Цифровой микроскоп с монитором

На этот микроскоп здесь уже был обзор (другой обзор) и он ещё тогда меня всерьёз заинтересовал, так как паять мелочёвку со зрением, которое не ахти, очень тяжело и порой вовсе невозможно.
Обзор получился большой, поэтому внимание, трафик!

Внешний вид. Размеры. Вес

Упаковка незамысловатая — картонная коробка, содержимое разложено по формочкам



Что было в комплекте:
1. Микроскоп
2. Подставка для него
3. Зарядное устройство 5В 2А
4. Соединительный шнур с miniUSB на USB
5. USB-кардридер под microSD- и SD- карты памяти
6. Инструкция

Инструкция

Девайс представляет собой монитор, от центра нижнего края которого под некоторым углом выходит объектив окуляра. Нижние углы монитора скошены. Покрытие дисплея очень маркое, и отпечатки трудно стираемы. Пластик, из которого изготовлена вся конструкция — недорогой.


С обратной стороны можно заметить, что половинки корпуса держатся на четырёх саморезах. Имеется четыре фигурных паза для крепления на комплектном штативе. Неприметное отверстие с надписью RST служит для принудительного выключения микроскопа.


С правой стороны слева направо: miniUSB-разъём для подключения зарядки и синхронизации с компьютером, слот для microSD-карт памяти и колёсико регулировки подсветки, тугое.


Левая сторона — пуста


Снизу виднеется объектив, который прикрыт конусообразным колпаком с небольшим отверстием, окружён восемью светодиодами и прикрыт полупрозрачным матовым рассеивателем




Снова к передней панели. надпись Microscope и типа бренд XSC, наклеенный топорным образом.
Управление микроскопом производится шестью тактовыми кнопками и колесом регулировки фокуса


Если посмотреть на кнопки сбоку, то они немного кривоваты


точно таким же комплектным кронштейном-присоской комплектовались авто регистраторы



Регулируется подставка в двух точках




Сам «блин», которым присасывается кронштейн к ровной поверхности, при этом очень липкий и быстро собирает пыль


Остальное


Длина шнура


Размеры


Вес

Включение. Как это выглядит

Поворот вокруг оси


Поворот по вертикали


Изменение яркости подсветки


Прилеплять кронштейн прямо к столу оказалось плохой идеей — не подвинуть, не повернуть, поэтому в качестве экстренного решения прилепил его на корпус старого не рабочего жёсткого диска — он тяжёлый и плоский, так что и подвинуть его можно, и поставить куда повыше, и завалов нет. Однако сам кронштейн меня раздражает до сих пор, ибо любого прикосновения конструкция содрогается, что особенно заметно на экране микроскопа.

Меню, настройки и возможности

Девайс может работать в трёх режимах: видео, фото и просмотр отснятых материалов. Выбор между ними осуществляется клавишей «MODE». После включения микроскоп по умолчанию переходит в режим «Видео». Всегда.

Примечание: скриншоты спрятал под спойлеры, однако если вы с компьютера, то все спойлеры можно открыть разом комбинацией ALT+ЛКМ (Левая Клавиша Мыши)

Режимы обозначаются пиктограммами в левом верхнем углу экрана. Выставленное разрешение записи — правом верхнем углу. В правом нижнем углу виден 3-сегментный индикатор уровня заряда аккумулятора и пиктограмма, обозначающая, чтобы была вставлена карта памяти.

Режимы работы: Видео, Фото и Сохранённые записи

Нажатие стрелочки влево произведёт цифровое увеличение изображения в 2 раза, повторное нажатие — в 4 раза. Зумирование может пригодится в некоторых случаях, но предпочитаю его избегать, так как размытие даёт о себе знать. На записанном в микроскопе видео увеличения не происходит, картинка всегда остаётся в исходном состоянии.
Нажатие стрелочки вправо — наоборот уменьшает увеличение до исходного состояния.

Исходное, увеличение в 2 раза, в 4 раза

Нажатие клавиши «ОК» запустит запись видео, о чём будет свидетельствовать мигающая красная точка в верхнем левом углу экрана (нажатие «ОК» в режиме «Фото» будет просто делать снимок):

Запись видео запущена

Если в режиме «Видео» нажать клавишу «Меню», откроются настройки, где можно выбрать:

Настройки режима Видео

1. «Разрешение записи (коэффициент различения)», среди коих доступно VGA, 720p и 1080p. Выбирать последнее — не имеет смысла, т.к. запись всё равно будет вестись в 720р. Но даже выбранное 720р-разрешение по сути является программной интерполяцией реального VGA-разрешения матрицы. Однако поскольку монитор микроскопа имеет соотношение сторон 16:9, то при установленном VGA (а это почти квадратное соотношение 4:3) в поле зрения попадает только верхняя часть изображения, а нижняя часть просто отсекается, поэтому лучше ставить 720р — так хотя бы будет известно заранее, что попадёт в поле зрения на конечной записи.

Коэффициент различения

2. «Заметка времени» — на записанное видео просто накладывается текущее время, как обычно принято в видеорегистраторах.

Заметка времени

3. «Обнаружения движения» — ещё одна типичная видеорегистраторская функция

Обнаружение движения

4. «Цикличная съёмка» — съёмка с интервалом, тоже самое

Цикличная съёмка

5. «Экспозиция» — при переборе доступных значений экспозиции ничего не меняется

Экспозиция

Если, находясь в меню настроек «Видео», снова нажать «Меню», откроются Общие настройки девайса

Общие настройки

Среди которых:
1. «Форматирование» карты памяти — производить эту процедуру в обязательном порядке, если оная была вставлена, т.к. если этого не сделать, то каждая новая сделанная запись фото или видео будет затирать предыдущие записи. После форматирования записи будут сохранятся нормально, один за другим.

Форматирование

2. «Настройка языка» — на выбор доступно несколько, в числе которых имеется и родной язык

Настройка языка

3. «Автовыключение» имеет скудный выбор времени — 1 или 3 минуты спустя бездействия микроскопа

Автовыключение

4. «Защита экрана» — по истечении выставленного времени подсветка автоматически выключается

Защита экрана

5. «Переустановка системы» — что-то вроде сброса к заводским настройкам

Переустановка системы

6. «Частота ИСТ.» — подавление мерцания 50/60Гц

Частота ИСТ.

7. «Установка времени» — дата и время

Установка времени

8. «Поворот изображения» — на 180 градусов

Поворот изображения

9. «Заполните свет» — не разобрался, при включении ничего не меняется

Заполните свет

10. «Версия» — прошивки, в данном случае v.1.3.0

Версия

Если в режиме «Фото» нажать клавишу «Меню», откроются настройки, коих гораздо меньше:

Настройки фото

1. «Разрешение (коэффициент различения)» — на выбор доступно несколько VGA, 1.3Мп, 2Мп, 5Мп — чем выше разрешение, тем дольше сохраняется снимок, вплоть до нескольких секунд, однако был обнаружен баг — если выставить 5Мп, сделать снимок и перейти в режим просмотра сохранённых изображений, то при попытке открыть 5-мегапиксельный снимок девайс зависает намертво, не реагируя потом на нажатия кнопок. Чтобы вернуть микроскоп в работоспособное состояние, нужно выполнить его принудительное выключение, нажав тонким острым предметом вроде скрепки или зубочистки на кнопку с обратной стороны корпуса, где написано RST

Разрешение (коэффициент различения)

2. «Быстро просмотрить» — не пользовался этой криво переведённой опцией, по всей видимости это автопролистывание отснятых фотографий с определённым интервалом времени

Быстро просмотрить

3,4 Остальные настройки идентичны таковым в настройках видео

Нажатие клавиши «Меню» в режиме просмотра отснятых материалов даёт всего лишь пару пунктов на выбор: «Удалить» или «Заблокировать»

Контекстное меню в режиме просмотра сохранённых записей

Экран. Разрешение. Углы обзора

Монитор микроскопа был сфотографирован в ручном режиме съёмки с девяти разных позиций, чтобы показать наглядно, как обстоят дела с углами обзора. Но сперва для этого нужно было как-то загрузить и отобразить на нём какую-нибудь красочную картинку. Простой перенос изображения хоть с русскими, хоть с латинскими символами в названии ничего не дал — микроскоп ничего не «увидел». Пришлось сделать по другому — удалить уже сделанные самим микроскопом фото, а вместо них подсунуть уже свои, и переименовать их также, как были записаны удалённые фото. Получилось.
Картинка разрешением 504x315 на экране микроскопа. При взгляде под прямым углом изображение по цветопередаче нормальное, без искажений. Слева и справа — слегка уходит в желтизну, но тоже в общем-то нормально. А вот если посмотреть на экран сверху — изображение полностью выцветает, при этом уходя в белизну. Снизу же — проявляется эффект негатива, что свойственно TN-матрицам.


При просмотре с верхних углов картинка заметно теряет контрастность, но при этом остаётся разборчивой. По сути — это явный недостаток, но в работе это никак не ощущается, т.к. на экран чаще всего смотришь прямо, и чуть реже под углами с левого, правого и верхнего краёв экрана — а там как раз изображение остаётся более-менее разборчивым.


В описании у продавца заявлено HD-разрешение экрана, о чём написано даже на коробке, однако даже невооружённым зрением подвох замечается сразу — явная зернистость изображения:


Я нарисовал несколько тестовых картинок с разным разрешением, чтобы вывести их на монитор микроскопа и наглядно показать, что есть к чему.
Первая тестовая картинка разрешением 1280x720, левая половина которой заполнена горизонтальными полосами, чередующимися через 1 пиксел, а в правой половине наверху — горизонтальные полосы с тем же шагом чередования. В белом поле написано 1280x720 11-м шрифтом. Выводим эту картинку на монитор, что видим — левая часть экрана полностью чёрная, т.к. полосы просто слились вместе из-за катастрофической нехватки пикселей на экране, справа полностью белая, вместо надписи внизу — непонятные закорючки.

1280х720: вертикальные полосы + горизонтальные полосы


Возьмём теперь аналогичную картинку, но с вдвое меньшим разрешением 640х360: чередование вертикальных и горизонтальных полос такое же, через 1 пиксель и выведем на экран: уже что-то близкое к действительности, но всё равно что-то не так, горизонтальные полосы слева идут как бы волной, а вертикальные справа — какие-то толстые…


Посмотрим на поведение пикселей через мой карманный микроскоп, обзор на который я делал в прошлом году. Сперва рассмотрим область с горизонтальными полосами, что видим — одни ряды пикселей горят ярко, другие слабее, чего при полном совпадении не должно быть:


Вертикальные полосы — тоже самое, поэтому издалека они кажутся как бы двойными, хотя я при рисовании отмерял строго по 1 пикселю. Тоже отпадает.


Близился наиболее вероятный вариант — 480х272. Комбинированная тестовая картинка с горизонтальными, вертикальными и перекрещивающимися полосами, шаг тот же — 1 пиксель.


480x272 горизонтальные полосы


480х272 вертикальные полосы


480х272 перекрёстные полосы

Вычисление кратности. Как увеличивает на разном удалении от объекта. Яркость подсветки

Примечание. Расстояние до объекта мерилось от края рассеивателя!

Минимальная дистанция, на котором был пойман фокус при крайнем положении регулятора фокуса — 2.5 см.




На комплектной коробке
Расстояние от края рассеивателя до объекта ~120мм




На другой коробке побольше
Расстояние от края рассеивателя до объекта ~133мм




Теперь о зависимости яркости, выкрученной на 100%, от расстояния до объекта, со включенной и выключенной слева 3Вт настольной лампой. Возьму те же значения, что и выше — 2.5 см, 12 см, 13.3 см. Расстояние 25мм: резистор подсвечен нормально, настольная лампа слева мало на что влияет


Расстояние 120мм: влияние лампы незначительно, она подсвечивает затенённые левые стороны SMD-элементов


Расстояние 133мм: на этом расстоянии штатная подсветка на полной яркости уже плохо подсвечивает элементы, настольная лампа слева ощутимо помогает

Сихронизация с компьютером. Софт для захвата картинки. Задержка

Если подсоединить микроскоп посредством кабеля к компьютеру, то девайс будет просто заряжаться, однако если его включить — на его мониторе появится логотип USB-подключения, а на самом компьютере произойдёт обнаружение оборудования и внешнего накопителя, если microSD-карта уже вставлена в микроскоп. На Windows 10 идентификация произошла быстро, никаких дополнительных драйверов качать не потребовалось. Микроскоп определился, как внешняя web-камера под названием «TIGA Device»


В отзывах часто можно было встретить, что трансляция изображения с микроскопа на компьютер происходит с задержкой. Я перебрал большое количество программ для захвата картинки с USB-камер и USB-грабберов c аналоговых камер и VHS-кассет. В одних случаях да, задержка транслирования изображения имела место, однако в паре программ она практически отсутствовала.
Первая программа — MicroSpin Digital Capture — максимально упрощённая, ничего лишнего, запускается быстро, можно делать снимок или запустить видеозапись в один клик мыши. Также имеется циклическая съёмка фото; интервал задаётся в настройках. Есть возможность поворота изображения и его отзеркаливание. Изображение можно вывести в оконном режиме или на весь экран. Запись видео производит в формате *.AVI, 640x480, кодек XviD MPEG4, 1.8Mbps (50сек = 20.5Мб).
Недостатки MicroSpin Digital Capture:
— При записи видео появляется задержка полсекунды
— В полноэкранном режиме изображение с пропорциями 4:3 на экране 16:9 отображается с белыми полями слева и справа, которые отводят фокус с картинки и глаза разбегаются
— Для разворачивания картинки на весь экран нужно нажать значок в нижнем правом углу программы
— На экранах с разрешением 1366х768 или ниже, нижняя граница программы с этим значком уходит за пределы рабочего стола, что несколько затрудняет быстрое разворачивание изображения



Вторая программа помощнее, но с массой настроек — DSCaler 4. Здесь есть всё, что и в первой программе. Разворачивание захваченной картинки производится двойным кликом мыши по окну программы, при этом, изображение выводится на чёрном фоне, что более комфортно для глаз. Помимо этого — есть функции цифрового увеличения или уменьшения изображения, отображения поверх всех окон, набор фильтров, принудительная установка соотношений сторон изображения (aspect ratio), просмотр гистограммы, возможность выбора внешних кодеков для записи видео, причём запись ведётся уже без задержек, однако если выставить какое-либо сжатие в настройках кодирования, то на записанных видео потом остаются артефакты, из-за которых ничего не видно. Способа устранения этого бага я ещё не нашёл, поэтому в качестве временного решения выставил YUY2 (без повторного сжатия) -> отсюда конечно вытекает и недостаток: нужно иметь очень много памяти, поскольку видео записанное таким образом, весит неприлично много — 563Мб — 39сек из-за повышенного битрейта 120Mbps, зато никаких задержек и картинка без артефактов. Хотя можно было попробовать «костыль» — запустить параллельно Bandicam и записывать им, поскольку памяти много не бывает.
Недостатки DSCaler:
— Сжимаемое видео пишет с артефактами
— Несжимаемое видео отнимает много свободной памяти


Раз уже было настроено соединение, посмотрим, насколько происходит увеличение на экране ноутбука (1366х768 15.4").

Примечание. Расстояние от края рассеивателя от объекта 30мм

На весь экран ноутбука.
Также посчитаем, во сколько раз увеличивается 1мм на линейке. Получилось 100мм или в 100 раз.


В оконном режиме 640х480.
То есть размер изображения в окне 640x480, а экран ноутбука, напомню, разрешением 1366х768 15.4".
Примерно 65мм или в 65 раз.

Разбор

Со включенным экраном и выкрученной на максимум подсветке до первого самопроизвольного выключения микроскоп проработал порядка 5 часов. После этого девайс всё же можно снова включить, после он работает 5 минут и снова выключается, сигнализируя низкий заряд аккумулятора. Разбирал микроскоп я после третьего самопроизвольного выключения, после отпаивания аккумулятора замерил на нём напряжение, которое составило 3.57В

imax'ом полностью зарядил этот аккумулятор до 4.20В, затем разряжал до 3.3В (максимальный порог разряда imax'a b6 mini). Ток во всех случаях — 500мАч. Было насчитано 2700мАч с небольшим. Аккумулятор здесь ёмкий поставили. Непонятно только, почему в девайсе защита стоит до ~3.5В разряда.


Саморазряд оказался не велик — всего 22мкА, что при такой ёмкости аккумулятора практически ничего

Прочие особенности, обнаруженные не сразу

1) Если объектив со включенной на полную мощность подсветкой направлять на объект строго перпендикулярно, то из-за отражения очень сложно что-либо рассмотреть, поэтому если направить объектив немного под углом, то обзор становится намного лучше.


2) В разделе про обзор софта уже об этом говорил вскользь, но напомню ещё раз. Соотношение сторон. Матрица в микроскопе фактически имеет VGA-разрешение, т.е. 4:3 — это практически квадратная картинка. Но у монитора пропорции 16:9 — это уже широкоэкранная картинка. Путём нехитрого теста выяснил, что выводимое на монитор изображение обрезается до разрешения 640x360 — этот же кроп-фрагмент кстати интерполируется до 1280x720, если в настройках выставлена запись в этом разрешении. При записи во VGA-разрешении, картинка сохраняется полностью, однако как и было сказано выше, на экране мы её видим не целиком, а с обрезанным низом.


3) Монитор микроскопа с нижней стороны имеет скошенные углы, сперва я подумал, что это особенность дизайна, однако в работе это сыграло положительную роль — когда микроскоп располагается низко над объектом, то во время пайки наличие этих углов сильно мешало бы. Обтекаемость за счёт скосов даёт паяльнику без проблем дотянуться до объекта в центре, однако пары припоя и флюсов будут уже лететь на переднюю линзу микроскопа, но я для таких дел всегда использую самодельную вытяжку из гофрированной трубки от кондиционера.


4) Микроскоп умеет фокусироваться на бесконечности, линза при этом играет роль теле-объектива, и соответственно угол обзора получается довольно узкий. Можно снимать вдаль.




5) Во время зарядки на лицевой панели горит красный светодиод, но даже по окончании заряда, он таким и остаётся — цвет не меняется. Такая проблема довольно распространена у владельцев этого микроскопа. В планах внедрить плату контроля заряда лития на TP4056 и вывести на переднюю панель светодиоды, дабы нормально видеть процесс заряда.


6) Есть подозрение, что микроскоп этот собран на основе завалявшихся на старых складах морально устаревших автомобильных регистраторов с VGA-матрицами, которые китайцы ещё не успели сбыть. О видеорегистраторском прошлом этого девайса здесь говорят несколько моментов — достаточно простая незамысловатая конструкция фокусировки без каких-либо направляющих; крепление линзы на клею, крепление матрицы без защиты от столкновения с линзой (хотя ограничители есть в самой крутилке), подставка-липучка, которая явно предназначена для установки на панель в салоне автомобиля и наконец прошивка.

7) Если запустить запись видео минут на десять, а затем в проводнике открыть флэшку с записями, то все видео будут разбиты на файлы с длительностью 3 минуты, что весьма характерно для автомобильных видеорегистраторов. Но стоит отдать должное — секунды времени между этими кусками видео — не теряются. Битрейт видео, насколько я потом заметил, может колебаться от 6Мбит, если поле зрения однотонное, до 20Мбит, если снимаемая область содержит много элементов, грубо говоря, если фон пёстрый.

Микроскоп в работе: Как увеличивает разные мелкие предметы. Фото-примеры

Самая ключевая и показательная часть обзора, где на примерах покажу, как микроскоп увеличивает.
Расстояние от края рассеивателя до объектов в разных случаях колебалось в пределах 3-5 см.
Сперва фото. Снимки были захвачены программой MicroSpinDigitalCapture.

Плата контроля заряда-разряда лития








Изношенный шлейф от телефона-слайдера



Элементы купюры достоинством 5000р.







Элементы монеты достоинством 10коп.





Кристаллы соли


Сахар


Шариковая ручка красная


Начертание синей и красной шариковыми ручками, а также простым карандашом


Ткань хлопковая


Спичечная головка


Деревянная часть спички


Пиксели экрана PPTV King 7 разрешением 2560х1440 при 6''


Пиксели экрана Xiaomi Red Rice разрешением 1280х720 при 4.7"


Пиксели экрана Samsung E350E разрешением 160х120 при 1.6"


Комар




Режущая кромка кухонного ножа



Ромашка


Какой-то очень мелкий цветок, названия не помню

Микроскоп в работе: Пайка элементов. Фото-примеры + Видео-примеры

Поскольку девайс умеет самостоятельно снимать видео, то было бы неплохо показать записанный процесс

Припаивание SMD-элементов в корпусе 0805.
Для людей со 100% зрением, возможно не составит труда припаять эти не очень маленькие элементы без спецсредств, но я бы точно не справился без увеличенного изображения. Даже если и припаял бы, то потом пришлось бы делать снимок на телефон, затем переносить его на компьютер и рассматривать уже там, на предмет качества пропайки. Здесь же — всё видно сразу.


Разрушение и восстановление дорожки на плате.
Вот тут уже несколько сложнее. Решил ради интереса пройти квест с частичным отрыванием дорожки на плате и последующим её восстановлением с помощью проводка. Причём дорожка не одиночная, а идущая в параллель с семью другими дорожками. Суммарная ширина трассы из восьми дорожек ~4мм..
Видео процесса


Для тех, кто не имеет возможности просматривать видео, ниже выложил стоп-кадры:


С отрыванием я конечно немного переборщил, выскоблив при этом канавку в стеклотекстолите, но усилие было необходимо, чтобы канцелярская игла не соскочила на соседние дорожки. Должен сказать, этот этап во всём квесте был самым сложным здесь.



После этого смочил плату спиртом, протёр её, дабы удалить пыль и принялся зачищать контакты резаком, прикладывая при этом минимум усилий.



Нанёс флюс, залудил оголённые части дорожек


Поскольку лужёные части получились выпуклые, то проводок, который буду скоро припаивать, будет скользить и съезжать к краю дорожки. Поэтому решил удалить излишки припоя оплёткой, чтобы получить плоскую лужёную поверхность.


Прикладываю один конец проводка к оголённой дорожке справа, касаюсь кончиком жала. вроде прихватило, но когда слегка загибаю проводок, то видно, как он шатается — соединение не надёжное, пробую снова и с третьей попытки не без помощи поверхностного натяжения он наконец припаивается, причём строго параллельно направлению дорожки.



Тут уже не составило труда припаять провод в другой точке, главное не передерживать жало. Не забываю слегка загибать провод, дабы проверить надёжность соединения.



Общий вид, но снятый телефоном. Рядом положил спичку и линейку, дабы вы оценили масштаб.

Микроскоп в работе: Общее видео

Ещё одно видео, его содержание:
00:00 — Показано, что задержка передачи изображения с микроскопа на ПК практически отсутствует.
00:27 — Но из-за хлипкости штатива имеется подёргивание картинки при подстройке фокуса.
00:35 — Рассмотрение платы контроля заряда-разряда лития
01:30 — Рассмотрение качества пайки элементов 0805 на макетной плате
01:57 — Пиксели на экране сотового телефона Samsung E850E
02:18 — Припаивание SMD-резистора в корпусе 0805
03:00 — Разрушение и восстановление дорожки (это я уже выкладывал выше)

Выводы и мысли

Этот микроскоп явно не предназначен для исследования препаратов и рассматривания инфузории туфельки. В пайке мелких деталей уже напротив — несмотря на массу найденных в нём недочётов, показал себя хорошо, без него я бы битый час пытался припаять SMD элемент, а восстановить контактную дорожку и вовсе бы не вышло.

Недостатки:
— Штатная подставка трясётся от любого прикосновения
— Несоответствие заявленных к реальным характеристикам
— Тугая и на ощупь труднонаходимая крутилка яркости подсветки
— Может зависнуть, если просматривать фото, сделанные в разрешении 5Мп
— Матрица камеры располагается немного криво из-за отсутствия направляющих, поэтому картинка с какого-либо края пусть и частично, но всегда замылена
— Жёсткие физические кнопки при содрогающейся от любого прикосновения конструкции здесь неуместны и было бы лучше вместо них вмонтировать сенсорные клавиши
— Клавиша увеличения располагается прямо над колёсиком регулировки фокуса, и при её нажатии он может сбиться
— Нет адекватного оповещения об окончании заряда аккумулятора
— Нет регулировки в вертикальной плоскости
— Ценник в 52$ жирноват, но с купоном GBXSC можно сбить до 45$

Достоинства:
— Свою функцию выполняет
— Ёмкий аккумулятор
— Малый ток саморазряда
— Запись материалов на флэшку
— Нет проблем с определением оборудования на ПК
— Не нужно искать внешний монитор, чтобы вывести картинку

Надеюсь, материал кому-то оказался полезен.