DIY 电子用数码显微镜

为了更方便折腾电子折腾PCB，之前买过一个9块9包邮的小“显微镜”。便宜归便宜，但是并不好用，物距太小了，要想对焦清楚，镜头就必须贴着物体。搞瓷器珠宝什么的，问题不大；但是搞电子，板子上经常有高低不一的元器件，很多时候并没有位置可以让你把镜头贴在被摄器件上。

所以搞电子的朋友，还是避开这种显微镜吧。不是不好，是不适合咱们。

一个偶然，在B站收到了一个视频推荐，是一个UP主自己买的分立器件搭的数码显微镜，姑且可以算作DIY吧。500元，就可以有一个相当高的放大倍数与不错的成像质量，同时有很大的物距，看的我心痒痒，于是决定自己也动手搞一个。视频链接：500元diy最强2k数码显微镜，秒杀数千元的工业相机？ pcb最强检视工具，带你探索微观世界！

但是视频博主并没有太详细地介绍购买和器件地挑选。通过搜索，发现张大妈里有值友发了一篇更详细的文章，主要介绍的就是方案的选型，可以说是非常珍贵的资料了：教你500元攒600X连续变倍数码显微镜，全文备份存档：教你500元攒600X连续变倍数码显微镜_显微镜_什么值得买.pdf。原文已经很详细了，所以只简单记录原文不存在的内容。

模组（110元）

模组上有CMOS，是一个比较关键的器件；成像传感器太差，则会导致比如高光溢出等明细的画质问题，B站视频中的廉价显微镜就是成像器件太垃圾。所以模组要尽量挑选有好一点的传感器的模组。

像素，我认为差距不大，特别是在放大倍数足够的情况下；200万的足够使用了。有时镜头的分辨率都可能跟不上传感器的分辨率。不过有一点，像素低的往往也是更低端的传感器，可能会导致除了像素以外别的性能同样变差，那就得不偿失了——毕竟500万的与200万的也就差了30块钱。

接口，上面两个材料用的都是监控摄像头的模组，监控的使用场景决定了基本都是网络传输，而且还都是有线，这一点对我们来说很不方便，毕竟我们使用显微镜的地方并不一定都能方便接线到路由器。有没有其他接口？当然有，而且其他配件几乎都是通用的，有USB接口以摄像头形式连接PC的，还有直接VGA/HDMI接口连接显示器的。但是其他接口都不是做监控摄像头使用的，与监控相比用量就少很多了，所以价格基本至少要翻番。个人认为为了这点便利性，成本上升过多了，不划算。

品牌，做监控的品牌有海康、大华、雄迈等。雄迈有几款采用索尼传感器的模组，价格也合适，所以我也是购买的雄迈的。品牌差异对我们来说不大，模组只要能看到画面就足够了，不同品牌差异化的监控云服务啊，图像识别之类的功能对我们来说没有什么用处。

购买模组时最好挑选能提供相关资料的商家，至少要能提供接口接线的定义。这种都是厂商自己定义的，网上基本没有资料。

写文时是2022年，模组厂雄迈有一个有意思的现象，有很多参数基本相同但是型号又不同的模组在售卖。后面我才明白，是因为“缺芯”，搞出了一大堆不同的模组，主控有国科微的有海康的有海思的有他们自研的，传感器清一色都是IMX335，其实都是一样的东西。你去买，很可能没有库存，卖家会告诉你哪款有货，一般只要传感器不变就问题不大，主控他是哪家有货就生产哪个型号，对我们基本没有区别。

外壳（30元）

镜头接口有其规定的法兰距，也就是到传感器平面的距离，这个距离是由外壳把握的。一般说的C/CS口是C口和CS口两个标准，但两种接口的直径等都相同，唯一不同的是法兰距。镜头一般按照C口来设计，外壳一般是CS口，这样镜头和外壳都可以提供最大的兼容性，因为短了可以延长，长了总不能锯短。所以购买时要注意接口问题。

镜头	外壳	安装方法
C	C	直接安装
CS	CS	直接安装
C	CS	需要多购买一个C/CS转接环，用于延长光路
CS	C	无法匹配

模组一般是一个光电路板发货，不带其他任何配件的，包括连接的线材。所以我们还需要购买尾线，尾线一般是与外壳配套的，一端连接到电路板，一端提供标准的接口供我们使用。一般都是监控用的，所以一般都是RJ45接口。

因为不同的模组，接口定义的顺序不一定相同，所以尾线一般是裸端子发货，我们自己根据模组的接口定义，插进胶壳的不同位置，组装成下图这样的成品线缆再插在模组上。

注意网络模组的尾线中，网线要尽量保持双绞，以保证信号完整性。双绞线的花色线一般是差分信号的正，单色线一般是负；因为有自动翻转功能，RX和TX应该接反了也没有关系，我接的时候是绿色的那对做RX，使用正常，供参考。

外壳推荐一个淘宝卖家：祺云光电。十几块的外壳是金属的，所需要的配件（螺丝、六角扳手）都有准备好，包装的也很仔细。

支架（120元）

支架就搜50mm显微镜支架，机械玩意没什么讲究，哪家便宜买哪家。

补光灯（40元）

搜显微镜补光灯，直径50mm能用就没问题，只要是LED的，哪家便宜买哪家。

镜头（200元）

除去模组，镜头也是非常关键的配件。镜头的挑选要跟着相机接口来。我们要用到的相机接口是C/CS接口，与之匹配的叫“10A显微镜镜头”。这种镜头一般直径是50mm，由目镜和物镜组成。

物镜只有一个型号，一般都是0.7X-4.5X连续可调的。目镜一般有几个不同的倍数可供选择，比如0.3X、0.5X、1X、2X，有小幅价差。最终的总光学倍数是物镜*目镜倍数。这里看着不大，但在CMOS将图像传回屏幕后，实际显示在屏幕后的等效放大倍数非常大。

写到这里我有一个不成熟的想法。相机传感器其实只有指甲盖不到那么大，很大的画面最终成像在传感器上，镜头实际上是在缩小。在做显微镜时，不到1X的光学倍率都够用了，那不接镜头是不是可以当作一个固定倍率的显微镜了？

目镜的倍率根据自己的用途来定。如果是为了放大电路板，0.5X足够了，0.3X都够用。我购买的是1X目镜，物镜转到最小（0.7X）时，视野也就只看的到那么几个0402阻容了，基本上都是只能顶着最小的倍数用了。

放两个1X目镜*0.7X物镜下的样张：

说实话，成像效果并没有想象中的好。不知道是模组水平太差，还是镜头太差，拍出来的画面总有种油乎乎的涂抹感（并不是板子的问题），并没有想象中那种清晰锐利。

另外这套装备没有想象中的好用。很多时候从正上面看没有深度信息，看不出是否有虚焊等焊接不良；侧过来看对焦又跑太远，支架也不够高，手端着会有抖动画面也不稳定。看丝印也麻烦，正上方看芯片丝印基本看不清，不是字太小而是丝印没有色差，与背景融为一体了。（上上图你能看到那只小螃蟹吗？）

网络模组使用技巧

雄迈的模组第一次使用的IP是固定的192.168.1.10，默认密码空。如果路由器网段是192.168.1.0那倒是没问题，否则连接可能不太方便。另外模组应该是不支持DHCP的，他虽然写了支持，我也打了勾，但是就没成功过。

接入局域网后，可以下载手机App“XMEye”，使用App连接模组，也可以电脑上用IE直接访问IP地址（浏览器需要安装插件）。第一次使用时，需要把红外改成全彩模式，不然亮度低一点就会变黑白画面；还需要关闭云服务，否则只需要知道序列号就可以远程连接模组。

如果使用的地方不方便接网线，可以这么做：将模组的固定IP地址设置为未使用的网段的IP，假设是192.168.7.1；然后将电脑的有线网卡IP也设置成固定IP，比如192.168.7.2；这样用网线直连电脑和模组即可，不影响Wifi上网。