Mikroskop do lutowania (RPi 4B+HQC+M42)

Spis treści

Wsparcie dla oczu

Dawniej w Warsztacie brakowało mi głównie... narzędzi, czasu i rąk. Obecnie coraz częściej... oczu.

I nie są temu winne elementy SMD. Bardziej kalendarz ;)

Napierw zmieniałem okulary, potem lupy, oświetlenie, itd. Coraz bardziej odczuwałem w Warsztacie brak mikroskopu. Przejrzałem dostępne oferty. Ceny (sensownego) sprzętu zaczynały się od 1k2! :/ Odpuściłem temat.

Niemal codziennie większość prac projektowo-montażowych wykonuję wpatrując się w ekran komputera. Naturalnym rozwiązaniem wydawało mi się powiązanie go również z "patrzeniem". 

W sieci opisów znalazłem wiele. Niektóre z nich wykorzystywały obiektywy fotograficzne w standardzie M42. Na półce leżało kilka sztuk... Ogniskowa: 50, 80, 100,...

Raspberry Pi 4B/8GB kupiłem z myślą o wykorzystaniu go do sterowania SDR'em. W sieci wiele z opisów dotyczących "Malinki" mówiło o wykorzystaniu kamer. Czemu nie spróbować?

Zamiast wstępu

HQ Camera dla Raspberry Pi

Artykuł dotyczy zagadnień sprzętowych i "mechanicznych" umożliwiających współdziałanie poszczególnych elementów.

By mieć pełną świadomość możliwości i ograniczeń RPi (wraz z systemem operacyjnym) wykorzystywanych w roli "procesora obrazu"  warto zapoznać się z materiałami opracowanymi przez Dave Jones'a, autora PiCamery.

Jego opracowanie (Picamera, v. 1.13) powstało ok. 5 lat temu, jednak zawarte w nim opisy nadal dobrze obrazują problematykę związaną z wykorzystaniem GPU w strukturze RPi. W tym różnice w sposobie przetwarzania obrazu.

Duże SMD 1206

Zrozumienie tych różnic pozwoli nie tylko na świadome podjęcie decyzji, ale IMO uniknięcie rozczarowań w przyszłej eksploatacji urządzenia. Po zapoznaniu się z opisem nadal chciałem wykorzystać RPi do budowy mikroskopu.

Problem "z patrzeniem" często dotyczył nie tyle samego procesu "lutowania", ile... inspekcji (kontroli) poprawności tego procesu. Po jego zakończeniu. A przed uruchomieniem. W sieci można znaleźć niejedną ofertę "doskonałego narzędzia".

Kilka z tych wynalazków (bo drogie nie były!?) - niestety - kupiłem :/
Dość szybko okazywało się jednak, że cena zdecydowanie przewyższała funkcjonalności urządzenia.

Rozważaniom o konstrukcji towarzyszyły następujące założenia wstępne:

  • mikroskop zbudowałem wykorzystując: obiektyw analogowy M42 (dedykowany do dawnych aparatów na klisze 35mm) oraz sensor HQ Camera for RPi (o przekątnej: 7,86mm). Dzięki temu, że jest on mniejszy od klatki filmu 35mm (przekątna: 27,16mm). Zapewni mi to, że obraz będzie (teoretycznie ok.11 razy) "powiększony" w stosunku do obrazu pierwotnego. Dodatkową zaletą tego jest fakt, że obiektyw wykorzystany będzie w części (tj. centrum obrazu), w której występują najmniejsze zniekształcenia i jest "najjaśniejszy!,
  • w mikroskopie wykorzystałem do spięcia obiektywu M42 z płytką HQ Camera adaptera C/CS-M42 F dedykowanego dla standardu T2, stosowany w mikroskopach i lunetach. Niestety równie często oznaczane jako opisywane jest jako standard M42. :o I choć ma tę samą średnicę, to skok tylko 0,75mm. Może prowadzić do nieporozumień i błędów. Taki adapter (C/CS -M42 (T2) wykorzystałem do budowy mikroskopu.
    W dalszej części artykułu używam również określenia "obiektyw M42". Dotyczy to systemu mocowania obiektywów (stosowanych w fotografii analogowej) opartego na drobnozwojowym gwincie o średnicy 42mm i skoku 1mm.
    Oczywiście są adaptery C/CS-M42 przystosowane do standardu "fotograficznego", ale są konstrukcyjnie (kształt, wymiary, itp.) inne. I często droższe.
  • wobec braku tokarki i/lub drukarki 3D główne elementy (np. statyw do mikroskopu) zostaną zakupione (w rozsądnej cenie). Pozostałe (modyfikacje posiadanego oprzyrządowania) zostaną wykonane samodzielnie.