Авторизация
Зарегистрироваться

Приставка к оптическому микроскопу: автономные подсветка и обдув

Представляю вниманию обзор на доработку оптического бинокулярного микроскопа — добавление приставки, реализующей функции автономных аккумуляторных подсветки и обдува объектива.



Предисловие


В один прекрасный день понадобилось мне запаять несколько резисторов типоразмера 0402. Тут-то и стало ясно, что рука ещё может и тверда, но глаз уже не так востёр: 0603 ещё могу осилить, а всё что меньше — нет. Достал из шкафа игрушечный микроскоп, купленный несколько лет назад в основном из любопытства. Кое-как с горем пополам запаял. Но стало вполне очевидно, что требуется что-то более серьёзное.

Почитав-посмотрев обзоры разных аппаратов, решил, что это должен быть обязательно оптический бинокулярный микроскоп. Только такой прибор даёт полноценную картинку, в которой есть главное, чего не хватает микроскопам цифровым — третье измерение, глубина. Без неё паять не то что бы невозможно, но крайне неудобно и затруднительно.

Поискав по AliExpress, остановился на этом варианте:


(фото взято с AliExpress)

Выпускается под множеством разных марок, но делает их в итоге один и тот же завод. Были заказаны:

  • Сам микроскоп;
  • Две линзы Барлоу на 0.5х и 2.0х (для расширения видимого поля и повышения увеличения соответственно);
  • Полноразмерные наглазники (те, что идут в комплекте, рассчитаны под очки);

Получил всё это, собрал, испытал в деле. Микроскоп отличный, паять стало одно удовольствие. Но обозначились два нюанса. Во-первых, комплектная подсветка питается от сети. Что весьма неудобно, поскольку храню прибор в шкафу и лишние провода изрядно раздражают. И во-вторых, дым от места пайки поднимается прямо в объектив, осаждая на линзе частицы флюса и отмывать её потом — то ещё развлечение.

С обеими этими проблемами было решено справиться одним решительным ударом, переведя подсветку на автономное питание и заодно добавив удаление дыма куда-нибудь в сторону от объектива.

Материалы


Список приводится чисто для справки, всё это покупалось в разное время или уже было в наличии.

  1. 1. Кулисные выключатели KCD11: 73 ₽ за 10 шт.;
  2. 2. Кнопки с фиксацией DS228: 104 ₽ за 10 шт.;
  3. 3. Разъёмы GX12: на 2 и 3 контакта, 17 + 20 ₽;
  4. 4. Модуль заряда аккумуляторов: с разъёмом USB Type-C, 206 ₽ за 10 шт.;
  5. 5. Модуль повышения напряжения: 99 ₽;
  6. 6. Модуль ШИМ-регулировки мощности: 58 ₽ ;
  7. 7. Аккумулятор 18650: 3400 мАч, 191 ₽;
  8. 8. Контакты для аккумуляторов: 611 ₽ за 100 пар;
  9. 9. Красно-зелёный светодиод: ⌀3 мм. с общим анодом, 316 ₽ за 100 шт.;
  10. 10. Красно-зелёный светодиод: ⌀3 мм. с общим катодом, 316 ₽ за 100 шт.;
  11. 11. Вплавляемые гайки: М2х4х4.5 мм., 411 ₽ за 100 шт.;
  12. 12. Радиальный вентилятор Sunon MF50151VX-B00U-A99: 12В, на магнитных подшипниках, 697 ₽;

Итого, если считать по цене одного предмета из лотов по несколько штук, получается: 1'136 ₽. Из которых больше половины составляет стоимость вентилятора, но об этом далее.

Модели


Проект с моделями всех деталей. Напечатано из PETG.

Подсветка


Для подсветки решено было сделать новый корпус (далее будет пояснение, почему). Печатаем и снаряжаем первую деталь подсветки. Закладываем три гайки М4 под винты фиксации подсветки на корпусе объектива и вплавляем три гайки М2 крепления второй детали:



Прикручиваем винтами М2х8 вторую деталь:



Разбираем подсветку из комплекта. Берём оттуда рассеиватель и плату со светодиодами. К плате припаиваем провод и приклеиваем её к корпусу на герметик (TianMu 704). Рассеиватель приклеиваем на полиуретановый клей (Akfix 610). К проводу припаиваем разъём GX12. Получается такое:



А теперь собственно причина, зачем был сделан свой корпус подсветки. Потому что комплектный корпус слишком большой:



У него сбоку есть дополнительный выступ, в котором находится плата блока питания от сети. В моём случае он не нужен и размеры можно значительно уменьшить.

Обдув


Берём вентилятор и на тот же полиуретановый клей приклеиваем сопло. Оно требуется чтобы создать быстрый, узкий и направленный поток воздуха, который будет сдувать дым в сторону от объектива. Винтом М4х20 прикручиваем вентилятор к креплению. Провод красиво облагораживаем полиэстровой оплёткой и припаиваем разъём GX12:



Почему был выбран именно этот вентилятор? Потому что среди всей моей обширной коллекции дешёвых радиальных вентиляторов с AliExpress не удалось подобрать ни одного экземпляра, который не имел бы дичайшей вибрации. А вибрация в микроскопе — это очень плохо. Он хоть и довольно-таки массивный, однако и увеличение имеет приличное. Провёл несколько экспериментов и все они показали, что на максимальном приближении изображение начинает дрожать вместе с вентилятором. Что весьма неблагоприятно для зрения. Поэтому из закромов был извлечён купленный когда-то давным-давно оригинальный Sunon с магнитным подшипником. У него тоже конечно присутствует вибрация, однако она настолько ничтожная, что никакого заметного влияния на изображение не оказывает.

Модуль заряда


Модуль заряда требует некоторой доработки. Выпаиваем из него два светодиода, показывающих что заряд идёт (красный) и что заряд закончен (синий). Можно было бы приспособить какие-то световоды, типа кусочка лески, но мне захотелось один светодиод вместо двух и нормального цвета (терпеть не могу синий). Светодиоды на плате соединены анодами, поэтому требуется двухцветный светодиод с общим анодом. Сдуваем феном штатные светодиоды, припаиваем короткие провода и двухцветный светодиод. Получаем такое:



Модуль индикации разряда


Аккумуляторное питание без индикации текущего уровня разряда права на существование не имеет — такое моё мнение. Ничто не раздражает больше, чем внезапно выключившийся прибор или инструмент, в котором нет никакой возможности узнать, насколько сейчас разряжен аккумулятор. Поэтому индикация должна быть обязательно.

И здесь хочу ещё раз выразить благодарность автору статьи "Простой самодельный индикатор уровня заряда аккумулятора". Сделал на её основе свою реализацию под двухцветный светодиод с общим катодом. Что получилось:





Проект с платой, исходники прошивки.

Индикация:

  • Напряжение >= 3.9 В — постоянно светится зелёный светодиод;
  • Напряжение >= 3.7 В — мигает зелёный;
  • Напряжение >= 3.5 В — постоянно светится красный;
  • Напряжение < 3.5 В — мигает красный;

За счёт использования контроллера ATTiny13V модуль остаётся работоспособным вплоть до напряжения 1.8 В. Настолько сильно разряженный аккумулятор уже вряд ли можно будет спасти, зато хотя бы видно что модуль работает и проблема в аккумуляторе.

Возможно, возникнет закономерный вопрос — почему применены разные двухцветные светодиоды, одни с общим анодом, другие с общим катодом? Всё просто: они покупались в разное время под разные цели. Сначала были заказаны платы индикации разряда и нужные детали. А уже потом, позже, появилась мысль провернуть аналогичный фокус с платой заряда. И там оказался общий анод. Пришлось заказывать и ждать ещё и такие светодиоды.

Блок управления


Схема блока управления:



Собираем всё это в корпус, подстроечным резистором настраиваем напряжение 12 В для питания обдува и подсветки:



Модуль зарядки приклеен эпоксидной смолой, модуль повышения напряжения — на толстый двухсторонний скотч. Габариты корпуса: 100х80х26 мм.

Общий вид


Не знаю, для чего по задумке создателей микроскопа предназначены эти блестящие винты с накаткой, но они очень помогли — на них оказалось очень удобно закрепить блок управления и обдув:



С правой стороны находятся: светодиод индикации уровня разряда аккумулятора, кнопка его активации, светодиод модуля зарядки аккумулятора и порт USB Type-C.



С левой стороны находятся: жёлтая кнопка включения обдува и ручка включения/регулировки яркости подсветки. На верхней стенке располагается общий выключатель питания. Он добавлен для удобства, чтобы можно было обесточить всё разом и чтобы не требовалось каждый раз заново подстраивать яркость.

Как можно видеть, сопло обдува немного перекрывает подсветку. Однако никакого существенного влияния на плотность и равномерность освещения это не оказывает, сопло даёт не чёткую тень, а полутень. Которая никак не мешает изучать объекты.

Обдув в действии:



Оказалось очень сложно его заснять. Дым довольно прозрачный и трудно подобрать ракурс, с которого не создавалось бы впечатление, словно дым достигает объектива или засасывается в сопло. В реальности же поток создаётся дикий и дым раскидывает куда угодно кроме линзы. Сама зона пайки прямо под объективом при этом не охлаждается. Чего, собственно, и требовалось добиться.

Ложка дёгтя


Естественно, что без проблем и ошибок в проекте не обошлось. Выяснилось, что при включенном обдуве и настройке подсветки на полную мощность суммарный ток потребления от аккумулятора составляет 2.7 А. Это слишком много, просто запредельно. Особенно с учётом того, что согласно маркировке на оригинальном корпусе подсветки она имеет максимальную мощность 4.5 Вт и соответственно никак не должна потреблять более 375 мА при питании от 12 В. В целом, данная проблема существенных неприятностей не доставляет, поскольку максимальная яркость это наверное отлично для биологических образцов, которые нужно просвечивать насквозь, но вредна для плат — появляется слишком много бликов. По факту, удобный рабочий диапазон регулировки — от нуля до примерно 15%. В этом случае общее потребление составляет ~400 мА, из которых ~180 мА уходит на вентилятор. Однако в перспективе всё равно планирую это исправить, добавив в схему драйвер стабилизации тока подсветки.

Заключение


С появлением приставки пользоваться микроскопом стало заметно удобнее. Габариты корпуса подсветки теперь немного меньше. Не требуется больше раскладывать, складывать, распутывать и запинаться об провода. Наличие обдува позволяет не задумываться о регулярной чистке линз. В общем, достигнутым результатом остался доволен. Добавить ещё стабилизацию тока подсветки — и будет вообще красота.

На этом всё, благодарю за внимание! Вопросы и конструктивная критика — приветствуются.
Добавить в избранное +54 +77
свернуть развернуть
Комментарии (43)
RSS
+
avatar
+14
Выдувать дым от флюса на себя не лучшее решение. Хотя бы вбок. Явно это дым здоровья не добавляет.
+
avatar
0
Выдувать дым от флюса на себя не лучшее решение
Согласен. Однако больше поток направить некуда. С обеих сторон — ручки. Спереди вентилятор тем более неуместен.
+
avatar
+1
Есть такая штука, воздуховод называется. С его помощью можно соединить вентилятор и сопло обдува, расположенные в разных местах. И это ничему мешать не будет.
+
avatar
  • trembo
  • 06 июня 2021, 20:44
0
Случайно, за 10 евро, купил по рекламе МБС-9.
Увеличение до 100.
Переключается барабаном.
И сейчас продают, только за 30-50.
Мне просто случайно повезло.
А свет сделал наклонным, простой фонарик с линзой и зумом.
На АА батарейке, вращается и наклоняется как угодно.
При косом свете удобно смотреть нечёткую маркировку микросхем.
+
avatar
+2
Случайно, за 10 евро, купил по рекламе МБС-9.
И сейчас продают, только за 30-50.
Где?
+
avatar
  • trembo
  • 06 июня 2021, 21:43
0
Там уже нет.
Преподаватель в школе, дети выросли, валялся у него в доме.
+
avatar
+3
Там уже нет.
Это разве не вы написали? Цитата ниже:
И сейчас продают, только за 30-50.
+
avatar
+2
Сомневаюсь что есть за 30-50 мбс-9
+
avatar
+3
Сомневаюсь что есть за 30-50 мбс-9
«Ия, ия», я того же мнения. ©
Поэтому и поинтересовался у человека. Думаю, а вдруг.
+
avatar
+3
Китайцы уже меньше сотни не стоят давно. МБС-10 уже вообще космос в цене стал. Хотя за те деньги можно олимпус взять который в разы лучше.
+
avatar
+1
Китайцы уже меньше сотни не стоят давно. МБС-10 уже вообще космос в цене стал. Хотя за те деньги можно олимпус взять который в разы лучше.
Все верно.
+
avatar
+2
Случайно, за 10 евро, купил по рекламе МБС-9.
Вы сильно переплатили :)
Мне друг подарил вот такой микроскоп

Ему он тоже обломился нахаляву — от взял и себе и мне.
Добыть задаром в Финляндии старый советский микроскоп — это что-то.
Местный университет менял оборудование и они выкидывали кучу микроскопов — можно было выбрать цвет и вид подставки.
+
avatar
0
Если не ошибаюсь, это мбс-1?
Тот что с цейсовской оптикой?
+
avatar
+1
Нет, МБС-2 77 года выпуска. Тоько оптику пришлось перебрать немного — его биологи использовали, фокус был слишком близко. Уже точно не помню — по-моему, убрал одну линзу и одну перевернул. Подсветку поменял на светодиодную — но тоже вращающаяся боковая. Мне боковая нравится гораздо больше. Ставил кольцо — выкинул, неудобно.
+
avatar
0
Так родной свет мбс и был боковым.
Только очень громоздким.
По этому его чаще всего снимают и ставят кольцо.
+
avatar
  • nutsey
  • 07 июня 2021, 10:04
0
Меняют ещё из-за того, что фиг найдёшь эти лампы под 8 вольт.
+
avatar
  • APLe
  • 06 июня 2021, 20:36
0
А меня вот сам микроскоп заинтересовал. Как он по сравнению с МБСами, интересно?
+
avatar
0
Как он по сравнению с МБСами, интересно?
Вообще не представляю. Единственный другой оптический микроскоп был в школе на уроке биологии более 20 лет назад. Какая модель — не знаю, не интересовался. Точно помню что монокуляр.
+
avatar
  • CROU
  • 06 июня 2021, 20:45
0
автор затронул важную тему местной вытяжки, но решать ее надо как-то по другому. Вместо подсветки на батарейках для удобства переноски микроскопа проще укоротить шнур сетевой до примерно 50см и включать в переноску с компактной розеткой (как шнур от старого пылесоса эпохи СССР, если кто помнит)
+
avatar
0
тему местной вытяжки
Строго говоря, это не вытяжка — вентилятор ничего никуда не вытягивает, а только меняет создаваемым потоком воздуха направление дыма с вертикального на горизонтальное, чтобы он не попадал в линзу объектива.
+
avatar
+1
Доработка с ветилятором в целом бесполезная. Не оседает флюс на линзах. Проверенно за 11 лет пайки под микроскопами. А вот вытягивать дым нужно и подальше. Хотя бы боковую вытяжку с куллера БП чтоб подальше отбрасывало. Здоровье важнее любых линз. У меня часть корпуса от БП ПК со 120мм вентилем и угольным фильтром от авто. Стоит справа. Удаляет почти 100 процентов дыма с зоны пайки вытяжным способом.
+
avatar
0
Не оседает флюс на линзах. Проверенно за 11 лет пайки
А какие используются флюсы? Возможно в этом разница. У меня в ходу FluxPlus 6-412-A и RusFlux ESF-373 для плат и RusFlux SPG-250-VC для никелированных контактов. Припои Felder Sn63Pb37 Massiv и Felder Sn63Pb37 ISO-Core ELR. Расстояние от платы до объектива разное, минимум 8 см.
+
avatar
0
FluxPlus 6-412-A тоже использую. Ещё есть Lukey L2010 для пайки больших БГА. Припой обычно Mechanic Sn63Pb37. Расстояние примерно 7-8см. Но присутствует боковая вытяжка. Правда включена она не всегда.
+
avatar
0
он удаляет только твердые частицы. и то, до определенного размера. правильно — это полностью удалять дам из комнаты
+
avatar
0
Не только твердые частицы. Уголь в фильтре еще и связывает и удерживает вредные вещества. Остальной очисткой воздуха у меня занимается общесервисная вытяжка. Это только для удаления дыма из зоны пайки.
+
avatar
0
уголь в фильтре еще и связывает и удерживает вредные вещества
Угольный фильтр противогаза и тому подобных все-таки несколько отличается от фильтра с частицами угля как в салонном или настольных фильтрах :) Там, все-таки, больше механическая чистка
Остальной очисткой воздуха у меня занимается общесервисная вытяжка
А это правильно. Я тут на днях обзор сделаю, как настольную вытяжку сделать из г и палок)
+
avatar
0
Да но, даже запах с таким фильтрлм убираеться процентов на 70. Значит не только механическая всё же. Интересно будет обзор глянуть.
+
avatar
+3
дымоуловитель или отвод во избежания дышать парами флюсов дело хорошее, а вот для защиты линзы с направленным потоком в лицо это прям что то запредельное… паяю каждый день, мбс-9, линзу протираю хорошо если раз в полгода… излишняя приблуда ИМХО…
+
avatar
+1
Значит паяете мало. В конторе около 5 микроскопов, линза гадится за полтора два месяца…
+
avatar
0
Чем, что и сколько по времени вы паяете? Промышленная пайка разве что, иного развития событий я не вижу.
+
avatar
0
направленным потоком в лицо это прям что то запредельное
Лицо за микроскопом смотрит в его объективы. А воздух дует намного ниже, на уровне груди.
+
avatar
0
Подтвержу. Ничего на линзе объектива не оседает. Чаще окуляры протирать приходится.
А вот вытяжку да, тоже нужно сделать
+
avatar
0
Соглашусь. Линза чиста годами, окуляры раз в неделю нужно протирать. И то если забывать закрывать крышками.
+
avatar
+1
Если рабочее расстояние очень маленькое, то на линзе со временем образуются брызги флюса. При большом рабочем расстоянии вообще нет проблем. Работаю на МБС-4 + объектив И-51.
Кольцевая подсветка всегда даёт блики, а боковая тени.
+
avatar
  • Jet
  • 07 июня 2021, 12:26
+1
Делал боковую под родное кольцо, можно просто повернуть в любую сторону



Ссылка на модель если кому пригодится, нужен только винт и гайка М3
+
avatar
0
В идеале нужна комбинация кольцевой и боковой. Я делал боковую с большим выносом, работает хорошо, но ее все время надо вертеть вокруг объектива чтобы убрать тени из рабочей зоны. В случае глубоких участков, свет туда просто не попадает. В качестве источника света отлично показала себя маленькая квадратная велофара закрепленная на самодельном кронштейне из медной пластины. Пластина нормально отводит тепло на корпус микроскопа, а фара питается от USB.
+
avatar
  • HM47
  • 07 июня 2021, 04:54
0
следующим этапом надо делать вытяжку, чтобы в фильтр пары оседали, а не в комнате и легких. А так лайк за пряморукость.
+
avatar
0
следующим этапом надо делать вытяжку
Она уже есть, Pro'sKit SS-595B. Ловит дым вполне неплохо. Но действительно хочу сделать другую, тоже аккумуляторную, эта слишком здоровенная и зачастую дико лень её доставать и возиться с проводами.
+
avatar
+2
Отлично!
И самое главное о читателях не забыл!
Список используемых компонентов используемых в проекте это уже +.
+
avatar
0
Есть же защитные стекла на объектив за 2-3$. А дым лучше втягивать как уже выше сказали. Можно купить готовые решение за 20-50$ или сделать самому. (ищется как «fume extractor»).

UPD прочитал сверху у автора есть вытяжка )
+
avatar
0
заинтересовали перчатки. интрига. на вид обычные бесшовные перчатки с нитриловым полу-обливом. т.е. как минимум в них защита от истирания.

для чего они показаны? или это какие-то специальные «радиомонтажные» перчатки?
+
avatar
0
заинтересовали перчатки
Это обычные дешёвые, но тонкие и очень комфортные рабочие перчатки 3M Comfort Grip Gloves.
+
avatar
0
вот только нужно было ещё все светодиоды заменить в подсветке

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.