Привет, Хабр! Сегодня поговорим о микроскопах. Постараюсь рассказать о своем опыте подбора разных моделей для своих ремонтных целей. Первый у меня появился лет десять назад, наверное, — я тогда занялся изучением ремонта телефонов. Было интересно разбирать и анализировать поломки, постепенно стало получаться, но пришло понимание, что без оптики прогресса не будет. Хотелось ведь рассмотреть SMD-компоненты, дорожки и вот это все. Решил не рисковать и приобрел пластиковый китайский USB-микроскоп. Да, прибор оказался почти игрушечным, но пользу все-таки принес.
Позже задачи менялись, ремонты становились все более сложными и комплексными. Вместе с ними изменялись и микроскопы. Короче, решил поделиться своим впечатлением о них с вами. Расскажу о пяти приборах — четырех, с которыми я работал, и одном, о котором можно пока лишь помечтать. Поехали!
Bysameyee: микроскоп «для самых маленьких»
Началось все с USB-микроскопа Bysameyee. Это небольшая камера с прозрачной насадкой-линзой, светодиодами и подставочкой. Цена на момент покупки составила около 17 евро. После подключения к компьютеру можно было разглядеть маркировку, отдельные дорожки и состояние контактов платы. Изначально осматривал вообще все доступные платы — очень интересно.
Основные характеристики:
подключение — USB, изображение выводится на компьютер;
подсветка — 8 светодиодов вокруг объектива;
заявленное увеличение — 40–1000×;
фокусировка — вручную, кольцом на корпусе;
в комплекте — небольшая металлическая стойка.
Тут важный момент, что для осмотра такой микроскоп вполне пригоден, я даже могу его рекомендовать начинающим ремонтникам. Но вот паять под ним сложно. Чтобы получить крупное изображение, объектив требуется опустить близко к плате, фокусное расстояние там несколько сантиметров. После этого к нужному компоненту еще надо подвести пинцет и паяльник, не задев камеру.
Ну а потом я еще прикупил паяльный фен, и вообще стало неудобно — пару раз даже чуть оплавился пластик на насадке, настолько она близко к плате находится. Еще один недостаток — очень небольшая область увеличения. Да, все сносно, но это касается буквально пары деталей в фокусе. И ладно, если работаешь с телефоном, но вот материнки ноутбуков на таком микроскопе уже особо не осмотришь, уходит прорва времени.
Поэтому я решил провести апгрейд.
HAYEAR HY-2307: уже лучше, но все равно так себе
Следующим стал HAYEAR HY-2307. Это уже электронный микроскоп (да, название некорректное, но оно как-то прижилось) без встроенного экрана: изображение по HDMI выводится на обычный монитор. Примерно в 2020 году такое решение казалось мне удачным — дисплей на рабочем месте уже был, покупать еще один не требовалось. Камера занимала сравнительно мало места, а плату можно было рассматривать на большом экране. Для съемки и изучения неисправного участка это гораздо удобнее той детской игрушки (ее я кому-то подарил).
Основные характеристики HY-2307:
заявленное разрешение — 14 Мп, до 4320 × 3240 пикселей;
изображение по HDMI — 1920 × 1080 при 60 кадрах в секунду;
по USB производитель указывает 1080p при 30 кадрах в секунду;
цифровое увеличение — до 8×;
фото и видео можно сохранять на карту памяти;
собственного дисплея нет.
Заявленные 14 Мп относятся только к фотографиям, которые камера сохраняет на карту памяти. Во время работы на монитор выводится видео с разрешением Full HD, или 1920 × 1080 пикселей. Для пайки этого достаточно: гораздо важнее, чтобы контакты оставались четкими, а изображение не запаздывало за движением паяльника (справедливости ради — у моего микроскопа лагов не было).
Главным недостатком HY-2307 для меня стало малое рабочее расстояние — около 10 см. Это больше, чем у предыдущего микроскопа, но все равно недостаточно. Чтобы хорошо рассмотреть мелкие компоненты, камеру приходилось опускать довольно близко к плате. После этого между объективом с кольцом подсветки и самой платой оставалось не так много места для паяльника и пинцета. Во время работы можно было случайно задеть камеру, подсветку или сам штатив. Осмотру деталей это почти не мешало, а вот паять было уже не слишком удобно.
Плюс стандартное крепление тоже оказалось не самым удачным. Из-за небольшой основы крупную плату приходилось постоянно двигать и разворачивать, а после регулировки высоты изображение некоторое время дрожало.
Не очень понравилась мне и автоматическая экспозиция. Когда в кадре появлялся блестящий припой или светлый участок платы, камера меняла яркость всей картинки, из-за чего мелкие детали становились хуже заметны. Иногда приходилось убавлять подсветку или менять положение платы, чтобы получить нормальное изображение. Короче, спустя какое-то время микроскоп я продал и купил еще один.
48MP4K с объективом C-mount: уже почти оно
Третьим стал цифровой микроскоп 48MP4K с объективом C-mount 1–130×. Тут почти то же самое, что и в предыдущем случае: камера, объектив, кольцевая подсветка и стойка. НО: фокусное расстояние уже до метра, а сама видеокамера и «трубка» гораздо более современные.
По сравнению с HY-2307 главный плюс — возможность настроить всю конструкцию под свое конкретное рабочее место. Камеру можно разместить выше над платой и подобрать масштаб объективом, а не только цифровой кнопкой. При этом изображение по-прежнему выводится по HDMI на внешний монитор.
С этим микроскопом не было уже никаких проблем относительно рабочего пространства. Фокусное расстояние огромное, хватает и на паяльник, и на фен, и вообще на все что угодно. Тут земля и небо по сравнению с предыдущим вариантом. Цвет передает тоже неплохо, плюс пишет видео в хорошем качестве.
Основные характеристики:
камера — версия с заявленными 48 Мп для снимков;
вывод изображения — HDMI и USB;
по HDMI заявлено 1920 × 1080 при 60 кадрах в секунду;
запись видео — до 4K при 25 кадрах в секунду, в зависимости от комплектации;
объектив — C-mount с обозначением 1–130×;
заявленное рабочее расстояние объектива — 50–1000 мм;
в набор может входить кольцевая подсветка и выносная стойка.
Недостаток в другом: его штатив — это шарниры, причем на пружинах. Поэтому стол, на котором закреплен микроскоп, должен быть очень стабильным, не качаться вообще. Мой не такой: посильнее его задел, и вся эта конструкция начинает немного раскачиваться. Поскольку пружина, то раскачка длится какое-то время. Для ремонта, а тем более съемки видео это вообще не ок. Приходилось быть очень осторожным, чтобы не задевать края стола во время работы. Получалось, конечно, не всегда.
В итоге я нашел выход: приспособил крепление для монитора, и вышло неплохо. Стабильно, много степеней свободы, есть крепления для проводов. Проработал с этим микриком пару лет, но потом стало интересно попробовать оптику. Так на столе появился RF4.
RF4 RF-7050TV: тринокуляр вместо камеры над платой
Мой новый микроскоп, который я использую и сейчас, — RF4 RF-7050TV. Это тринокуляр: бинокуляр для осмотра платы и третий канал — для камеры. Во время пайки я смотрю на плату глазами, а не на монитор; при необходимости процесс можно записывать отдельно. Разница с цифровыми моделями особенно заметна, когда подводишь жало к мелкому выводу. Видно не только его положение относительно контакта, но и высоту над платой. Мелочь, а приятно.
Основные характеристики RF4 RF-7050TV:
тип — оптический стереомикроскоп с выходом под камеру;
увеличение — 7–50× с плавной регулировкой;
объектив — 0,7–5×, штатные окуляры — 10×;
рабочее расстояние без дополнительной линзы — около 100 мм;
дополнительная линза меняет увеличение и расстояние до платы;
стойка, освещение, камера и адаптер зависят от комплектации.
Диапазон 7–50× хорош для работы. На деле при ремонте я редко выкручиваю зум до максимума. Когда в кадре остается только небольшая область, легко потерять деталь из фокуса после смещения платы. Намного удобнее видеть нужный элемент, соседние компоненты и инструмент, которым работаешь. А вот если возникло сомнение в качестве пайки, тогда уже можно максимально приблизить участок.
Для плат ноутбуков обязательно выбирайте RF4 с удобным штативом (продаются как с ним, так и без). В противном случае головку сложно расположить прямо над нужным местом, ее приходится постоянно двигать и разворачивать. Как и в предыдущем случае, приспособил под микроскоп кронштейн для монитора ErGear. Я настроил его так, чтобы можно было подвести головку к требуемому участку платы и отвести в сторону, когда она мешает. У него несколько степеней свободы, и это очень удобно.
В целом я всем доволен. Оптика удобнее электронных систем тем, что дает объемное изображение. Частенько дефекты пайки, поврежденные компоненты удается обнаружить быстрее, чем раньше. Ну а если нужен вывод на экран, запись на видео и фото — все это тоже есть. И стоят такие системы сейчас не как крыло от «Боинга», обойтись можно суммой от 250 евро. Есть и по 500–700, конечно, но там уже речь об удобстве штатива, а не качестве самой оптики.
Но что, если хочется что-то суперсовременное? Тут тоже есть вариант.
Mantis PIXO
Одна из таких систем — Vision Engineering Mantis PIXO. У него нет привычных окуляров, в которые ты пялишься часы напролет. В Mantis PIXO на плату смотрят через большой визор. Оптика дает объемное изображение, а встроенная камера позволяет вывести картинку на монитор, сделать фото или записать видео. Все это очень круто, ведь шея у мастера/оператора не устает, а изображение реально очень качественное.
Правда, штатив так себе, но за дополнительную сумму можно решить и это.
Основные характеристики Mantis PIXO:
сменные объективы с увеличением от 3 до 15×;
в держателе можно разместить три объектива и переключаться между ними;
рабочее расстояние — 100 мм с объективом 3× и 40 мм с 15×;
у версии 6× с увеличенным рабочим расстоянием этот показатель составляет 114 мм;
встроенная камера — 5,04 Мп, максимальный размер снимка 2592 × 1944 пикселя.
У Mantis PIXO меня заинтересовало не максимальное увеличение, а выбор объективов. Это не микроскоп с плавным зумом: в поворотную турель можно установить до 3 объективов и переключаться между ними во время работы. При этом меняется не только размер изображения, но и «обозреваемая» площадь.
С объективом 15× виден участок платы шириной около 9 мм. Подойдет, чтобы рассмотреть ножки микросхемы или проверить качество пайки. Но рабочее расстояние у него всего 40 мм — это зазор между объективом и платой, когда изображение в фокусе. В эти 4 см нужно еще завести жало, пинцет и припой. Для пайки я бы скорее попробовал объектив 6× SLWD: он показывает участок шириной около 22 мм, зато оставляет над платой 114 мм. А объектив 3× с полем зрения 44 мм пригодился бы для общего осмотра.
В целом это настоящее чудо техники, с большим количеством аксессуаров и возможностей. Стоит, правда, очень дорого: от 5 тыс. евро и выше.
А с каким микроскопом работаете/работали вы? Расскажите о своем инструменте в комментариях.
