После переворачивания объектива, соберите камеру назад. Теперь она готова к использованию в качестве микроскопа.Шаг 5: Финальный этап
Сейчас нужно закрепить камеру на коробке, как показано на фото. Теперь она готова к получению изображений!Также можно положить зеркало, для того чтобы свет распространялся по всему «объекту исследования» и под ним. Теперь наш микроскоп полностью готов!
Попробую рассказать, как я сделал камеру для микроскопа из дешёвой веб-камеры Canyon CNR-WCAM820. Камера сделана на матрице 1/3", 2МР. Эту камеру я выбрал, прежде всего из-за её удобной для переделки на коленках конструкции. При этом камера остаётся не поврежденной, можно всё вернуть назад и использовать как обычную веб-камеру.
ПРЕДУПРЕЖДАЮ! Всё ниже изложенное вы можете повторить на свой страх и риск, и я не несу никакой ответственности за испорченные вами вещи. При этом вы лишаетесь гарантии на веб камеру!
Итак, начнём:
1. Разбираем камеру и
выкручиваем всё ненужное (держатель и объектив)
2. Измеряем диаметр фланца
объектива и из тонкого (1мм) алюминия вытачиваем кольцо
такого же внешнего диаметра. Внутренний диаметр кольца
равен диаметру оправы применяемой линзы редуктора
фокуса. Я взял глазную линзу видоискателя старого
фотоаппарата Зенит-Е. Эта линза плосковыпуклая
одиночная. По стечению обстоятельств получилось, что она
отлично подошла для моих апохроматов ЛОМО. Хроматизм
увеличения компенсируется этой линзой довольно неплохо.
Для ахроматов надо бы ахроматическую склейку, но и эта
неплохо работает. Хотя хроматизм немного заметнее. Можно
использовать первую (коллективную) линзу из окуляра 7х.
Но тогда с конструкцией крепления придётся повозиться
самому. :D
3. Из фольгированного
текстолита 1.5мм (не обязательно фольгированного, может
быть другой прочный материал) я вырезал второе кольцо.
Его внешний диаметр должен быть таким, чтобы входил во
внутрь макрокольца (у меня М39) и прижимался вторым
таким макрокольцом. А внутреннее отверстие под оправу
нашей линзы редуктора. Оба кольца надо покрасить чёрной
матовой краской.
4. Теперь собираем
"бутерброд". На оправу линзы надеваем алюминиевое кольцо
и прижимаем гайкой от линзы видеоискателя. Поверх гайки
приклеиваем текстолитовое кольцо. Лучше бы прикрутить
такой же гайкой, но к сожалению в Зените она одна.
5. Ставим полученный
редуктор на место объектива камеры, перед этим одеваем
на камеру одно макро кольцо, и собираем корпус камеры.
Выпуклая сторона линзы должна смотреть наружу.
6. Для крепления камеры к
микроскопу (Биолам, МБР, МБИ) надо изготовить переходник
из двух длинных макроколец. Я использовал всего 1 набор
колец М42 и 2 набора М39. Этого вполне хватает как для
крепления этой камеры, так и для крепления зеркалок.
Итак берутся два длинных кольца и склеиваются сторонами
с внутренней резьбой друг к другу. Для надёжности я
клеил эпоксидной смолой, оборачивая тонкой синтетической
тканью. Такой переходник выдержит многое. Переходник
думаю можно сделать вклеив тонкое макро кольцо в
переднюю часть выпотрашенного объектива Гелиос-44. В
этом случае появится возможность плавного изменения
длины тубуса для достижения правильного положения камеры
относительно объектива.
7. Для установки камеры на микроскоп снимаем тубус, скручиваем с него конусное крепление и прикручиваем к нашему переходнику. К другому концу переходника прикручиваем одно тонкое макро кольцо, на него ставим нашу камеру и прижимаем кольцом, которое надето у нас на камеру. Скручиваем, но не затягиваем до конца. После подключения камеры к компьютеру и запуску программы (я использую замечательную и бесплатную программу Micam-1.4), получаем изображение на экране монитора. (Перед этим надо микроскоп настроить на резкость с окуляром и поместить какой ни будь объект в центр поля зрения). Тогда двигая камеру в стороны центрируем изображение. Затягиваем. Резкость должна быть примерно в том же положении как и с окуляром. Если положение фокусировки сильно отличается, надо подобрать общую высоту трубы из макро колец.
В общем надоело мне в увеличительное стекло разглядывать SMD элементы, маркировку на них и осматривать дорожки на предмет повреждений и качество пайки. Плюс всегда одна рука занята. Кто-то скажет про бинокулярные очки, ув. стекло на подставке… Бинокуляры далеко не лучшее решение, зрение садится быстро от них + качество далеко от идеала, из тех что доводилось щупать. (Есть идея заделать бинокуляры с линзой от детектора валют. Но это пока только эксперимент в стадии макета.) Увеличительное стекло на подставке часто мешает и не всегда удобно + немного искажает по краям. Можно юзать микроскоп, но с большими платами не подходит. Да и далеко не дешевая игрушка. Так же как и заводские камеры для таких дел. Так что будет как всегда… Будем делать сами
Купил самую дешевую вебку из тех что были. Вроде за 35 грн ($ 4,37). Еще одну мертвую взял у знакомого на донорские запчасти. Вот такая чисто китайская вебка:
Далее из донора выкручиваем объектив и удаляем из него все линзы. Вместо родных линз попробовал прикрепить линзу от CD привода (от DVD привода не пробовал, она там сильно маленького диаметра). Вкручиваем в вебку, на[одим фокус…Результат не подошел. Так как оптический прицел я делать не собирался. На расстоянии около полуметра было видно мелкие цифры и буквы на наклейке от старого харда, прилепленной на стенке. Фото для примера:
И при удалении объектива от самой камеры, увеличивал на более большие дистанции… В принципе такой результат в будущем тоже может пригодится.
Далее после поиска по коробкам был найден окуляр от микроскопа или чего-то похожего. Раньше в него разглядывал маркировку на SMD. Для пробы прикрепил его на «термосопли», (В данный момент окуляр жестко зафиксирован в теле старого объектива. Немного подогнал внутренний диаметр и посадил с натягом. Плюс укоротил само тело старого объектива со стороны вебки) Теперь результат меня устроил на все 100%. Фото того что вышло:
Бревно в кадре, это кончик деревянной зубочистки
Фото объектива и линзы (Внизу родной, без переделок. Справа, линза от CD привода).
Осталось сделать жесткий штатив на стену, перевернуть плату камеры в корпусе чтобы показывала адекватно. Выкинуть родной кабель и припаять тонкий. А то родной жесткий и толстый. Ну и подсветку нормальную прицепить, а то родная только мешает. Если вернуть на место родной объектив то можно использовать вебку по прямому назначению
Если использовать вебку с более лучшими характеристиками, то и соответственно изображение будет более качественным. Раз попалась мне в руки цифровая мыльница с функцией веб камеры. Жаль не помню марку и модель Можно было бы заюзать в таком же варианте.
Кстати если прицепить такой окуляр или линзу от CD к камере телефона, то будет похожий результат. Китайцы уже вроде на всю штампуют чехлы с объективом для айфонов. Попадались недавно мне в китайском магазине. Наверно у меня с контакта идею передрали Я так еще год-полтора назад на старую нокию фотки делал
Эту процедуру проделал еще полгода назад, но сегодня для описания «разложил по полочкам» что и как тогда вышло.
авторитет 28 ноября 2012 в 01:48Переделываем WEB-камеру в маленький да удаленький USB-микроскоп за гроши
- Чулан *
Методом «научного тыка» выяснилось, что никакие посторонние линзы не нужны для достижения поставленной цели. Способ оказался до смешного прост.
И так, по пунктам:
- Раскручиваем web-камеру;
- Выкручиваем объектив(он на резьбе);
- Переворачиваем объектив другой стороной;
- Аккуратно по кругу приклеиваем скотчем или чем Вам удобно;
- Немного растачиваем отверстие в корпусе для объектива;
- Скручиваем web-камеру.
Раскручиваем корпус камеры.
Снимаем пластиковый объектив и выкручиваем его из держателя.
Сама матрица.
Приставляем объектив обратной стороной и приклеиваем. Затем прикручиваем на место.
Затем растачиваем надфилем или выцарапываем ножницами (кому что по душе) отверстие в передней крышке, что бы пролез наш удлинившийся объектив. После чего всё аккуратненько скручиваем на место.
Поздравляю, теперь Вы обладатель usb-микроскопа.
К сожалению много фотографий нету, так как ещё не сделал для него держатель, а с рук на микроскоп не пофотографируешь. Даже при не очень большом увеличении всё трясётся и смазывается. Однако что бы визуально оценить его кратность одну фотографию покажу, с трудом но удалось её сделать.
На фотографии пиксели дисплея ноутбука.
К сожалению лучшего качества мне получить пока не удалось, это требует больше телодвижений, да и качество CMOS матрицы оставляет желать лучшего, но что хотеть от микроскопа за 3,4$.
Продолжение следует…
Теги: usb-микроскоп, web-камера
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.