DIY – Adaptateur de webcam pour microscope

Ceux qui me suivent régulièrement le savent, je suis depuis longtemps curieux de microscopie. Je gardais par contre un assez mauvais (horrible) souvenir des petits microscope jouets vendus sous forme de kits d’expérimentations. J’étais donc à la recherche de ma perle rare : un microscope pas trop cher (je débute, je ne sais pas encore quel domaine va m’intéresser le plus, et je n’ai pas beaucoup d’argent à y consacrer), mais qui ne soit pas un jouet, on va dire avec une qualité honnête, histoire de voir si ça vaut le coups de s’investir éventuellement plus par la suite.
A force de surveiller les enchères, j’ai fini par me trouver ma bonne affaire, un microscope Lomo avec une gamme complète d’objectifs et d’oculaires, pour moins de 100€, et en bon état :)

Ma nouvelle acquisition

Ma nouvelle acquisition
(oui, je sais les objectifs sont pas assortis, mais c’était pour l’expérience…)

Autant vous le dire tout de suite, j’ai été bluffé par la qualité des images obtenues ! Aussi bien la netteté, que les couleurs, bref, rien à voir avec ce que j’avais déjà expérimenté. Du coups, j’ai rapidement eu envie de faire partager ce que je voyais à l’objectif, et je me suis dit que l’idéal serais d’adapter une petite caméra sur un oculaire. (L’idéal serais en fait mon appareil photo, mais procédons par étapes ;) validons déjà le concept)

J’ai donc désossé une pauvre webcam Logitech qui n’avais pour seul crime que d’avoir une résolution pas trop pourrave (720p).

La sacrifiée

La sacrifiée

Je me suis vite rendu compte que je n’aurais pas moyen de fixer la webcam sur l’oculaire de manière « propre » (c’est à dire sans mettre de la colle à chaud de partout, ce qui m’embêtais sur mon joli microscope fraîchement acquis… J’ai donc usiné une bague d’adaptation, du diamètre de l’oculaire d’un coté, et disposant d’un trou exactement au diamètre de l’objectif de la webcam de l’autre.

Bague d'adaptation

Bague d’adaptation

Et une fois le tout monté, voici le résultat :

La webcam montée

La webcam montée

 

Tête de daphnie, grossissement 100x

Tête de daphnie, grossissement 100x

Feuille, grossissement 100x

Feuille, grossissement 100x

Détail de la feuille, grossissement 400x

Détail de la feuille, grossissement 400x

DIY – la fraiseuse se met à jour

Et oui, c’est à la mode en ce moment ;)
Rappelez vous, donc, je m’était acheté une petite fraiseuse cnc afin de pouvoir tirer facilement des pcbs, et pouvoir réaliser diverses petites pièces. J’étais un peu sceptique sur la qualité de la chose vu son prix, mais avais été plutôt agréablement surpris… Ce qui ne l’a pas empêchée de tomber en panne au bout de quelques temps ! En cause : le spindle (moteur de broche) qui était un moteur à charbon, et les charbons ont finis par s’user.  Je les ai changés une première fois, mais face à la vitesse d’usure des nouveaux, je me suis dit qu’il allais falloir trouver autre chose !

La broche d'origine

Le coupable : La broche d'origine

L’idée, vous l’aurez compris, est de passer sur une broche de type brushless. Bien sûr, il est tout à fait possible de trouver dans le commerce des ensembles de spindle brushless tout fait… Mais qui coûtent le prix d’une fraiseuse neuve, voir plus cher !
Compte tenu des matériaux que j’usine, et vu que la puissance du précédent spindle m’était suffisante (300w), je suis partis sur un moteur de puissance équivalente en brushless, chose qu’il est assez facile de trouver dans le modélisme, pour des tarifs très modestes. (On trouve même des moteurs de puissance monstrueuse pour des coûts ridicules). Idéalement, j’aurais même voulu prendre un peu plus gros, mais…. La première grosse difficulté est vite rencontrée : comment alimenter tout ça ?
En effet, les moteurs de modélismes sont prévus pour être alimentés  par des batteries type LiPo largement capables de débiter des dizaines d’ampères, pour une tension d’environ 12v. les moteurs ne sont donc pas vraiment prévus pour fonctionner à des tensions trop importante (souvent 24v, rarement beaucoup plus). Pour une utilisation de longue durée, il faut donc trouver une alimentation capable de fournir la puissance nécessaire pendant toute la durée de fonctionnement. Et là, on se rend compte que ça coûte vite un bras aussi !
En gros, jusqu’à 300w, ça reste raisonnable, mais au delà, aïe aïe aïe…

Alimentation à découpage 300W

Alimentation à découpage 300W

Du coups, forcément ça limite le choix des moteurs. Je suis donc resté sur mon idée de départ, à savoir un moteur brushless de 300W 15000trs/min , son controleur qui va bien, et une alimentation à découpage 12v 300W de chez Vellman qui m’aura coûté moins de 50€. Au final, la facture s’elève à moins de 150€, ce qui reste très raisonnable.

Reste ensuite à fixer tout ça sur ma fraiseuse. En effet, sur le spindle d’origine, l’arbre moteur tourne à l’intérieur de la cage, alors que le moteur brushless est lui à cage tournante, la fixation se fait par dessous. Il faut donc construire une nouvelle pièce de support.

 

La modélisation 3D

La modélisation 3D sous Heekscad

L’idée est de reprendre les trous de fixation d’origine, tout en laissant le moteur à la même hauteur que la broche d’origine. Il faut aussi que la pièce soit assez rigide pour résister aux efforts. J’envisage d’imprimer la pièce en PLA, qui devrait être suffisamment solide pour tenir.

Le support moteur en PLA
Le support moteur en PLA

Las, les premiers essais ne sont pas concluants du tout… (mais alors pas du tout du tout !). En fait le plastique est solide, mais pas assez rigide du tout, et l’ensemble entre en vibration dès que je dépasse un certain nombre de tours/minutes. Résultat, ma gravure fait 2mm de large au lieu de 0,1mm !

Il faut donc trouver quelque chose de plus rigide…. Comme j’ai la possibilité d’utiliser une imprimate Z-corp (imprimante 3D à poudre, type plâtre), je fais une tentative avec ce matériaux. Il y a un léger mieux, mais ce n’est toujours pas ça. La solution viendra finalement de faire usiner la pièce en aluminium  (merci à Alain de Ginova)

 

L'installation finale
L’installation finale

Heureusement, là, plus de vibrations ! Du coups, je me rend compte que la pièce que j’avais designé à l’origine pour du plastique se révèle être carrément « mastoc », et j’aurais pu très largement réduire certaines épaisseurs.

Concernant le contrôle du moteur brushless, je suis partis sur une solution simple pour le moment : un contrôleur de modélisme, qui se pilote comme un servomoteur, piloté par un arduino. 2 boutons poussoirs permettent d’augmenter ou diminuer la vitesse de rotation.
Un des trucs « marrant » du montage, c’est qu’à l’origine, je partait dans l’idée de faire un module d’alimentation pour l’arduino, avant de me rendre compte que l’arduino était auto-alimenté par les câbles venant du contrôleur. Bref, j’avoue que je suis pas vraiment sûr que ce soit prévu pour, mais comme c’est du temporaire ça ira très bien en attendant une version définitive, vu que ça fonctionne comme ça :)

Petit ps à l’attention de ceux qui attentaient un pcb, il me reste quelques tests à réaliser, et je vais pouvoir m’y remettre, désolé pour l’attente.

DIY – modification d’une alimentation stabilisée

J’ai récemment récupéré une alimentation stabilisée hors service, de celles utilisées pour brancher une CB au secteur.

L'alimentation stabilisée

L'alimentation stabilisée

Après ouverture pour réparation, je me rend compte que la régulation est assurée par le célèbre LM723, très souvent utilisé dans les alimentations de labo réglables. Le montage intérieur ressemble d’ailleurs grandement à certains montages réglables que j’ai déjà vu auparavant. Il y a d’ailleurs deux petites résistances réglables sur le circuit, une pour régler la tension de sortie, l’autre pour régler le courant.

La carte de régulation

La carte de régulation

Première étape, réparer la bête pour pouvoir faire quelques tests. La chose n’est pas trop difficile, 2 transistors à changer, un condensateur bombé et un autre « vaporisé ».  Une fois les coupables remplacés, mise sous tension, et mesure : 13,8v, ce qui est annoncé sur le boîtier de l’alim. Je joue un peu avec la résistance variable ajustant la tension, et observe que la tension varie entre 13,8 et 15V. Il va donc falloir jouer sur l’échelle de manière à pouvoir partir d’une tension inférieure, et éventuellement dépasser les 15v.

Après quelques recherches, il s’avère que la tension de référence et minimum se règle via les broches 5 et 6 du lm723. Un petit coups d’oeil au circuit me révèle que la broche 5 est directement reliée à la 6, hors je vais avoir besoin d’ajouter un diviseur de tension. Le schéma de mon alimentation ressemble en grande partie à celui ci. Je coupe donc la piste entre les broches 5 et 6, afin de rajouter le pont diviseur :

Pont diviseur

Pont diviseur

Le branchement du pont diviseur

Le branchement du pont diviseur, coupure de la piste entre 5 et 6

Après mesure, j’ai maintenant une plage allant de 3v à 22,5V, pour un courant de 2,5A environ, ce qui me conviens tout à fait :)

Reste à mettre un potentiomètre en face avant, et pourquoi pas un affichage de la tension….
Pour le potentiomètre, c’est facile, il suffit de dé-souder la résistance variable, et de la remplacer par un potentiomètre de valeur équivalente.
Pour l’affichage, j’ai longuement hésité entre un affichage numérique (plus précis) et un affichage analogique. C’est finalement l’encombrement global qui aura fait mon choix : comme je ne voulais que de la récup, le seul afficheur numérique que j’avais sous la main était trop encombrant pour l’espace disponible en façade, et il était hors de question de refaire un circuit juste pour ça. mon choix s’est donc porté sur un affichage analogique à l’aide d’un galvanomètre de récupération.

Le galvanomètre de récup

Le galvanomètre de récup

Comme le galva est moulé dans le boîtier, si je veux récupérer quelque chose d’utilisable, je suis obligé de garder un morceau du boîtier. Quelques petits coups de Dremel plus tard, voici le résultat:

Le galva prêt à être utilisé

Le galva prêt à être utilisé

Comme l’échelle de valeur ne correspond pas tout à fait à ce que je veux mesurer, je dois là aussi mettre en place un pont diviseur le plus ajusté possible à ma gamme de valeur. Ne disposant pas des caractéristiques du galva, je fais ça par tâtonnement, ce qui me permet de trouver les bonnes valeurs en moins de 5 essais ;)

Un point qui ne m’avais pas semblé problématique au départ, mais s’est révélé être nettement plus compliqué que prévu : la réalisation de l’échelle pour ledit galva : contrairement à ce que mes premières mesures m’avais laisser pensé, l’affichage n’est absolument pas linéaire, et j’ai finalement du prendre les mesures volt par volt.

Mais au final, le résultat est plutôt sympa :)

Le résultat final

Le résultat final

Modif – Programmateur AVRispMKII

Comme je voulais pouvoir faire quelques montages plus « light » que ceux utilisant un arduino (et moins coûteux), je m’étais acheté il y a quelques temps un programmateur avrispmk2.

avrispMKII

Le coupable

A peine reçu, quelques tentatives, et là, c’est le drame : rien ne fonctionne, avrdude me renvoie de jolis message d’erreur me disant que le chip n’est pas reconnu, etc, etc…

J’emprunte à un collègue son programmateur (le modèle de ladyada), et là, tout passe nickel ! Donc, mes branchements étaient corrects, et mon code également. Après quelques de nombreux tests (faut dire que l’aspect « fabriqué à hong kong » rend tout de suite suspect), je me rend compte que l’avr n’est tout simplement pas alimenté. Là où ça deviens vraiment débile, c’est que tout est là pour alimenter le chip correctement ! Le +5v arrive par l’usb, et pour corriger le problème, il suffit de tirer un fil !

récupération de l'alimentation de l'usb

La solution !

Bref, c’est tellement nul que je me demande s’il y a une explication logique à la chose. (mon petit doigt me soufle que c’est pour programmer les chips « en circuit », mais bon, un petit jumper aurais résolu le problème…)

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