「技術(shù)文章」搭建項(xiàng)目中需要用到光學(xué)和數(shù)字放大設(shè)備

在上一篇文章中，我們討論了測(cè)試和測(cè)量設(shè)備示波器，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，萬(wàn)用表等，就像你在家里建立實(shí)驗(yàn)室一樣. 我們還有一件事要談的是你需要適當(dāng)?shù)脑O(shè)備看見你家里的項(xiàng)目

電子產(chǎn)品的體積縮小了，只不過(guò)越來(lái)越小。0402是沙子的規(guī)格，現(xiàn)在電路板上定期填充01005。這種尺寸的無(wú)源元件和它們的墊板都超出了人類視力的極限。你有兩個(gè)選項(xiàng)來(lái)查看你在做什么：光學(xué)放大或數(shù)字放大。

最簡(jiǎn)單的方法就是用一個(gè)簡(jiǎn)單的光學(xué)顯微鏡。無(wú)論是單目顯微鏡、雙目顯微鏡還是三目顯微鏡（甚至是一個(gè)小的放大鏡）都完全取決于你自己。一個(gè)目鏡通常就足夠了。但是如果你計(jì)劃使用高放大倍數(shù)，你需要確保你有能力縮小和放大，以及添加一個(gè)外部照明環(huán)。

我工作的公司之一，皇家巡回賽他們?cè)诩又莸幕衾固睾褪ミ_(dá)菲斯普林斯的生產(chǎn)工廠使用無(wú)目鏡顯微鏡。

無(wú)目鏡顯微鏡為那些必須在整個(gè)輪班中使用該設(shè)備的用戶提供了緩解。它們比標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡更容易使用，也更舒適。不幸的是，它們很大，對(duì)于典型的工程師來(lái)說(shuō)有些負(fù)擔(dān)不起。

顯微鏡通常需要外部照明。最好的選擇是光纖環(huán)形燈。但是光纖環(huán)形燈要花幾百美元（除非你能在網(wǎng)上拍賣網(wǎng)站上找到二手的）。

下面是AmScope提供的三目顯微鏡解決方案，配有一個(gè)光纖環(huán)形光，可為印刷電路板提供照明。

更便宜而且通常是完全合適的解決方案是購(gòu)買一個(gè)LED環(huán)形燈。

這種LED環(huán)形燈將安裝在顯微鏡和大多數(shù)相機(jī)鏡頭的底部，為放大后的物體提供額外的照明。

數(shù)碼相機(jī)提供了一種查看和捕捉電路板圖像的附加方法。圖像傳感器可以來(lái)自單反相機(jī)或獨(dú)立的USB顯微鏡頭。如果您要“實(shí)時(shí)查看”您的項(xiàng)目，沒有必要超過(guò)4K分辨率（8MP），除非您碰巧有8K監(jiān)視器或捕獲卡。如果你還不能保證他們的高清圖像的分辨率是16的話。

但圖像傳感器只是其中的一部分。你也需要選擇光學(xué)元件。

有三種鏡頭可供選擇。第一個(gè)也是最簡(jiǎn)單的是一個(gè)直徑為1–?”的環(huán)，可以插入顯微鏡目鏡。投射到你眼睛里的光線被轉(zhuǎn)移到相機(jī)的成像傳感器上。

第二種選擇是一個(gè)獨(dú)立的放大鏡。這些鏡頭直接安裝在相機(jī)支架上，允許您在一定程度上控制焦距和放大倍數(shù)。

最后一個(gè)選擇是我的新寵：遠(yuǎn)心鏡頭。遠(yuǎn)心透鏡將平行于光軸的光線穿過(guò)成像光學(xué)元件。這與顯微鏡（可以擴(kuò)展光線）和望遠(yuǎn)鏡（積累光線并通常收縮物體）有很大不同。遠(yuǎn)心透鏡準(zhǔn)直光線。這意味著無(wú)論物體和鏡頭之間的距離如何，物體看起來(lái)都是一個(gè)恒定的大小。

普通鏡頭會(huì)給圖像帶來(lái)一定程度的失真。離鏡頭不同距離的物體看起來(lái)有不同的尺寸。遠(yuǎn)心透鏡將顯示物體的真實(shí)尺寸，而不管它們與透鏡的距離如何。

不幸的是，沒有機(jī)會(huì)縮放這些鏡頭，視野總是被限制在鏡頭開口的最大直徑。但它們提供了PCB的無(wú)失真圖像。例如，在顯微鏡下檢查的普通PCB中，通孔孔會(huì)在透鏡中心垂直出現(xiàn)，并且當(dāng)觀察者向側(cè)面看時(shí)，角度基本相同。有了遠(yuǎn)心鏡頭，所有的通孔都會(huì)顯得非常垂直。

我的車庫(kù)里有工具箱，但我想要一些特定的、經(jīng)常使用的工具，隨時(shí)可以拿到，而且可以拿到?！毙常捌娇诘毒?、螺帽螺絲刀、六角頭螺絲刀等等。這又取決于個(gè)人喜好，但我最新最棒的存儲(chǔ)解決方案很簡(jiǎn)單，只需在一塊木頭、塑料或鋁片上鉆幾個(gè)盲孔，然后垂直存放所有東西。

這個(gè)用于皮革制作工具的木制儲(chǔ)存方案啟發(fā)了我的設(shè)計(jì)（它的孔直徑比這里顯示的產(chǎn)品大）。

如果你在設(shè)計(jì)精密的模擬或數(shù)字電路，你可能需要一個(gè)高質(zhì)量的電源，也許是具有多個(gè)輸出和產(chǎn)生負(fù)電位差的能力。當(dāng)我第一次上學(xué)時(shí)，可用的解決方案是你典型的船錨的尺寸和重量。我還在車庫(kù)里放著一個(gè)，它已經(jīng)閑置了至少十年了。

我的舊電源可以直接更換，價(jià)格不到100美元。

在一個(gè)餐巾紙大小的DC-DC buck變換器模塊中也可以找到足夠好的性能。這些模塊中的幾個(gè)，在一個(gè)合適的AC-DC轉(zhuǎn)換器（更高的直流電壓）的情況下組合在一起，可以在一兩個(gè)小時(shí)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)多輸出電源。

電源也有口袋大小的解決方案。

如果沒有袖珍電腦，什么動(dòng)力不足的工具收集就不完整了！小型計(jì)算機(jī)存在，包括HDMI、RS232、USB和RJ45端口，所有這些都是平裝小說(shuō)大小的外形。有了這臺(tái)電腦，你幾乎可以做任何事！你幾乎可以打字，幾乎可以開視頻會(huì)議，幾乎可以上網(wǎng)，幾乎可以閱讀電子郵件。（公平地說(shuō)，我確實(shí)認(rèn)識(shí)一些擁有并喜歡這些設(shè)備的人。）

這是人類歷史上第一次，電氣工程師擁有了可以隨身攜帶幾乎足夠的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的工具。袖珍PC、袖珍萬(wàn)用表、袖珍示波器和袖珍電源。

你還知道其他什么設(shè)備？你對(duì)這些鑰匙有經(jīng)驗(yàn)嗎？請(qǐng)?jiān)谙旅娓嬖V我們。