Microscopios para su uso en electronica


Es un hecho cierto que los componentes electrónicos son cada vez mas pequeños , habiéndose prácticamente generalizado el uso de las versiones de estos componentes en formato SMD ( cuyas  siglas en ingles corresponden a » dispositivo de montaje superficial» ) . Estos componentes, aunque benefician al factor de forma donde se inserta la placa de circuito impreso  , por desgracia por su pequeño tamaño muchas veces son realmente difíciles de reparar, ajustar  o mejorar   a simple vista .

Ante el problema de no poder ver con  visión directa estos montajes , lo primero que se nos ocurre siempre es el uso de lentes de aumento con diferentes graduaciones para poder llegar a ver con detalle nuestros montajes, pero desgraciadamente estas al ser de graduaciones fijas tienen un alcance limitado y no suelen ser compatibles con la mayoría de las gafas correctoras, pero afortunadamente también , existen muchas soluciones comerciales disponibles siendo lo mas habitual el uso de Microscopios USB

Desgraciadamente muchos de estos microscopios de bajo coste no suelen estar a la altura sobre todo para el uso en electrónica y normalmente el resultado suele ser un poco decepcionante, no por los mecanismos de la lente y las distancia focales que suelen ser adecuados, sino por el tipo de sensores CMOS que llegan como máximo a alcanzar las resoluciones de 640 por 480 y con características de la luz muy pobres, razón por  la que muchos usuarios optan por fabricarlos por si mismos con cámaras de mayor calidad o optan por soluciones mas profesionales.

 

Microscopios con pantallas LCD incorporadas

Gracias al abaratamiento de los componentes hoy en día es ya es posible para un aficionado  conseguir  un microscopio electrónico  con sensor de 3.6MP    y pantalla LCD HD de 4,3 pulgadas y  aumento de 600X  por un precio  muy razonable  de unos 57€ ,  Obviamente no hablamos de una solución profesional ( no espere poder ver bacterias como anuncia )  , pero   para  su uso en electrónica  es mas que suficientes   e ideal   al integrar todos los componentes  en un único dispositivo lo cual es  una gran ventaja

En  el caso del modulo KKmon ( uno de los mas asequibles ) cuenta con  8 LED de alto brillo ajustable,, sensor  CCD de  3.6MP CCD  que le proporciona una imagen clara y le ayuda a ver objetos pequeños fácilmente con la lente microscópica profesional. Ademas gracias a la  batería de litio incorporada, puede funcionar  6 horas continuamente sin alimentación exterior.

En  este caso del modulo KKmon  la pantalla LCD es de 4.3 pulgadas, lo que le permite ver instantáneamente todas sus observaciones en detalle  con  resolución 1080P / 720P / VGA aunque muchos usuarios se les antoja algo pequeña teniendo en cuanta  las necesidades actuales

La distancia más cercana entre la lente del microscopio y el objeto es 15 mm y los tiempos de aumento serán más cortos a medida que aumenta la distancia

 

Como se ve en la imagen este tipo de microscopios «low cost» con pantalla , como «extra»  suelen llevar  un soporte  y estructura de metal para ayudar a apoyar el microscopio, lo cual lo hacen mucho mas robusto que otras soluciones mas sencillas 

Esta es  una opción  desde luego para quien disponga de presupuesto de las mejores

 

Microscopio económico con sensor de 2MP

Hay   un refinamiento  de la solución anterior , pero sin pantalla , lo cual abarata  bastante el costo del microscopio  perdiendo la funcionalidad de portátil , pero a cambio gracias a un ordenador, ofrece una ventaja adicional de  poder ampliar  la imagen a un tamaño bastante mayor que soluciones con pantallas integradas , y estos son los microscopios digitales USB

Un modulo razonable muy económico es el Microscope01  que nos ofrecen en Amazon  por  unos  22€  .  Este modulo admite resoluciones de :1600 x 1200 (2 mega píxeles), 1280 x 960 (1,3 mega píxeles), 800 x 600, 640 x 480  y en  vídeo de 1600 x 1200 (2 mega píxeles), 1280 x 960 (1,3 mega píxeles), 800 x 600, 640 x 480  siendo la velocidad de fotogramas máximo de 30 por segundo con brillo 600 Lux.

El modelo es  un  potente microscopio  con zoom digital (100X-200X, 50X-400X, 50X-500X, 50X-600X, 800X, 1000X.)  continuo de 6 niveles  mas que suficiente para nuestras necesidades en electrónica

Este microscopio digital USB 2.0  cuenta con brazo flexible ( de platico duro  ) contando con dos ajustes  en altura  y en ajuste fino (zoom) ,siendo la observación continua con el zoom  muy cómoda con una sola mano.

Como no podía ser menos lleva 8 luces LED blancas integradas , Esta iluminación es ajustable ( en el propio cable usb)  lo cual  hace que las imágenes ampliadas se vean claras y brillantes; permitiendo ver el detalle más pequeño en alta resolución directamente en su pantalla de ordenador.

Los drivers incluidos  solo se incluyen  para  Windows XP/2000/Vista/Win7/Win8 32 y 64 bits pero se incluye un potente sw llamado ampcamp para manipular tanto el vídeo como la imagen capturada . Por cierto ,se puede forzar con un botón en el propio cuerpo de Snap).

El rango de enfoque  manual  es desde  10 mm (3,94 pulgadas) hasta a 250 mm (9,84 pulgadas) lo cual no permite colocar lo que necesitemos sobre la base  y poder soldar/desoldar  sobre esta sin que el microscopio nos  interfiera

 

 

 

Por cierto   si adquiere   este económico modulo     !no olvide quitar  la tapa transparente del objetivo!( al ser transparente no se aprecia que sea un guardapolvo , pero al estar puesta esa tapa  reduce  la calidad de la imagen)

 

Soluciones casera basadas en  webcams recicladas

Una cámara web normal tiene dos partes :

  • La parte PCB con el sensor CMOS (exactamente en el PCB se ha montado un sensor CMOS en él que recibe la imagen de la lente y se proyecta una imagen muy pequeña en el CMOS . )
  • La otra parte es la lente que recibe la imagen de la parte frontal y la hace que sea muy pequeña en el otro lado de manera que se puede proyectar en el sensor CMOS .

Samaddon  observo que invirtiendo la lente del  objetivo  y  reinstalándo la  en el sensor CMOS  se consigue  un gran resultado. La recolocación se hace de forma que  la parte más pequeña de la lente reciba la forma de imagen exterior y la parte opuesta   más grande se proyecte  en el sensor  CMOS  de modo que dicha parte más pequeña de la lente amplifica  la imagen  a un gran escala

Entendido el concepto ,ahora hay  tres  factores en los que la calidad de la imagen depende  :

  • Distancia del objeto bajo observación:  desde el exterior o el lado más pequeño de la lente :este es el factor más importante , si la distancia será más la imagen se invierte y si va a ser demasiado cerca de la imagen será borrosa . Así que es importante mantener una distancia perfecta puede usted ajustar de acuerdo con usted para obtener una buena imagen.
  • Luminosidad :Debe haber una luz adecuada para ver el objeto de esto es también un factor importante cuanto menor sea la luz lo peor es la calidad de la imagen .
  • Calidad de la cámara: cuanto mejor sea la calidad del sensor c-mos de la cámara mejor sera de la imagen.

 

Solución casera  con una webcam de bajo coste

Para  conseguir este cometido partiendo de  una webcam  normal ,  se  pueden seguir los siguientes pasos:

  • Abrir la carcasa de la cámara y sacar el PCB de ella con el objetivo , ya que puede ocurrir que el objetivo y los CMOS no están unidos entre sí por medio de tornillos pueden ser unidas por la propia carcasa :con esto ya tiene la placa de circuito impreso  y la lente de la carcasa . Observe la lente cuidadosamente en busca de hilo para que se puede atornillar la lente hacia fuera de la carcasa secundaria sensor CMOS o si no hay un hilo allí, así tal vez sólo puede llevarlo a cabo desde el sensor CMOS o podría ser sostenida por tornillos. Ahora saque la lente y quite la cubierta de la lente en su caso
  • Usted verá que la parte más pequeña de la lente se enfrenta a la captura de la imagen más grande desde fuera del sensor y CMOS. Ahora tenemso que invertir la posición del objetivo para que este la  parte más grande frente al sensor CMOS y ahora fije  firmemente a la carcasa invertida o si usted no tiene ninguna carcasa interior  péguela  con pegamento caliente y pinte con negro ésta  para que la luz no se salga
  • Para contener el conjunto dado que no servirá la carcasa original ,mida todos los cuatro lados (normalmente sera  un cuadrado ) ,traze las marcas en un vaso de plástico transparente y  corte estos con un cuchillo caliente en caso de utilizar plástico transparente o con una hoja de sierra especial. Luego  tome 4 varillas cilíndricas  (pueden servir recambios usados) y corte cuatro patas para la carcasa..Ahora que ha cortado las patas  haga cuatro agujeros en las cuatro esquinas de la diapositiva transparente y ajustada al diapositivas con las patas con 4 tornillos.Entonces  si tiene agujeros en la placa de circuito impreso apriete estos también con tornillos  , o  si no tiene ningún agujero pegue la placa con pegamento caliente o algo sin hacer ningún daño a los PCB.
  • Puede conectar a su ordenador y probarlo poniéndolo cerca de cualquier objeto alguno y a  continuación, podrá ver una vista ampliada de ese objeto. 

Solución casera  con una webcam lifecam de Microsoft

La solución de usar  una web-cam  normal e invertir la lente adolece de  problemas  con la ubicación de nuestros componentes,  pero sobre todo ofrece  baja  resolución, motivo por el cual lo ideal es usar una web cam de calidad HD o mejor Full-HD como por ejemplo el modelo Lifecam de Microsoft .

Es  tan popular  este modelo , que de hecho  existe un kit   que se puede comprar para este cometido , pero la lente cuesta  $50  y cuenta con  un único  distancia focal fija asi  que una  opcion   mas económica s pasa por reciclar un viejo microscopio de juguete  y adaptar la cámara  a este , trabajo realizado por Spectrhz

Para esta tarea primero desmontaremos el microscopio y retiraremos la lente.

La lente se llevara al interior de un tubo de cobre que se montara en una base de plástico. Quitaremos el plástico base de latón y gracias a la impresión 3d   imprimiremos  una nueva base que vaya justo en el cuerpo de la lifecam con la lente original quitada.

Las  piezas necesarias se pueden descargar directamente en  thingiverse aquí

El resultado debería aparecerse al  de la siguiente imagen

 

 

La lifecam tiene una reproducción del color excelente con buen bordes definidos y una tasa de actualización rápida  así  que si cuenta con una cámara , un microscopio  y una impresora 3d  ( y por supuesto tiempo para ensamblarlos)  es una buena idea 

 

En caso contrario de no  desear reciclar viejas web cams,   el  modelos  Microscope01  que nos ofrecen en Amazon  por  unos  22€   es  una opción  mas que interesante  si se sopesa que integra  zoom digital continuo de 6 niveles admitiendo resoluciones de hasta 2 mega píxeles en  imagen o en video ( con la velocidad de fotogramas máximo de 30 por segundo )  de  modo  que   con este modelo  ya tendríamos un  potente microscopio  con resolución   mas que suficiente para nuestras necesidades en electrónica

Cerramientos caseros para la Prusa i3


Si alguna vez ha tratado de imprimir con ABS sin un cerramiento, sabrá que el olor no es precisamente placentero pues se desprenden gases nocivos y por si fuese poco es dificil de imprimir ya que tiende a despegarse la pieza levantándose de la cama e incluso apareciendo grietas,  problemas  todos ellos que con un cerramiento, se pueden solucionar   y ademas obtener algunas mejoras como el atrapar los gases dentro ,  mejorar la calidad de la impresión , y todo ello sin mencionar la reducción de ruido

No obstante si SOLO esta imprimiendo mayormente con PLA, no espere ninguna mejora en la calidad de impresión cerrando su  impresora 3d  , pues el PLA se imprime bien a temperatura ambiente, aunque obviamente al usar un receptáculo para su impresora , si mejorara la reducción de ruidos y también en la contención de gases nocivos también presentes en la impresión con PLA .

En la red mayormente hay dos cerramientos  para impresoras 3d  que destacan del resto:

  • Usar una caja de luz de uso en fotografia
  • Usar como base la famosa mesa Lack de Ikea

 

Cerramiento con caja de luz

A menudo se   pueden usar determinados productos diseñados  originalmente para un propósito completamente diferentes. En este caso  hablamos de una caja de luz plegable  que se puede comprar en Amazon por unos 17€ ,  pensada como  herramienta útil para la fotografía ,pero  que se puede  usar para nuestro fin pues  todo lo que tiene que hacer es colocar la impresora dentro de la caja de luz   y cerrar el compartimiento 

Este tipo de cajas están  hechos de materia textil, lo que significa que son herméticas  lo cual es interesante porque  no deja llegar a  altas temperaturas  (incluso puede mantener la fuente de alimentación dentro.)

Según pruebas de muchos usuarios  con la impresora dentro se puede llegar  temperaturas alrededor de 38° C después de 10 minutos de la impresión dentro de una habitación con la temperatura ambiente. de 26° C,  lo cual  es una mejora significativa ( y ademas este uso es reversible pues sigue pudiendo usar este producto como caja de luz )

Esta caja  para fotografía que podemos comprar por unos 17€ en Amazon funciona como un cerramiento al abrirla, sin necesitar mas  modificaciones .

Aunque su uso no fuese para el  cerramiento de una impresora  en realidad es una idea sencilla y barata que se puede probar , pues en un cubo de  60x60x60   nos debería haber problemas en meter nuestra impresora .Segun pruebas de usuarios podemos llegar a alcanzar temperaturas sobre 40 grados celsius después de unos minutos de impresión

 

 

Cerramiento con estructura Lack de Ikea

Usar  la estructura Lack de Ikea como receptáculo  para nuestra impresora 3d es la opción más popular entre la comunidad de impresión 3D ( de hecho si  busca en línea,  encontrará docenas de diseños ). Esta estructura a se puede comprar por menos de $10 y tiene casi el tamaño perfecto para impresoras de Prusa. Ademas puede apilar las mesas encima de la otra para crear bahías para varias impresoras, o utilizar uno para el filamento y las herramientas de almacenamiento.

A pesar de que algunos de los diseños existentes de la caja son bastante buenos, hemos elegido   un diseño bastante original  en thinginverse creado por Dominik Císař

Este diseño destaca por las  buenas mejoras incorporadas  como son  las  bisagras integradas en las esquinas , puerta doble, luz LED conectada a la fuente, un clip para ésta (se pude  mantener fuera la fuente de alimentación y  se puede quitar cuando quiera) , lados de plexiglass para que pueda ver mientra imprime in dejar salir el aire caliente y  por último, puede levantar las mesas , cuando quiera al no estar atornilladas pero perfectamente encajadas 

Estos son los elementos empleados en la fabricación de esta caja para  la Prusa I3 , pero que perfectamente podemos adaptar a otras impresoras)

Piezas para imprimir

  • Piezas principales del gabinete falta de IKEA
  • Soporte de marco reemplazando la fuente de alimentación para el MK3
  • Soporte de marco reemplazando la fuente de alimentación para el MK2/S (remix por Martin Schnur)
  • cubierta del cable heatbed de 60 grados para el MK3
  • (o alternativa de cubierta del cable heatbed de ángulo recto para el MK3)
  • cubierta del cable heatbed de 45 grados para el MK2/S
  • Soporte para carretes ajustable

Construcción

  • 2 x o 3 x falta de Ikea mesa
  • 4 imanes de neodimio 20 mm x 6 mm x 2 mm
  • 3 x Plexi 440 x 440 mm, 3 mm de espesor (si estás en Estados Unidos, intenta Reina ciudad de polímeros)
  • 2 x Plexi 220 x 440 mm, 3 mm de espesor

Electrónica

  • Detector de fuego/humo
  • Termómetro interior/exterior
  • Banda de LED 24V, 30 cm
    • 24V para MK3, 12V para MK2/S
    • Si desea utilizar una tira de LED de 12V con el MK3, utilice una fuente de alimentación separada.
  • Cable doble, 100 cm
  • 2 x 221 WAGO o similar compact conector de palanca

Tornillos

  • 12 x 6 × 20 mm (12 x 3/4)
  • 4 x 6 × 50 m m (12 x 2)

 

Construcción de la caja

El proceso empieza instalando la tira LED y un detector de humo pues tener un detector cerca siempre es una buena idea (mejor estar seguro), Después  tenemos que  colocar las cuatro esquinas impresas y las patas de las mesas.

Es hora del mejor momento del montaje así que lo siguiente es colocar el plexiglass en los 4 lados.Si estas usan  uno de 3mm, entrará muy justo . El plexiglass será fijado por las cuatro piezas  también impresas, así que se mantendrán en su lugar aunque levante la mesa . No se debe olvidar  de las manillas . Cuando se atornillen los soportes de bobina ya estarás listo  la mesa superior

La mesa inferior necesita el tope para la puerta y las 4 esquinas . La fuente que va atornillada  a la impresora la sacaremos fuera del cerramiento principal  pues la fuente no está hecha para ser usada en entornos cálidos por lo que  de incluirla en el interior acorta su vida si se mantiene dentro. para ello la fuente está soportada por 2 piezas impresas  para que se puede deslizar fácilmente la fuente hacia adentro o hacia afuera, siempre que lo necesite

Como eliminamos la fuente del marco, es una buena idea para reemplaza esta sujeción que daba la fuente con una parte impresa para mantener el marco rígido. Una de las cuatro clavijas tiene un orificio para el enrutamiento de los cables de la fuente.

Reemplazaremos la cubierta de la cama con una versión alternativa de ángulo recto, lo cual  hará que la huella de la impresora sea un poco más pequeña y previene los cables de la cama golpeen  el plexiglás en la parte posterior de el recinto.

Por ultimo queda conectar dos cables a 24V positivo y negativo en la placa EINSY

Ya solo queda apilar las dos mesas una encima de la otra, conectar la tira de LED a los dos cables y pasar los cables a la parte posterior del cerramiento. ¡Y eso es todo !0

 

En este vídeo podemos ver el proceso completo del montaje de esta caja

 

 

Ahora, por supuesto, puede acumular más mesas Lack de Ikea una encima de la otra para diferentes propósitos   , lo cual hará hacer el recinto   más alto pero mas interesante ¿no?

Por cierto todas las piezas para imprimir están https://www.thingiverse.com/thing:2864118.