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.

Faza testów

Po kilku praktycznych próbach i testach wybrałem matrycę o nazwie: kamera wysokiej jakości dedykowana dla Raspberry Pi (HQ Camera for Raspberry Pi).

Ogniskowa 2x50mm + 32mm pierścieni pośrednichZdjęcie z lewej powinno zachęcić wielu do dalszych eksperymentów. Odległość czoła obiektywu od "oglądanej" płytki to ok. 22cm!. Wykorzystałem obiektyw Pentacon 1.8/50 z pierścieniami pośrednimi 14+28mm oraz... adapterem wydłużającym dwukrotnie ogniskową obiektywu.

Po dokręceniu kolejnego pierścienia pośredniego (28mm)Ten sam efekt możnaby uzyskać stosując obiektyw o ogniskowej 100mm. Tu uwaga praktyczna: przy ogniskowej 100mm kolumna statywu mikroskopu zaczyna być... za krótka.

Można dokręcić przedłużacz kolumny lub... kolejny pierścień pośredni. Tu 28mm. Delikatna korekta ostrości i efekt widoczny na zdjęciu z prawej. A odległość czoła obiektywu od płytki to nadal ponad 19cm!!!.

Ze względu na fakt, że zdjęcie wykonano wieczorem korzystałem ze sztucznego oświetlenia. Dzięki temu przesłonę mogłem domknąć na 11. Ci, którzy znają się na fotografii wiedzą, że wtedy głębia ostrości jest duża. :D

A propos oświetlenia: w wielu rozwiązaniach do oświetlenia pola wykorzystywane są lampy pierścieniowe. Na tę chwilę wykorzystuję do oświetlenia dwie żarówki LED o mocy 1,9W. I wydaje się, że jest to wystarczające oświetlenie. Jeśli nie "domknę" przesłony obraz jest wyraźnie "prześwietlony".

Zdjęcie to zrzut ekranu 7" wyświetlacza LCD. Eksperyment w pełni potwierdził przydatność HQ Camery. O takiej ocenie zadecydowały nie tylko parametry techniczne, ale również to, że:

  • jest ona dedykowana do współpracy z RPi Ten jednopłytkowy komputer miałem i to nawet z 7" wyświetlaczem z dotykowym ekranem. Wspominałem o tym, że to sterownik SDR'a). Stwarza to możliwość wykorzystania mikroskopu w warunkach "autonomicznych". Bez stacjonarnego PC czy laptopa, Zaletą również jest fakt, że kamerę łączy się z RPi nieekranowanym kablem o (w zasadzie) dowolnej długości,
  • choć w nazwie użyto określenia "kamera" to w rzeczywistości jest to sensor IMX477R osadzony na płytce z elektroniką. Relatywnie niska cena (<30PLN) adaptera C/CS-M42 (T2, tak, tak, te półtora zwoja dobrze trzyma!) pozwala wykorzystać szeroką gamę obiektywów systemu M42.. Są one zdecydowanie tańsze od dedykowanych dla tej kamery obiektywów CCTV (o zbliżonych parametrach),
  • korzystając z tzw. pierścieni pośrednich (do makrofotografii, M42, bez przeniesienia przesłony, komplet: 7mm, 14mm, 28mm, ok. 20-30PLN) w prosty (ale jednocześnie stabilny) sposób można decydować o powiększeniu. Jednocześnie zachowując wygodną odległość pomiędzy czołem obiektywu a obiektem. Dla mojego obiektywu 1,8/50 i pierścienia 28mm odległość (ostrzenia) wynosiła ok. 22cm!,
  • duża czułość sensora IMX477R powodowała, że nawet przy oświetleniu "zastanym" (dzienne, pokój) można było wykonywać zdjęcia o (IMO: więcej niż) zadowalającej jakości. Również odwzorowanie kolorów było bardzo dobre. Wiadomo: CMOS!

Porównanie zdjęć "mojej" kamery z mikroskopem USB

Wnikliwi czytelnicy niewątpliwie sprawdzą i zauważą, że matryca IMX477R może pracować w trybie wideo jedynie (?) z: 1080p30, 720p60 i 640 × 480p60/90.

Te 30klatek/s to kompromis (standard H.264) funkcjonalności wobec ceny. Trzeba mieć świadomość, że dla najwyższej rozdzielczości wystąpią niewielkie opóźnienie obrazu. Moim zdanie akceptowalne.

I tu pojawia się kolejne zastrzeżenie: podana powyżej ilość klatek dotyczy "bezpośredniego" przyłączenia monitora do płytki RPi za pośrednictwem HDMI. Jeśli chcemy korzystać ze "strumienia wideo" w sieci (Eth lub Wi-Fi): prędkość spadnie, ilość klatek też, wzrosną opóźnienia! Dla inspekcji, czy zdjęć - oożnienie nie jest (z reguły) parametrem krytyczny. Chyba, że ta "sieć" dla strumienia to... jakieś słabe Wi-Fi. RPi ma Wi-Fi 2,54/5GHz, ale ostatecznie i tak zadecyduje... Twój router.

Duża czułość sensora pozwala na wiele...

Na obrazie porównawczym (na tle zdjęcia wykonanego "moim" mikroskopem) zdjęcie wykonane tzw. mikroskopem USB (50-80PLN). IMO ten drugi może zostać użyty wyłącznie do ewentualnej inspekcji. Dla sytuacji "dynamicznej" (np. lutowanie) lepiej sięgnąć... po wyświetlacz bezpośrednio przyłączony do HDMI RPi.

Stosuję 7" kolorowy wyświetlacz LCD z ekranem dotykowym. Niewiele kamer inspekcyjnych wyposażono w wyświetlacz o tych wymiarach.

Po raz kolejny chciałbym podkreślić dużą czułość sensora kamery. Daje to dużą tolerancję na "niedoświetlenie". Z prawej zdjęcie wykonane w świetle zastanym. Mikroskop 20cm od okna. Marzec, g. 14, za oknem pochmurno. 

Mikroskop USB w przypadku nawet prostych czynności montażowych jest raczej nieprzydatny. By uzyskać duże powiększenie odległość czołówki mikroskopu od obiektu jest bardzo mała (kilka milimetrów-kilka centymetrów dla małych powiększeń).

Wycinek rzeczywistego obrazu na tle (zmniejszonego) pełnego zdjęcia

Ponadto ze względu na niestabilność uchwytu (przy dużych powiększeniach) obraz jest bardzo niestabilny. Niestety próby wyeliminowania tych niedogodności nie przyniosły oczekiwanych rezultatów.

Również (moja) próba "przerobienia" kamery internetowej na mikroskop również zakończyła się niepowodzeniem.

Z tego zrezygnowałem! Po próbach...

Zanim udało mi się zdemontować obiektyw z sensora... kamerka uległa (elektrycznemu, ESD) uszkodzeniu. W ten sposób uniknąłem konieczności rozwiązania problemu mocowania optyki do kamerki. Dziś już wiem, że nie byłoby to proste..

W dalszej części opisu pod pojęciem układu optycznego rozumiem: obiektyw analogowy (M42), pierścień(ie) pośredni(e), adapter C/CS-M42 (T2) wkręcony w gniazdo HQ kamery.

We wszystkich przypadkach (mikroskopu USB, kamerki czy mikroskopu RPi) podczas eksperymentów okazało się, że podstawowe znaczenie dla końcowych efektów, a zwłaszcza funkcjonalności ma stabilność mocowania głowicy optycznej z sensorem.

Uważam, że na statywie nie ma co oszczędzać!


Czego potrzebujesz?

Główne elementy mikroskopu

Podstawowymi elementami w oparciu o które zbudowałem mikroskop są:

  • moduł kamery "HQ Camera" z sensorem IMX477R, dedykowana dla Raspberry Pi. Jest szereg rodzajów sensorów. Ze względu na relację parametrów technicznych, funkcjonalności do ceny wybrałem produkt Raspberry,
  • obiektyw Pentacon MC 1,8/50 (M42),
  • jednopłytkowy komputer Raspberry Pi 4B/8GB z systemem Raspberry Pi OS (11.01.2021). Oczywiście mikroskop można próbować uruchomić na innych modelach/wersjach RPi (niż 4B/8GB), ale trzeba pamiętać, że ten model zawiera szereg parametrów użytkowych (i/lub) interfejsów, które w wersjach (zwłaszcza niższych) nie występują lub są znacznie mniej efektywne,
  • statyw mikroskopowy z uchwytem fi=50mm (o wyborze średnicy zadecydowały wymiary pierścieni pośrednich). Szukając odpowiedniego modelu najczęściej zwracamy uwagę na wysokość statywu, średnicę prowadnic, itp. IMO warto zwrócić uwagę na... wielkość podstawy. Trzeba mieć na uwadze, że 15-20cm ponad podstawą będzie się znajdował ciężar ponad 0,5kg. Wybrałem model, którego podstawa ma wymiar: 300x250mm.
  • pierścienie pośrednie (M42, 7/14/28mm) do makrofotografii, bez przeniesienia przesłony. Przeniesienia nie wykorzystuję. Zasadniczo nie przeszkadza, ale dodatkowo kosztuje,
  • adapter C/CS-M42 F (dla T2) . Mimo różnicy skoku gwintu wkręcenie adaptera na 1,5 zwoja gwintu daje (przynajmniej na razie) pewne połączenie. 

Parametry zdjęcia wykonanego przy pomocy HQ RPi

Raspberry Pi OS (będący swoistą dystrybucją Linux'a) zapewnia doskonałą obsługę kamery HQ. Dodatkowo możemy skorzystać z dobrodziejstw: sieci, BT, Wi-Fi, itd. Można podłączyć do RPi szybką pamięć masową umożliwiającą składowanie zdjęć czy filmów.

Elementy składowe - pozostałe

Komendy: raspistill oraz raspivid doskonale pozwalają wykorzystać nie tylko parametry sensora, ale również zrealizować wstępną obrobkę uzyskanego obrazu/strumienia danych.

Dla tych, którzy lubią wygodę w sieci można znaleźć wiele skryptów lub nawet gotowego oprogramowania pozwalającego wykorzystać właściwości kamery, bez mozolnego wklepywania komend.

Tym, którzy zaczynają swą przygodę z kamerką "opartą" o Raspberry Pi polecam materiał zawierający podstawowe informacje.

Ci którzy chcieliby spróbować swych sił wykorzystując język Python winni zainteresować się tym działem.


Pierścienie, adapter C/CS-M42

Modyfikacja pierścieni pośrednich

Wymieniając powyżej elementy niezbędne do wykonania mikroskopu wymieniłem m.in. pierścienie pośrednie M42. To te z drobnozwojowym gwintem M42x1mm.

Stosowane od lat w fotografii analogowej. Te aluminiowe, bez mechanizmu "przeniesienia przesłony" nadal dostępne za niewielkie pieniądze (ok. 30PLN). W skład zestawu wchodzą 3 pierścienie: 7/14/28mm. Można też spotkać zestawy o innych (choć zbliżonych) długościach.

Dla "ciekawych" powiem, że pojedyńczy 20mm pierścień pośredni w standardzie T2 (M42x0,75mm) kosztuje >30PLN. Dlatego wybrałem metryczny M42! :D

Wybrane pierścienie charakteryzują się również tym, że ich radełkowana część ma średnicę ok. 52,5mm. Aluminium jest łatwe w obróbce. Zwlaszcza ręcznej. Wewnętrzna średnica pierścienia uchwytu statywu mikroskopowego to 50mm. Radełkowanie nie tylko ułatwia sam proces spiłowania nadmiaru "na średnicy". Pozwala ono również kontrolować proces piłowania. Jego równomierność.

W efekcie po ok. 20 minutach pierścień został opiłowany i ciasno "wchodzi" do uchwytu statywu.

Analog z "cyfrą" daje radę!Chciałbym tu zwrócić uwagę na istotny szczegół: w statywie mocowany jest obiektyw, nie płytka z sensorem. Ona jest tylko dokręcona do adapteru łączącego ją z obiektywem. Obiektyw (zwłaszcza te analogowe, M42) swoje ważą i na dłuższą metę płytka sensora mogłaby nie wytrzymać takiego obiążenia. Zwłaszcza podczas manipulowania obiektywem.

Mój Pentacon 1,8/50 MC to ok. 230g plus pierścienie. Przykładowo: dedykowany dla HQ kamery obiektyw PT3611614M10MP waży tylko ok. 133g. Średnica Pentacona też jest niemal dwukrotnie większa!

Adapter "chałupniczy" i fabryczny

Kolejnym elementem był adapter C/CS-M42. Niestety posiadany adapter był dedykowany dla innego systemu - T2. Na wstępie nie potrafiłem ocenić: czy w sposób istotny wpływa to na "walory użytkowe" przyszłego mikroskopu. Testy z adapterem T2 były zachęcające, ale... licho nie śpi.

By mieć pewność wykonałem adapter z (tylnego) dekielka z tworzywa sztucznego (A). Takie dekielki z reguły wykorzystywane są do osłony tylnych soczewek obiektywu. Niektóre wykonane są z miekkiego tworzywa - najczęściej: polistyrenu. Lepsze do naszego celu są te sztywne, z bakelitu.

Na dokładność wykonania adapteru ma precyzja wyznaczenia środka pierścienia oraz określenia średnicy otworu. Poprzez ten otwór wkręcam (dołączany do kamery HQ) adapter C/CS (B) mocując w ten sposób dekielek do płytki sensora.

Do wykonania otworu użyłem cyrkla do trasowania. Powoli i systematycznie obracając dekielek doprowadziłem do nadcięcia (ok. połowy grubości) wartswy tworzywa. Następnie proces nacinania prowadziłem z drugiej strony dekielka. Pod światło sprawdzałem: czy następuje przecięcie? Gdy pojawiły się "prześwity" wystarczyło lekko nacisnąć. I gotowe (C1 oraz C2).

Okazało się, że precyzja tak wykonanego adaptera jest zupełnie wystarczająca do przeprowadzenia testów. Źle wykonany adapter będzie powodował, że oś optyczna obiektywu nie będzie się lokowała w centrum sensora! Czasami to widać! :/

Powstaje pytanie: czy ten "chałupniczy" adapter może być stosowany na stałe? IMO: przy mniejszych powiększeniach tak. Przy większych - lepszy jest ten metalowy.


Dobór powiększenia

"Optyka"Jedną z istotnych kwestii, której nie byłem w stanie ocenić przed zbudowaniem "prototypu" było wybranie "roboczego powiększenia".

Jakkolwiek w tutule użyłem określenia "mikroskop" to po przeprowadzeniu testów wiem, że bardziej miarodajną nazwą będzie (dobra) lupa.

I nie tyle o nazwę tu chodzi , ile... o użyteczność.

Przy użyciu opisywanej konstrukcji dość prostymi metodami udało się uzyskać powiększenie ok. 27x. Dowód na zdjęciu po prawej.

To szablon padów elementu SMD w rozmiarze 0603. Na 7" wyświetlaczu LCD, czyli na długości ok. 153mm.Powiększenie ok. 11x

Powiększenie ok. 27x

Co ciekawe ten sam ekran mierzony tą samą linijką czasami ma rozmiar 153mm. A następnym razem 155mm.

Po próbach wiem już, że aż dużego poiększenia nie potrzebuję! Ważne jednak jest to, że jeśli będzie taka potrzeba to można.

Dla tych, którym wydaje się, że im większe powiększenie tym lepiej przyznam rację, ale pod warunkiem, że:

  • statyw nie tylko będzie wykonany z zegarmistrzoską precyzją, ale będzie również odpowiednio... ważył,
  • a mechanizm sterowania przesuwem oglądanego przedmiotu zostanie wyposażony w śrubę mikrometryczną ;)

To oczywiście żart. Warto jednak pamiętać, że przy powiększeniu ok. 30x przesunięcie obiektu o 1mm to na ekranie ok 30mm. Póki mówimy o przesuwaniu to jeszcze jest ok. ale trzeba pamiętać również... o drganiach.

Dodatkowo przy takim powiększeniu czoło obiektywu zbliża się do obiektu na odległość ok. 4,5cm. IMO trochę mało. Przy inspekcji "damy radę". Przy tutowaniu... nie sądzę!

Dlatego też po próbach i przemyśleniu przyjąłem, że "moje" powiększenie będzie na poziomie ok. 10-11x.

Pady elementów SMD przy powiększeniu 11xPrzy tej jego wartości odległość czoła obiektywu od przedmiotu waha się w granicach 19-22cm.

Wygląd szablonów pól najczęściej wykorzystywanych przeze mnie elementów SMD prezentuje zdjęcie z lewej.

Dla wielu fotoamatorów nie będzie zaskoczeniem jeśli powiem, że dodatkowe powiększenie obrazu możemy uzyskać poprzez nakręcenie na obiektyw tzw. nasadkowych soczewek makro.

Nasadkowe soczewki makroDla jednych - zakurzony "relikt analogowej przeszłości". IMO Nadal bardzo użyteczny drobiazg. Miałem taki w szufladzie: +1, +2, +4 i +8.

Strata światła w przypadku zastosowania HQ kamery nie ma znaczenia. Efekt winietowania, abberacja chromatyczna czy dystorsja na brzegach przy stosowaniu +4 IMO są do zaakceptowania. Zamiast +8 lepiej zastosować dodatkowy pierścień pośredni.

Do tego zastosowania soczewki nie muszą być "wypasione". Koszt nowego kompletu to ok. 50PLN, pojedyncze soczewki - ok. 20PLN. Na wyprzedażach: kilkanaście PLN za komplet. :) Należy jedynie zwrócić uwagę, by pasowały do naszego obiektywu. W dopasowaniu użyteczne bywają tu redukcje filtrowe. Koszt kilku PLN.

Na zdjęciu z prawej prezentuję efekt nakręcenia takiej soczewki (+4) na obiektyw. Zmianę skali powiększenia można ocenić porównując to zdjęcie z drugim w tym dziale.Powiększenie ok. 20x z soczewką +4

Odległość czoła soczewki od liniału to ok. 8cm. Dla inspekcji w sam raz. A nie dostrzegam istotnego pogorszenia jakości obrazu. Prosta metoda zwiększenia skali powiększenia.

Oczywiście przy tych powiększeniach stosowałem sztuczne oświetlenie.

HQ Camera przy słabym oświetleniu stara się "nadążać", ale... nie zawsze efekty są zadowalające.

Na zakończenie omawiania zagadnień "fotooptycznych" powiem, że po testach zrezygnowałem ze stosowania obiektywów o dłuższej ogniskowej. Pentacon 1.8/50 okazał się trafnym wyborem.


7" wyświetlacz LCD

7" wyświetlacz doskonale współdziała z RPiJedno RPi kupiłem w zestawie z dedykowanym do niego 7" (ponad 15cm ekran) kolorowym wyświetlaczem LCD z ekranem dotykowym. Cena w tandemie z RPi była dość atrakcyjna. Okazało się, że wyświetlacz z powodzeniem można wykorzystać również w mikroskopie. Podczas lutowania.

Do wyświetlacza dodano (wycięte laserem) ramki i nóżki. Nic szczególnego, ale pozwalały postawić go na biurku. Przydatne dla sterownika SDR. W przypadku mikroskopu mniej. Jednak nie chciałem pozbywać się jednej funkcjonalności na rzecz drugiej. Dlatego musiałem zaprojektować uchwyt, który:

  • z jednej strony nie zaburzy funkcjonalności wyświetlacza w zestawie sterownika SDR'a,
  • z drugiej pozwoli łatwo, szybko, bezpiecznie i stabilnie zamontować wyświetlacz na statywie mikroskopu.

Uchwyt wyświetlacza - Isza wersja (testowa)

Jego konstrukcja winna być prosta, funkcjonalna i nie wymagać stosowania "wyrafinowanych" narzędzi. Okazało się, że taka modyfikacja to (jak przypuszczałem) "bułka z masłem" :) Tak przynajmniej wydawało mi się w pierwszym podejściu. Gdyby nie czas schnięcia kleju czy farby - wystarczyłoby jedno popołudnie. Ale o tym za chwilę...

Inspecja płytki może zostać wykonana na monitorze. Nawet jeśli nie znajduje się "w osi" przedmiotu poddawanego oględzinom.

Jednak podczas lutowania oś patrzenia daje nam (względną) orientację (płaszczyznę odniesienia) np. rąk względem przedmiotu. Dlatego też (wymuszone) patrzenie: w bok, do góry czy też wzok "zbytnio opuszczony" w istotny sposób utrudnia operowanie rękama. Lutownicą również. Kolejne testy jednak wykazały, że: kumulacja ciężaru optyki i wyświetlacza powoduje samoistne opadanie szyny z optyką. Na szynie tej nie ma pokrętła blokady.

Dlatego też pierwotnie założyłem, że obraz lutowanej płytki (ekran wyświetlacza) winien znajdować się "na wprost" oczu. 7" (ponad 15cm) to nie jest mało. Jest na co patrzeć. Opuszczając lekko wzrok chciałbym móc bezpośrednio spojrzeć na płytkę. Takie były założenia. I tyle teorii. :)Trzon uchwytu do wyświetlacza

Trzeba przyznać, że konstrukcja zakupionego statywu do mikroskopu zdecydowanie upraszcza wykonanie takiego uchwytu. Na zdjęciu widać, że jest to aluminiowa belka, "pusta w środku". W ten "środek" wkładam trzon ramienia uchwytu wyświetlacza. Odpowiednia długość (u mnie 72mm) oraz precyzja wykonania gwarantuje stabilność mocowania ramienia. Na rysunku z prawej podałem wymiary.

Uchwyt do wyświetlaczaRamię uchwytu do wyświetlacza wykonałem z listew sosnowych. Takie miałem. Wystarczyły odcinki długości: 15cm (listwa wym. 40x30mm) oraz 15cm (wym. 25x10mm). W dobie ogromnej popularności wydruków #D proponowana technologia może wydawać się anachronizmem. IMO za tym rozwiązaniem przemawiają: dobra relacja wytrzymałości do ciężaru(!), powszechna dostępność (szafa, szuflada i/lub markety budowlane), łatwość obróbki, klejenia i malowania.

Oczywiście można wykorzystać inny materiał: sklejkę, tworzywo sztuczne, itp. Mówiąc krótko: przygotowanie elementów uchwytu trwało znacznie krócej niż schnięcie kleju i farby. :)

Modyfikacja tylnej ścianki wyświetlacza LCDW tzw. międzyczasie wykonałem drobną modyfikację tylnej ścianki obudowy wyświetlacza LCD. Po prostu dodałem dwie śruby M3x20. Będą służyć do mocowania "szyny mocującej" wyświetlacza do ramienia uchwytu. Nie jest to skomplikowane. Po prostu szyna mocująca będzie wsuwana w odpowiednią szczelinę uchwytu. Szybko, łatwo.

Otwory śrub od strony wewnętrznej "sfazowałem" wiertłem 6mm, tak by (stożkowe) łby schowały się w ściance. "Na wszelki wypadek" po dokręceniu łby pomalowałem lakiero-klejem.

No i wisi... ;)Zastosowanie innych łbów mogłoby powodować zwarcie wystających z PCB elementów sterownika wyświetlacza.. Należy na to zwrócić uwagę. Nie podaję dokładnych wymiarów, rozstawu otworów. Nie ma to istotnego znaczenia. Każdy może to zrobić zgodnie ze swoimi upodobaniami czy potrzebami.

Ważne jest jedynie by mocowanie wyświetlacza było pewne i stabilne. Zdjęcie z lewej - prezentujące mikroskop z zamontowanym wyświetlaczem specjalnie wykonałem przed matowaniem.

Konstrukcja mocowania wyświetlacza na ramieniu uchwytuObok (zdjęcie z prawej) przedstawiłem elementy "nośne" mocowania wyświetlacza na ramieniu uchwytu.

Jakktolwiek samo ramię wykonałem z drewna, "elementy nośne" wykonane są z laminalu (gr. 1mm). Przy niewielkiej grubości gwarantuje dużą wytrzymałość i odporność na ścieranie.

Zdjęcie wykonano przed malowanie końcowym, by lepiej było widać poszczególne elementy. Tę wersję uchwytu wyświetlacza nazwałem wersją I-szą (testową). Łatwo więc domyślić się, że powstała również wersja IIga.

Użyteczna funkcjonalność

Na zdjęciu ramienia w wersji I-szej z lewej warto zwrócić uwagę na dwa istotne szczegóły:

  • śrubę z nakrętką motylkową pozwalającą odpowiednio (zgodnie z potrzebami) przechylać wyświetlacz. Do przodu ok. -5st, do tyłu - ok. +30 st. Zmiany płaszczyzny wyświetlacza nie wpływają na położenie osi obiektywu/kamery.
    W rzeczywistości mogę przy pełnym wysunięciu uchwytu mikroskopu "położyć" poziomo wyświetlacz, ale nie wiem czy ta pozycja będzie wykorzystywania. Ale możliwość jest,
  • płytka kamery HQ dostarczana jest bez obudowy. Ma za to 4 otwory montażowe. By ochronić płytkę przed przypadkowymi uszkodzeniami osłoniłem ją aluminiowym (dural) kątownikiem. Oczywiście niezbędne były 4 tulejki dystansowe (5mm, fi=2,5mm) z tworzywa sztucznego. Nie tylko chroni on płytkę kamery, ale stanowi również prowadnicę kabla kamery.

Mógłbym dalej prezentować kolejne fazy modelowania uchwytu, ale jestem pzekonany, że większość majsterkowiczów jest w stanie sama sobie z tym poradzić. Może w przyszłości (gdy wszystko zostanie "domknięte" (np. pomalowane) dorzucę parę fotek.

Taki miałem plan. Gdy jednak zacząłem testy okazało się, że zamocowanie wyświetlacza na ruchomej części statywu, mocującej "optykę" nie jest rozwiązaniem optymalnym. Zachowałem tę funkcjonalność, bo montaż ramienia (lub demontaż) to chwila, ale...

Zauważyłem, że mechanizm opuszczania/podnoszenia głowicy statywu (pod wpływem drgań i obciążeniem >250g) ma tendencję do samoistnego opadania.Mocowanie wyświetlacza - wersja II-ga

Uchwyt wyświetlacza - IIga wersja (finalna)

Łączny ciężar "optyki" (tylko z pośrednim pierścieniem 28mm), wyświetlacza oraz RPi w obudowie metalowej to ponad... 900g. Z tego ok. 430g to ciężar wyświetlacza. Bez uwzględniania ciężaru kabli czy obciążeń związanych z manipulacją obiektywem, perścieniami, itd.

Elementy mocujące wersji II-giej

Ponadto umieszczenie masy ok. 1kg wysoko (ramię ok. 20cm) od punktu mocowania (dołu) kolumny statywu zwiększa podatność i wrażliwość mikroskopu na wszelkiego rodzaju drgania.

Ze względu na prostotę użytego statywu oraz zastosowane materiały (koło zębate mechanizmu przesuwu wykonane jest z tworzywa sztucznego) wyeliminowanie tego zjawiska nie jest proste lub opłacalne. Prościej jest wykonanie alternatywnego mocowania (tzw. wersja II-ga) na... stelażu do oświetlenia.

Uchwyt wyświetlacza - wersja II-ga

Podstawowym celem było jednak usztywnienie konstrukcji statywu. Dodane rozpórki i belka stanowią nie tylko usztywnienie, ale również stelaż dla oświetlenia i uchwytu wyświetlacza.

Projektując taki uchwyt (wyświetlacza) wiele zależy od potrzeb projektującego, użytych materiałów, możliwości i umiejętności wykonawcy.

Toteż nie umieszczam tu gotowych rysunków (projektowych) a jedynie zdjęcia wykonanego przeze mnie uchwytu. Być może stanie się inspiracją dla innych.

Chciałbym zwrócić uwagę na to, że warto przewidzieć w uchwycie element, który będzie służył do zmiany jego polożenia. Coś w rodzaju rączki. Ciągnięcie za wyświetlacz nie jest "zdrowe".

W tym rozwiązaniu ciężar wyświetlacza nie ma wpływu na obciążenie uchwytu optyki. Ciężar elementów umieszczonych w obejmie optyki został zredukowany (z ok. 900g) do ok. 400g. Zdecydowanie korzystnie płynęło to na stabilność optyki.

Materiały do budowy stelaża i uchwytów

Podstawowymi materiałami tej konstrukcji w moim przypadku są:

  • gwintowany pręt stalowy M6x1x1000 (a' ok. 3PLN),
  • listwa sosnowa (4x1x100cm, 2szt, a' ok. 10PLN),
  • cienkościenna rurka duralowa (8x1x1000mm, 1 szt., a'10PLN),
  • inne elementy metalowe, klej, farba (łączny koszt ok. 30PLN)

Tylko LED'yElementy usztywniające wykorzystałem do zamocowania punktów oświetlających "pole robocze". Wykorzystałem do tego celu (zalegające w szafie) oprawy oświetleniowe z gniazdami G10.

Fabrycznie tkwiły w nich halogenowe żarówki kwarcowe 50W. Ze względu na moc i ilość wydzielanego ciepła wymieniłem na żarówki LED (1,9W, 150lm, 3000K, 105'). Halogeny IMO nie nadają się do tego celu, gdyż dają zbyt jaskrawe światło oraz olbrzymią ilość ciepła.

Jupiter-9 + 75 pierścieni"Optyka" nieżle się spisuje już w świetle zastanym, toteż nie trzeba stosować żarówek o dużej mocy. Dodatkowe oświetlenie pozwoli w szerszym zakresie wykorzystać mechamizm przesłony M42! :)

Jednak nie ma co ukrywać, że czułość sensora to jedno. Parametry użytego obiektywu również są nie mniej istotne.

Na zdjęciu z prawej fotografia elementów elektronicznych wykanana z użyciem obiektywu Jupiter-9 (2/85) skręconych z sensorem za pomocą pierścieni pośrednich oraz adaptera CS/M42 o łącznej długości ok. 75mm. Ostrość trochę "odjechała", ale nad tym jeszcze pracuję. ;)

Jak już wspominałem istotną rolę tu odegrały moje możliwości "warsztatowe". I jak widać - mimo zmiany koncepcji uchwytu - elementy mocujące na ramce wyświetlacza nie uległy zmianie. Dobre i to. :)


Zasilanie

ZasilanieNie tylko żarówki LED wymagają zasilania.

W wiekszości przypadków kupując RPi kupujemy również dedykowany do niego zasilacz. Chociażby ze względu na to, że RPi 4B ma gniazdo USB typu C. Kamera HQ i wyświetlacz zasilane są za pośrednictwem RPI.

By nie obciążać zasilacza +5V żarówki LED wybrałem w wersji AC230V. Tak czy inaczej wymaga to "prądu". Można oczywiście każdy z odbiorników zasilać odrębnym kable, ale takie rozwiązanie uznałem za nieefektywne.

Zaplanowałem, że na lewej części dolnej listwy (sosnowej) zainstaluję pojedyncze gniazdo zasilające. Będzie spełniał rolę rozgałęziacza.Rozgałęziacz

Do niego będzie podłączany zasilacz RPi oraz z niego będą "wychodziły" przewody zasilające żarówki LED. I tu spotkała mnie miła niespodzianka.

Szukając w markecie budowlanym odpowiedniego gniazda natynkowego natrafiłem na dwupunktowy rozgałęziacz przeznaczony do montażu na kablu. Fachowa nazwa to: "gniazdo przenośne 2 gniazda 2xP, bez uziemienia".

Wadą było to, że na zdjęciu (w sieci) było... z odgiętką. W realu (fabrycznie zapakowanym) odgiętki brak. Ale co tam.

Pojemne wnętrze rozgałęziaczaBył: niewielki (niemal idealnie dał się wkomponować pomiędzy rozpórki a stojan statywu), rozbieralny (montaż za pomocą 4 blachowkrętów), posiadał 2 otwory montażowe do przytwierdzenia do podłoża. Czyli wszystko co potrzebowałem.

Ponadto był... o ponad 30% tańszy od najtańszego (w tym sklepie) jednopunktowego gniazda natynkowego. :D

Wnętrze było niemal puste. Pozwalało na zamontowanie wewnątrz obudowy rozgałęziacza: mikrowyłącznika oraz kostki połączeniowej.

Po zamontowaniu tych drobiazgów pozostał już tylko montaż rozgałęziacza na listwie. Do podłączenia przewodu zasilającego do rozgałęziacza wykorzystałem zamontowane na dwóch tulejkach dystansowych (M3x15mm) gniazdo AC230V, przewidziane do montażu do obudowy. Tzw. "ósemka".Dbaj o swoje bezpieczeństwo!!!

Okazało się, że wybór materiału izolującego listwy ułatwił montaż elementów elektrycznych.

Uwaga!!! AC 230V"Ułatwił" nie oznacza, że wyręczył. Tu nie wolno pozwolić sobie na prowizorkę!

Niektóre elementy konstrukcji mikroskopu są metalowe. Dlatego też trzeba poświęcić nieco uwagi zabezpieczeniu przed porażeniem.

230V (AC) to naprawdę niebezpieczne napięcie.

Kostka

Przewody zasilające punkty oświetleniowe, wychodzące z rozgałęziacza zakończone są kostkami.

Kostki zamocowałem do uchwytów. Zwracam uwagę, że nie warto skracać fabrycznych przewodów. Oprawki żarówek umożliwiają ich obrót o ok. 300st. wokół osi trzpienia mocującego oraz ok. 90st w stosunku do tej samej osi.

Bezpieczeństwo przede wszystkim

Pozostawienie pierwotnej długości zapewnia odpowiednią "swobodę" skręcających się przewodów.

Jak widać na zdjęciu z lewej każdy z punktów oświetleniowych posiada własny, autonomiczny wyłącznik. Każdy punkt lutowniczy wyłącznika został oddzielnie zaizolowany przy pomocy koszulki termokurczliwej.

Następnie zaizolowałem wszystkie przewody razem. Ta druga izolacja pełni również funkcję (delikatnej) osłony mechanicznej.


Raspberry Pi 4B/8GB

Raspberry Pi 4B/8GB - chłodzenie, ale bez przesady

Kolejnym elementem mikroskopu jest (był) Raspberry Pi. Jak już pisałem wybrałem 4B/8GB.

Wiem, że istnieją również inne (większe, mniejsze, lżejsze, tańsze, itp.). Uznałem ją za najbardziej: uniwersalną, funkcjonalną i o najlepszym stosunku możliwości do ceny.

Ze względu na stabilność mocowania i chęć uniknięcia plątaniny kabli w rejonie operowania lutownicą będzie ona umocowana do podstawy statywu.

Te cztery śruby wystające z płytki HQ kamery bardzo nęcą, żeby tam właśnie umocować RPi.

Raspberry Pi 4B 8GB

Pewnie umieszczenie tam wersji Zero czy Pico nie nastręczy zaawansowanym majsterkowiczom kłopotu. Wybrałem wersję "pełno gabarytową" czyli 4B. I nie żałuję.

Skoro wspomniałem o lutownicy to przewiduje, że "od czasu do czasu" ;) może zdarzyć się, że nastąpi niezamierzony kontakt RPi z grotem..

Wobec tego"z definicji" odrzuciłem wszystkie obudowy wykonane z tworzyw sztucznych. Po takim dotknięciu nie tylko tracą "na wyglądzie", ale bywa, że odkształcają się!

Ważne, gdzie się stoi!

Wybór obudów metalowych jest dość bogaty, ale... metal to też większy ciężar. Montaż jej na podstawie statywu powoduje, że ciężar nie ma tu praktycznego znaczenia.

Również zagadnienia efektywności i ceny legły u podstaw wyboru obudowy dla "Malinki". Pewnym (istotnym) problemem jest fakt, że większość z nich znakomicie utrudnia podłączanie (i rozłączanie) kabla kamery. Ale co tam!

Obudowa - wygląda solidnie, 2 wentyle!!!

Sięgnąłem po model, który (według materiałów publikowanych przez dystrybutorów) jest dedykowany dla wersji RPi 4B. Dziś, gdy już wiem co jest "nie tak" zorientowałem się, że i inni użytkownicy tej obudowy sygnalizowali jej "niedostatki". 

Po złożeniu obudowy w całość ze zdumieniem zauważyłem, że niezbyt chętnie przejmuje ona ciepło. Po dokładniejszych oględzinach postanowiłem zweryfikować trafność lokalizacji termopadów obudowy. To tam winniśmy przykleić klejącą taśmę termoprzewodzącą.

Wykonałem zdjęcie termopadów i nałożyłem je na zdjęcie płytki RPi. Jako markery wykorzystałem otwory do skręcenia obudowy. Nawet zakładając niedokładności wynikające z wykonywania zdjęcia "z ręki", ale z wykorzystaniem tego samego sprzętu, odległości i warunków obraz dawał wiele do myślenia.

Po przejrzeniu ofert w sieci okazało się, że jest ich wiele. Zewnętrznie potrafią niewiele się różnić. A podstawowe różnice polegają m.in. na ilości i lokalizacji termopadów. No cóż - tym razem "chybiłem"...

Okazało się, że moje termopady ostro "zezują" w stosunku do układów, z którymi winny się stykać. Mało tego w przypadku kości RAM odnoszę wrażenie, że załączona taśma termoprzewodząca jest zbyt cienka. Przyklejona do termopadku nie sięga powierzchni kości. Ewentualnie - odwrotnie.

Górną pokrywkę obudowy z żalem odłożyłem na bok. Humor poprawia mi jedynie fakt, że będzie łatwiejszy dostęp do gniazda i kabla kamery. Niektórzy użytkownicy (tych) obudów jako "środek zaradczy" wskazują możliwość delikatnego(!) zeszlifowania wystających "dystansów" górnej połówki obudowy. To tam gdzie są otwory na śruby skręcające. Zdecydowanie poprawi to kwestię "przylegania". Jednak lokalizacji termopadów nie zmieni. Być może Ty będziesz miał więcej szczęścia. Warto to sprawdzić!

Małe, tanie i... działa!

To było chłodzenie "bezobjawowe" w czystej postaci! :/ Ponieważ w dolnej części obudowy wykonałem już dwa gwintowane otwory M2 do montażu na wsporniku mam dość "cenny" (ok. 50PLN :/ ) kawałek aluminiowej blachy stanowiący osłonę mego RPi. Za 1/3 ceny obudowy kupiłem 2 rodzaje (po 10 szt.) samoprzylepnych radiatorów aluminiowych (14x15x13mm oraz 9x9x12mm). Po 3 szt. każdego rodzaju przykleiłem do istotnych układów RPi.

Okazało się, że doskonale spełniają swoje funkcje. Mało tego doskonale dają sobie radę bez wymuszonej wentylacji. Czyli oba wentylatory widoczne w obudowie wybranej jako pierwsza... stały się zbędne.

To o tyle istotne, że każdy z tych wentylatorów "konsumuje" 0,2A prądu. To jest niewiele mniej niż kamera HQ (0,25A). A wentylatory były dwa!

Chciałbym tu jednak zaznaczyć, że to wyłączenie wentylatorów dotyczy użycia "Malinki" w prezentowanym zastosowaniu. Przeprowadzone przeze mnie pomiary pirometrem wykazały, że podczas pełnego jej obciążenia temperatura radiatorów rośnie do ok. 50st C. Zastosowanie tych wentylatorów (30x30mm), dmuchających na radiatorki spowodowało obniżenie ich temperatury do 27-28st. C.

RPi - mocowanie SBC

Uchwyt MalinkiZ kolei pozytywne rezultaty związane z metodą zespolenia wyświetlacza z uchwytem spowodowały, że postanowiłem tę samą metodę zastosować w przypadku mocowania RPi.

Nie zamierzam bowiem na stałe przypisywać tego RPi wyłącznie do obsługi mikroskopu.

Wykorzystując laminat o grubościach: 0,8mm oraz 1,5mm wykonałem płytkę mocującą płytkę RPi do uchwytu na dolnej listwie statywu.

Widoczne podcięcie krawędzi aluminiowego profilu wynika z wybranego przeze mnie kształtu uchwytu.

RPi - Uchwyt ze sklejki na listwieDo wykonania uchwytu wykorzystałem brzozową skleikę o grubości 3mm. Bo w odróżnieniu od aluminium... łatwiej się maluje.

Wycinamy 2 połówki uchwytu. Usuwamy w jednej z połówek 1 wartwę tworzących skleikę. Jednak robimy to w ten sposób, by na bocznych klawędziach pozostawić 5mm marginesy o pełnej (3mm) grubości.

Malinka w uchwycie...

Dzięki temu po złożeniu uzyskujemy między połówkami ok. 1mm szczelinę. Po ich sklejeniu (klejem wikol) uchwyt został oszlifowany do pożądanego kształtu.

Jakkolwiek płytka mocująca (ta z laminatu) RPI bardzo pewnie i sztywno utrzymuje RPi w pożądanej pozycji, by uniknąć ewentualnego wysunięcia się "Malinki" z uchwytu dodałem śrubę blokującą (M4).

Następnie przykleiłem uchwyt (dolną krawędzią) do dolnej listwy uchwytu. Po wyschnięciu kleju uchwyt trzyma bardzo mocno i pewnie.


Statyw

Statyw

Wyborowi statywu poświęciłem nieco więcej uwagi niż obudowie RPi. Oczywiście można adaptować statywy np. powiększalników. Z reguły wykonane są bardziej precyzyjnie. Ale są też zdecydowanie większe od wybranego.

M.in. ze względów "lokalowych" wybrałem prosty konstrukcyjnie model "budżetowy" z pierścieniem mocującym dedykowanym dla obiektywów o śr. 50mm.

Pokrętło regulacyjne w całości wykonane jest z (IMO mało trwałego) tworzywa sztucznego. :/ Prosta prowadnica pozwalająca na regulację położenia uchwytu obiektywu w granicach +/-2cm. Kolumna o wysokości 32,5cm (przykręcana bez podkładki do podstawy pojedynczą śrubą) ma dość nietypową średnicę 22mm.

Statyw posiada dwudzielną niemagnetyczną podstawę o wymiarach 30x26cm. Dołączono silikonową matę S-110 o wymiarach 28x20cm.

Jakość wykonania statywu jest adekwatna do ceny. Nie ma żadnych elementów korygujących pasowania i/lub likwidujących luzy.

Wszystkie elementy statywu (wraz z opakowaniem) ważyły ok. 1,8kg. To bardzo istotny szczegół: w wielu przypadkach ciężar "drobiazgów" wysyłanych z Chin w opcji "Damowa dostawa" winien być poniżej 2kg. Powyżej tej wagi koszty wysyłki drastycznie rosną. Często powyżej ceny prezentowanego statywu.

Podczas wstępnych oględzin elementów składowych statywu zauważalne są wyraźne luzy. Np. w gnieżdzie osadzenia pokrętła regulacji czy prowadnicach. Dlatego poświęcę chwilę na omówienie szczegółów konstrukcyjnych i propozycjom poprawienia funkcjonalności statywu. Mankamenty te utrudniają precyzyjne ustawienie ostrości i/lub pozycji pola widzenia obiektywu. Usunięcie niektórych z nich jest stosunkowo proste. I nie wiąże się z kosztami czy stratą czasu.

Pokrętło uchwytu obiektywu

Pokrętło i zębatka z tworzywaLuzy pokrętła oraz brak jego "hamulca" (jego rolę spełnia zębatka) powoduje, że uchwyt obiektywu pod ciężarem "optyki" ma tendencję do opadania. Jest to szczególnie dokuczliwe podczas ustawiania ostrości, zmiany przesłony obiektywu, itp.

Pokrętło jest mocowane w gnieździe za pomocą  blachowkręta (3mm) z plastikową podkładką. Spełnia ona również rolę "łożyska ślizgowego". Praktycznie nie ma możliwości regulacji położenia zębatki w gnieżdzie prowadnicy. Jej położenie zależy od stopnia dokręcenia blachowkręta.

Niestabilne pokrętłoNiestabilne (bo chybotliwe) osadzenie pokrętła w gnieżdzie sprzyja IMO nadmiernemu zużywaniu się zębatki.

Problematyczne pokrętło....

Likwidacja niestabilnej pozycji pokrętła i samoistnego opadania uchwytu optyki, a także znaczne zminimalizowanie luzów pokrętła nie jest skomplikowane.

Do tego celu potrzebne były: samoprzylepna podkładka "filcowa" o grubości 2mm (używana do podklejania mebli, kawałek o wymiarach 5x5cm oraz cienka, samoprzylepna folia o trwałej fakturze (tu: "carbon", wymiar 10x5cm). Tak z "filcu" jak i folii należy wyciąć (można nożyczkami) kółka o śr. 37mm.

Modyfikacja pokrętła

W kółku z filcu w środku wycinamy (np. nożem do tapet) otwór o śr. 13mm. Kółko przyklejami (jak na zdjęciu obok) do "wewnętrznej" powierzchni pokrętła.

Z folii wyciąłem 2 kółka (również o śr. 37mm). Jeśli folia jest gruba może wystarczy jedno kółko. W środku kółka wycinamy otwór o średnicy 10mm. Ponieważ kółko z folii wystaje (5mm) poza krawędź nieruchomej części prowadnicy należy nadmiar odciąć.

Po zdjęciu folii zabezpieczającej kólko to naklejamy na obudowę prowadnicy (jak na zdjęciu). Po skręceniu operowanie pokrętłem stało się zdecydowanie bardziej precyzyjne. Podkładka filcowa nie tylko stabilizuje położenie pokrętła, ale również zapobiega opadaniu uchwytu obiektywu.

Stosując podkładkę gumową (o tych samych wymiarach) uzyskałem dużo gorsze efekty.

Mocowanie uchwytu do kolumny

Luzy na kolumnieUchwyt optyki wraz z prowadnicą mocowany jest jednopunktowo (1 śruba) do kolumny statywu za pomocą jarzma. Średnica kolumny to ok. 22mm. Otwór jarzma to ok. 22,4mm.

W wyniku zastosowania jednopunktowego docisku możliwa jest przypadkowa zmiana położenia jarzma np. na boki.

Okazało się, że całkowita blokada jarzma nastąpi jeśli po przeciwnej stronie (do śruby) pomiędzy kolumnę a jarzmo wsunę 7 cm (wysokość jarzma) kawałek (rozciętej wzdłuż) koszulki termokurczliwej (5,0/1,5).Skuteczny drobiazg...

Grubość ścianek rurki to ok. 0,25mm. Po wsunięciu i poluzowanej śrubie możliwe jest swobodne przesuwanie jarzma wzdłuż kolumny. Wystarczy rurkę lekko przytrzymać palcem. Nie wysunie się.

Po dokręceniu śruby palcami jarzmo zostaje solidnie zablokowane. Nie ma luzów. Tak poprzecznych, jak i wzdłużnych. Krótko mówiąc: cel osiągnięty! :)

Koszt - żaden! Dobranie rurki - chwila.

Statyw z osprzętemPo wprowadzeniu opisanych powyżej modyfikacji (poprawek) statywu dodano elementy opisane wcześniej w dziale "7 wyświetlacz LCD". Po dodaniu jedynie podkładki do śruby mocującej kolumnę statywu nie małem uwag do stabilności.

Dodanie poziomej górnej belki w połączeniu z pionowymi szynami (do montażu oświetlenia) zauważalnie usztywniło konstrukcję statywu. Widać to szczególnie w chwili np. położeniu dłoni na podstawie statywu. Jest stabilniej.

Konstrukcja jest prosta. Belkę wykonałem z dwóch sklejonych listew sosnowych 40x10mm. Oczywiście można wykonać belkę z pojedyńczej listwy 40x20mm. Jednak te "cieńsze" pozwalają lepiej kontrolować np. głębokość otworów.

Np. w górnej części wykonano 3 otwory: 6, 5 i 6mm. W dolnej: 8, 22 i 8mm. Środkowy otwór 22m służy do wprowadzenia tam górnej koncówki kolumny statywu. Otwór 5mm znajdujący się centralnie ponad wpustem dla kolumny służy do przykręcenia górnego końca kolumny do belki.

Dodatki

Zasobnik na pierścienie i soczewki oraz filtrUżytecznym dodatkiem jest zasobnik na (dodatkowe) pierścienie i soczewki. Nic mi nie zabiera tak wiele czasu jak szukanie tego co sam schowałem. Dlatego dodatkowe pierścienie i soczewki wolę mieć "pod ręką".

Może dziwić obecność filtra polaryzującego. Czasami pozwala wyeliminować zbędne "odbłyski".

Zasobnik - lewy i prawy półprofil... ;)

Jeszcze tylko organizer na kable i... (prawie - co czyni istotną różnicę! ;) ) finał.

Elementy drewniane po zagruntowaniu zostały pomalowane.


Podsumowanie

MechanikaArtykuł obejmuje realizację części "mechanicznej" projektu. Ten etap został zakończony. Choć nie mogę wykluczyć, że w trakcie użytkowania nastąpią mniejsze lub większe modyfikację.

Mikroskop (może jednak lupa?) miała ułatwić mi lutowanie drobnych podzespołów. I ten cel został osiągniety.

Nie stawiałem sobie za cel konkurowanie z mikroskopami czy kamerami profesjonalnymi. Większość z nich ma parametry czy funkcjonalności przewyższające to co zrobiłem. Już wcześniej poznałem też co najmniej kilka konstrukcji o parametrach użytkowych znacznie gorszych.

Dlatego czasu poświęconego opisanej konstrukcji nie traktuję jako straconego. Nie będę ukrywał, że - w moim przypadku - operowanie lutownicą patrząc na ekran monitora czy wyświetlacza jest nieco skomplikowane, ale... można się tego nauczyć.

Aktualnie trwa proces mojego ;) oswajania z RPi. Pojawiły się kwestie, o których wcześniej nie wiedziałem.

Takie zagadnienia jak dobór nośnika (karta SD, nośnik USB czy SSD) w teorii nie nastręczają żadnych problemów. W praktyce okazuje się, że nie jest tak "różowo".

Opis tych zagadnień to ewentualnie materiał na inny artykuł(y)., ale... dzięki pandemii mam wiele czasu. Choć nauka nie zawsze przychodzi łatwo! ;)

Jeśli jesteś zainteresowany tym na co "marnotrawię swój czas" zapraszam do Warsztatu krótkofalowca.

//