Как сделать USB микроскоп для пайки из веб-камеры своими руками

Для пайки мелких компонентов увеличительного стекла бывает недостаточно. Куда комфортней работать при наличии микроскопа. Он подключается к большому монитору компьютера, и дает детальное четкое изображение. С ним паять получается намного точнее и качественнее. Такой микроскоп вполне возможно собрать своими руками из веб-камеры.

Материалы:

• Веб-камера;
• объектив от старого фотоаппарата с фокусом от 50 мм;
• алюминиевая профильная труба 10х10 мм.

Процесс изготовления микроскопа

Для изготовления микроскопа потребуется разобрать веб-камеру, так как ее штатный корпус не нужен.

Сразу же убираем микрофон, если тот отсоединяется. Кабель идет на плату сквозь заднюю крышку корпуса. Его следует отсоединить, а затем припаять заново, либо же просто разломать корпус, что быстрее.

На плате камеры возле объектива имеет светодиод. В случае с микроскопом он будет мешать. Его нужно выпаять. Затем обязательно проверьте работоспособность камеры, так как случайно можно отпаять лишнее.

Теперь откручиваем у камеры ее штатный объектив. Вместо него нужно поставить большой от фотоаппарата. Но для этого, понадобиться определить – на каком расстоянии устанавливать его от матрицы. Это делается практическими испытаниями при максимально закрытой диафрагме.

Объектив устанавливается на длинную трубку над матрицей. Затем камера включается. При испытании нужно записывать 2 параметра: расстояние между камерой и объективом, при котором картинка получается четкой, и между объективом и рассматриваемым предметом. Делая замеры, и постепенно укорачивая трубку, нужно добиться такого баланса, чтобы связка камера и объектив могли фокусироваться на объекте с оптимальным увеличением. И при этом предмет был достаточно удален, чтобы к нему можно было добираться паяльником во время работы.

Определившись с расстояниями, нужно заняться корпусом микроскопа. Удобней всего распечатать его на 3D принтере. Для этого делается крепление для платы камеры с монтажными отверстиями.

Также распечатывается деталь в виде диффузора. Она должна стыковаться с первым креплением. В ней делаются направляющие для регулировки.

Третья часть представляет собой трубку, которая накручивается на резьбу объектива. Она должна плотно входить в диффузор. На ней делаются 2 выступа, которые будут скользить по направляющей ответной части. Таким образом, можно будет фиксировать объектив на ранее измеренном расстоянии, а также при необходимости делать регулировку в ту или иную сторону. Это позволит приближать картинку еще ближе, или отделать ее.

При отсутствии 3D принтера, подобная конструкция делается из пластиковых труб, пластин и клея. Далее плата помещается в корпус, и собирается с объективом.

Из алюминиевой профильной трубы изготавливается стойка микроскопа.

Крепления для соединения, а также регулировочный кронштейн, можно аналогично распечатать на 3D принтере. Ножки стойки лучше сделать таким образом, чтобы между них помещался ваш коврик для пайки.

Теперь достаточно подвесить микроскоп, и вставить кабель в USB порт компьютера, чтобы видеть на экране увеличенное изображение области пайки.

Смотрите видео

Как подключить камеру из старого ноутбука к USB — https://sdelaysam-svoimirukami.ru/7206-kak-podkljuchit-kameru-iz-starogo-noutbuka-k-usb.html

Правильный USB микроскоп для пайки или микроскоп с реальным увеличением x1200

Покупая любую продукцию и китайских продавцов нужно быть очень осторожными, так как часто, я бы даже сказал регулярно, в целях продвижения своей продукции продавцы указывают в описаниях своих товаров заведомо завышенные характеристики. Фактически, приходится рыться в горах рекламного мусора, чтобы найти адекватное описание и купить качественный продукт. Но иногда, не часто, случается и противоположная ситуация. Когда представленное описание товара не полное и фактически такое описание скрывает уникальные достоинства продукта. Данный материал откроет одну из таких скрытых жемчужин.

Тема «правильного» микроскопа для пайки не нова. Уже многие пытались найти решение данной проблемы. Проблема существует, потому, как в современной электронике используется всё более мелкие детали, и всё более плотный монтаж. Детали становятся настолько мелкие, что их уже сложно даже разглядеть невооружённым взглядом. А уж работать с такими компонентами без вспомогательных оптических приборов практически невозможно.

На рынке существует реально несколько подходов к решению данной задачи:

• это использования луп, как стационарных, так и надеваемых в виде очков
• это использования оптических микроскопов, обычных и стерео
• и самое модное решение – это использование цифровых микроскопов.

Каждое решение обладает своими достоинствами и недостатками. А именно:

• Обычная лупа имеет или недостаточное увеличение или её приходится размещать очень близко к объекту.
• Оптические микроскопы не дешевы, и имеют весьма ограниченное рабочее пространство
• Любой оптический прибор, лупа или оптический микроскоп, создают серьёзную нагрузку на глаза. Особенно негативно для глаз использование очков-лупы.
• Дешёвые цифровые микроскопы, как я их называю «микроскопы на ножке», передают картинку с большой задержкой, имеют слишком маленькое рабочее расстояния до объекта, из-за чего их очень не удобно использовать в работе.
• Дорогие цифровые микроскопы имеют высокую цену, реально 150$-250$ за полный комплект. При этом они не дают высокого увеличения, не позволяют работать под углом, занимают слишком много места на столе, крупный объектив и камера закрывают собой обзор и мешают в работе, если опустить объектив низко.

Понятно, что будущее за цифровыми микроскопами, хотя бы потому, что их использование максимально безопасно для глаз. В интернете можно найти много попыток найти оптимальный цифровой микроскоп для пайки, но подавляющее большинство этих попыток заканчиваются фразой вроде: «Пробовали много разных USB микроскопов для пайки. Ни один из не пригоден для работы. Были убраны/проданы как бесполезная игрушки, а не инструмент».

Думаю, данная статья сможет изменить отношение к USB микроскопам.

Речь пойдёт о сравнительно новой линейке USB микроскопов. Разработан данный микроскоп фирмой Andonstar и имеет цену порядка 50$. Позднее, появился ряд идентичных клонов, которые ни по ТТХ, ни по виду, ни по комплектации не отличаются от оригинала, но имеют цену порядка 35$. Оба этих микроскопа, и оригинал от Andonstar и ещё один Andonstar уже обозревались. Поэтому я не вижу смысла повторять то, что уже сказано в предыдущих обзорах. Рекомендую их просмотреть, так как дальше речь пойдёт о вопросах, как бы в продолжении этих обзоров.

Я себе купил клон, потому как, если нет разницы, зачем платить больше. Но практически я уверен, что всё сказанное далее будет справедливо и для оригинала от Andonstar. Целью данного обзора будет измерение реальных характеристик микроскопа, в также будет показано, как правильно пользоваться микроскопом, чтобы эти характеристики можно было использовать на практике.

Штатив

Театр начинается с вешалки, а USB микроскоп начинает со штатива. Штатив для микроскопа — это архиважная вещь. Потому как при работе на больших увеличениях точность позиционирования микроскопа должна быть на уровне десятых или даже сотых долей миллиметра. Поэтому крайне важно, чтобы штатив позволял выбрать произвольную высоту и положение микроскопа, а также позволял корректно совершить микро-коррекцию положения.

Обсуждать штатив микроскопа на ножке бессмысленно. Это не штатив. Использовать на больших увеличениях его крайне сложно.

В обозреваемом микроскопе ситуация гораздо лучше, чем у микроскопов на ножке. Но всё-же, следует признать, что данный штатив справился с проблемой лишь частично. Вертикальное позиционирование работает очень точно, как и остальные регулировки, а вот с горизонтальным люфтом беда. Изначально, данный штатив спроектирован так, что у него всегда будет горизонтальный люфт. Но то, что он будет таким большим, я не ожидал. Проще говоря, микроскоп реально болтается в горизонтальной плоскости. У меня болтанка составляет около 7мм.

Понятно, что работа с таким люфтом практически невозможна. Потому как при любой попытке изменить настройку высоты или фокуса, картинка уезжает далеко за границы кадра.

Судя по конструкции штатива, полностью устранить люфт теоретически невозможно. Но, тем не менее, вполне удобное решение было найдено, которое практически полностью нейтрализует люфт, даже при самом большом увеличении. Для этого достаточно закрепить резинку. Фотки всё объяснят лучше слов. Главное, правильно подобрать силу натяжения резинки. Также важно, не ставить слишком тугую резинку.

Фото штатива

Пример люфта, сдвиг вправо

Пример люфта, сдвиг влево

Решение проблемы

Разобранный штатив, в выдвинутом состоянии. Выдвинута ось, которая люфтит.

Вид снизу. Вдали виден штифт, который перемещается по канавке. Из-за того, что этот штифт чуть уже канавки и происходит люфт.

Вид снизу, ось максимально втянута. Штифт крупным планом

Канавка крупным планом

Максимальное увеличение микроскопа

Это главный вопрос к продавцам и владельцам микроскопа, точный ответ на который никто не знает.

Вся сложность заключается в том, что и как мерить. Точнее, проблема не в том, что нет стандартной методики, для определения максимального увеличения микроскопа. Каждый продавец для микроскопа на ножке ставит, в зависимости от уровня наглости, понравившуюся цифру максимального увеличения. Сейчас можно найти одну и ту же модель микроскопа, вроде той что на картинке сверху, с указанием максимального увеличения x200, x500, x800, x1000 и даже x1600. Хотя, реально, мало кому удаётся увидеть больше x200.

Так как стандартной методики не существует, далее будут проведены замеры максимального увеличения, руководствуясь здравым смыслом.

Чтобы определить увеличение микроскопа нужна определить размер видимой области в микроскопе и размер видимой части изображения на экране компьютера. Если выбрать за основу дисплей нетбука 10 дюймов и экран телевизора 60 дюймов, то формально одно и тоже изображение на экране телевизора будет иметь увеличение в 6 раз больше. Но понятно, что мало кто использует 60 дюймовый телевизор как основной монитор. Думаю, будет корректным взять за основу расчёта экран монитора 27 дюймов разрешением FullHD. Для такого монитора, можно считать ширину видимой части дисплея равной 60см.

Это снимок металлической линейки с максимальный увеличением. Снимок сделан с реальным разрешением 1600×1200.

На этом снимке выделен фрагмент, показанный на предыдущем снимке

Согласно данным со снимка, ширина выделенной части изображения составляет 1.23мм. А это значит, что это изображения на экране монитора шириной 60см будет показано с увеличением в x487.5 раз. С учётом, что ширина монитора может оказаться чуть шире, можно смело признать, что указанное в описание микроскопа максимальное увеличение x500, соответствует истине.

В тоже время, если взять за основу огромный парк микроскопов на ножке, большинство их имеет матрицу 640×480, а большие разрешения достигаются как интерполяция. Но чтобы корректно сравнивать разрешения микроскопов, по идее нужно делать сравнение при одинаковом разрешении снимка.

То есть, чтобы превратить верхний снимок в максимальном разрешении для снимка, пригодного для сравнения, нужно выделить фрагмент размером 640×480 от левого верхнего угла снимка, а остальное отрезать.

Для такого снимка, разрешение данного микроскопа получится равным x1219.5. Странно, что китайцы не догадались, сравнивать разрешение микроскопов при фиксированном размере кадра.

Это не дутые цифры, софт для показа картинки умеет делать такое увеличение на лету, таким образом микроскоп может реально работать, и выдавать разрешение картинки, большее чем в x1200 раз. Фактически — это цифровой зум, только реализуется он в нашем случае не железом микроскопа, как это сделано в навороченных цифровых микроскопах, а на уровне софта в программе просмотра.

Поэтому, если указывать максимальное разрешение микроскопа, то нужно обязательно указывать для какого разрешения кадра посчитано это увеличение.

Расстояние от объектива микроскопа до объекта

Расстояние от объектива микроскопа до наблюдаемого объекта критически важно, в случае пайки, да и других работ. Важно, чтобы микроскоп находился на достаточном расстоянии от объекта наблюдения, что не заслонять обзор и не мешать работе. Был произведён ряд замеров, при каком увеличении, какое расстояние должно быть до микроскопа.

Для пайки, на мой взгляд, оптимально ширина кадра в районе 20мм-40мм. При таком рабочем поле расстояние от микроскопа получается равным приблизительно 40мм-70мм. На таком расстоянии микроскоп абсолютно не мешает работать. Кроме того, для пайки я предпочитаю направлять микроскоп не строго вертикально, а под углом, градусов 30 от нормали, что мне кажется, удобнее, чем чисто вертикальная установка камеры.

Если сравнивать с профессиональными решениями, ценой в районе 200$, что-то вроде такого или такого или полный комплект как на картинке:

Такой микроскоп обеспечивают увеличение на уровне x50 для разрешения 1920×1080 на расстоянии где-то 20см от объекта. Из минусов: максимальное увеличение не такое большое, всего около x175, и для него требуется приближение чуть-ли не впритирку. Но одно дело, когда впритирку ставишь тоненькую трубочку диаметром 1см, и другое дело, когда приходится перемещать весь этот могучий комбайн. Я считаю, что приобретение такого колосса не оправдано.

Запаздывание картинки

Самая большая беда USB микроскопов – это запаздывание картинки. Если переместить объект в поле зрения камеры микроскопа, то изображение на экране монитора обновится не сразу. У всех микроскопов на ножке, доступно обычно два основных режима работы: 640×480 при 30 fps, и 1600×1200 при 5 fps. Работать с картинкой при 5 fps – это пытка. Либо нужно привыкать, когда после каждого движения нужно останавливаться и делать паузу.

У данного микроскопа, проблемы с запаздыванием нет. Всё обновляется быстро, и совершенно не напрягает при работе. Что было замечено авторами и предыдущих обзоров. Но одно дело ощущения, а хочется точных цифр, которые далее будут даны.

Видео поток может передаваться либо в формате yuyv422, либо в формате mjpeg. Крайне важно для просмотра видео потока использовать только формат видео потока mjpeg. Частота обновления кадров для высоких разрешений для mjpeg значительно выше, чем для формата yuyv422. И составляется для основных режимов:

• 640×480 при 30 fps
• 800×600 при 20 fps
• 1280×960 при 17 fps
• 1600×1200 при 17 fps.

Битрейт для максимального режима 1600×1200 при 17 fps составляет приблизительно 9-12 мегабайт в секунду.

Кстати, чтобы понять насколько круто всё работает в режиме mjpeg, очень познавательно попробовать использовать режим yuyv422. Чтобы понять, что видят и могут микроскопы на ножке.

Кроме того, у этого микроскопа есть одно скрытое достоинство. Если выбран формат видео потока как mjpeg, то в случае, когда нужно делать захват видео, можно захваченное видео не перекодировать силами процессора, а отправить в виде как-есть, напрямую из микроскопа в видеофайл. Этот режим работы имеет ряд плюсов. В этом режиме CPU разгружается от работы. А это значит, он не только меньше греется и меньше потребляет энергии. Это значит, что даже на самых слабых процессорах можно успешно делать захват видео с максимальным разрешением без выпадения кадров.

К сожалению, лишь небольшое число программ умеет так работать с видео. Мне известны только три таких программы: AMCap, FFmpeg и VirtualDub.

Для выбора этого режима в AMCap нужно указать тип видео потока с камеры микроскопа как mjpeg, а формат кодирования при записи видео – «Без кодирования».

Для FFmpeg нужно лишь добавить опцию в командной строке -vcodec copy.

Далее приведу ряд типовых команд FFmpeg, которые помогут разобраться как использовать FFmpeg в работе с микроскопом:

Захват видео и запись в файл без перекодирования видео потока:

ffmpeg -s 1600x1200 -rtbufsize 100MB -f dshow -vcodec mjpeg -i video="USB Camera" -vcodec copy -y output.mp4

Просмотр видео:

ffmpeg -video_size 1600x1200 -framerate 30 -rtbufsize 100MB -f dshow -i video="USB Camera" -pix_fmt yuv420p -f sdl "Microscope Video"

Просмотр видео с масштабированием его до выбранного разрешения. Можно подставить вместо 640×480 любое другое разрешение:

ffmpeg -video_size 1600x1200 -framerate 30 -rtbufsize 100MB -f dshow -i video="USB Camera" -pix_fmt yuv420p -vf scale=640:480 -f sdl "Microscope Video"

Просмотр видео с масштабированием, но при этом разрешение масштабировать по оси X для разрешения 1280, а по оси Y разрешение будет выбрано автоматически:

ffmpeg -video_size 1600x1200 -framerate 30 -rtbufsize 100MB -f dshow -i video="USB Camera" -pix_fmt yuv420p -vf scale=1280:ow/a -f sdl "Microscope Video"

Просмотр видео с масштабированием, но при этом разрешение масштабировать по оси Y для разрешения 1060 а по оси X разрешение будет выбрано автоматически:

ffmpeg -video_size 1600x1200 -framerate 30 -rtbufsize 100MB -f dshow -i video="USB Camera" -pix_fmt yuv420p -vf scale=oh*a:1060 -f sdl "Microscope Video"

Просмотр видео с масштабированием в 640×480 и одновременная запись видео в видео файл без перекодирования видео потока:

ffmpeg -s 1600x1200 -rtbufsize 100MB -f dshow -vcodec mjpeg -i video="USB Camera" -vcodec copy output. mp4 -pix_fmt yuv420p -vf scale=640:480 -f sdl "SDL output"

Разборка видео файла, содержащего видео поток mjpeg без перекодирования и потери качества на отдельные jpeg файлы:

ffmpeg -i mjpeg-movie.avi -c:v copy -bsf:v mjpeg2jpeg frame-%04%d.jpg

В VirtualDub никаких специальных настроек делать не нужно.

Измерение запаздывания видео

Измерить запаздывания видео просто. Для этого, нужно рядом с компьютерным монитором, на которое транслируется видео с микроскопа, положить смартфон, так чтобы экран смартфона снимался микроскопом. В смартфоне нужно запустить приложение секундомер. Далее, нужно взять ещё одно устройство: видео камеру, ещё один смартфон, фотоаппарат, или любое другое умеющее записывать видео. Навести его так, чтобы в кадр попал экран смартфона с цифрами секундомера, а так же картинка, транслируемая с микроскопа на монитор, которая также показывает цифры секундомера со смартфона. Далее запускаем запись видео. А после окончания, сравниваем показатели времени на экране монитора, и на экране смартфона. Задержка между появлением показания на мониторе компьютера и есть та самая злостная задержка видео, которая очень сильно мешает в работе.

Эксперимент был проведён трижды, каждый раз используя различные программы захвата видео. Захват проводился только в режиме 1600×1200 с масштабированием видео под размера экрана, чтобы видео было максимально большим, но без искажения пропорций.

Первый тест

В качестве программы захвата используется AMCap.
Задержки составили:

0.17	0.20	0.11	0.23	0.13	0.21	0.16	0.20	0.19	0.22	0.17	0.25	0.29	0.20	0.15

Средняя задержка: 0.192 сек

Второй тест

В качестве программы захвата используется FFmpeg.
Задержки составили:

0.13	0.16	0.24	0.15	0.23	0.14	0.14	0.18	0.13	0.17	0.25	0.16

Средняя задержка: 0. 173 сек

Третий тест

В качестве программы захвата используется VirtualDub.
Задержки составили:

0.19	0.14	0.18	0.13	0.17	0.25	0.20	0.15	0.18	0.18	0.17	0.25	0.16	0.23

Средняя задержка: 0.184 сек

Данные замеры подтвердили очень качественно сделанное аппаратное видео кодирование у камеры.При передаче видео в цифровом формате неизбежна задержка один кадр для его кодирования, и ещё один кадр для его декодирования. При частоте в 17 кадров, задержка на 2 кадра будет равна 2/17 = 0.1176 сек. Плюс нужно учесть, что частота кадров монитора, который обновляется 1 раз в 60 сек тоже даёт вклад в задержку. Получим 2/17+1/60 = 0.1343 сек. Можно увидеть, что данная задержка точно согласуется с измеренными данными, что говорит о достоверности измерений.

В данном тесте победил FFmpeg, хотя отрыв от AMCap не велик. Зато большим плюсом AMCap можно считать то, что в AMCap работает кнопка захвата отдельных скриншотов. Кстати — в данном микроскопе она сделана правильно, по уму, в отличии от микроскопов на ножке. В них кнопка расположена прямо на микроскопе. Кнопку невозможно нажать не тряхнув микроскоп. А в этом микроскопе кнопка сделан на кабеле, что позволяет делать захваты отдельных кадров быстро и качественно.

Итог

На сегодняшний день — это лучший микроскоп за сравнительно небольшие деньги, который подходит не только для разглядывания мелких объектов, но и для мелких работ, таких как пайка, ювелирные работы, механические работы (перерезать дорожку на плате под таким микроскопом одно удовольствие).

По своим потребительским качества данный микроскоп реально составляет конкуренцию даже гораздо более дорогим микроскопам на основе промышленных камер с большими объективами.

Живность

Не живое

Кожа

Нож

Сахар

Соль

Видео процесса пайки

Update
Добавил секцию с фотками по поводу люфта

Lifecam Studio 1080P USB Microscope Lens MOD Kit

• -$20. 00

поиск

 

69,95 $

49,95 $ Сэкономьте $20.00

Без налога

• Описание
• информация о продукте

Руководство по использованию видео: http://youtu.be/BevER1PYGe8

Этот комплект объектива используется для модификации 1080P Microsoft Lifecam Studio и включает следующие элементы: резкость

2. Профессиональный стержень для разборки, жесткость стержня точно настроена, чтобы не повредить объект.

3. Прочная лента 3M с высоким коэффициентом трения.

После того, как мы попробовали много USB-мегапиксельных микроскопов стоимостью менее 200 долларов США (все они являются фальшивыми мегапикселями, на самом деле изображение с интерполированным датчиком VGA) на ebay, ни один из них не является приемлемым.

Я решил модифицировать один и использовать датчик от известного бренда. Качество и стабильность превосходны и гарантируются. Первоначально такие устройства предназначались только для промышленного использования и продавались за тысячи долларов.

Характеристика:
* 15 см рабочее расстояние
* 1080P 30 кадров в секунду видео, размер объекта 31 мм (1920 пикселей) x 17 мм (1080 пикселей) на рабочем расстоянии 15 см
* Оснащен специально изготовленным мегапиксельным объективом, резкость от края до края
* Совместимость с UVC, драйвер не требуется в Windows 7 для работы 1080P
* Настоящее аппаратное обеспечение 1920*1080 пикселей в высоту качество без интерполяции Большой датчик CMOS

  Демонстрационное видео:

mp4

Первое видео демонстрирует качество движения микроскопа, большинство USB-камер способны только к статическому качеству, когда объект движется, происходит серьезное размытие движения, и это не подходит для пайки smt в реальном времени.

Второе видео демонстрирует глубину резкости микроскопа, печатная плата находится под углом 45 градусов к столу. Чип XMOS имеет размер 10×10 мм, по формуле треугольника глубина резкости > 10 мм, что невероятно много для такого типа устройств.

*Необработанный видеозапись уже сжата в формате mpjeg, но все еще очень велика: 100 МБ = 5 секунд. Он доступен ниже для людей, которым необходимо серьезно изучить качество видео

http://www.diyinhk.com/support/cam1080a.avi

Клиенты, которые купили этот товар, также купили:

 Быстрый просмотр

 Быстрый просмотр

• Нет в наличии

 Быстрый просмотр

$59,95

 Быстрый просмотр

14,95 $ -$3. 00 11,95 долл. США

• -3,00 долл. США

 Быстрый просмотр

69,95 $ -$20.00 49 долларов.95

• -20,00$

 Быстрый просмотр

 Быстрый просмотр

59,95 $

 Быстрый просмотр

Новая ловушка Apple для ремонта экрана может навсегда изменить индустрию ремонта

Тейлор Диксон из iFixit подробно рассказывает о процессе удаления экранного чипа, сохраняющего Face-ID, в iPhone 13, включая интервью с Джастином Эшфордом из The Art of Repair. Обновление

: Apple сообщила The Verge 9 ноября , , через пять дней после того, как этот пост широко цитировался в новостях, что она выпустит обновление программного обеспечения, чтобы предотвратить отключение Face ID после замены экрана.

Apple уже много лет урезает ремонтные работы iPhone вне их контроля. С новыми изменениями в iPhone 13 они могут полностью разрушить рынок.

Новый iPhone 13 полностью отключает флагманскую функцию Face ID при замене экрана. Мы неоднократно подтверждали это в нашей лаборатории, тестируя множество разных телефонов на iOS 15 и 15.1, и наши результаты были воспроизведены многочисленными специалистами по ремонту.

Это черный день для ремонтников, как домашних мастеров, так и профессионалов. Один из самых распространенных ремонтов телефонов, который когда-то можно было выполнить с помощью ручных инструментов, теперь требует микроскопа. Это означает, что вы не сможете починить экран своего iPhone самостоятельно, не жертвуя основной функциональностью. Это также имеет огромное значение для индустрии профессионального ремонта, для которой Apple является доминирующим брендом для обслуживания. Небольшие магазины могут быть закрыты, вынуждены выбирать между тратой тысяч на новое оборудование или потерей основного источника дохода.

Для магазинов, которые хотят выжить, единственным выходом будет присоединиться к обременительной сети IRP Apple — не вариант для магазинов, которые ценят конфиденциальность своих клиентов — или обойти блокировки iPhone с помощью инструментов для микропайки и обучения. Эта беспрецедентная блокировка уникальна для Apple. Это совершенно новое в iPhone 13, и его трудно понять как меру безопасности, учитывая, что подсветка Face ID полностью отделена от экрана. Вероятно, это самый сильный аргумент в пользу законов о праве на ремонт. И все из-за чипа размером с Tic-Tac, спрятанного в нижней части экрана.

Снятие центральной микросхемы с дисплея iPhone 13.

iPhone 13 подключается к своему экрану с помощью этого небольшого микроконтроллера в состоянии, которое специалисты по ремонту часто называют «сериализацией». Apple не предоставила владельцам или независимым магазинам возможность подключить новый экран. Уполномоченные технические специалисты с доступом к проприетарному программному обеспечению Apple Services Toolkit 2 могут заставить работать новые экраны, регистрируя ремонт на облачных серверах Apple и синхронизируя серийные номера телефона и экрана. Это дает Apple возможность одобрить или отклонить каждый отдельный ремонт.

iCorrect показывает одну процедуру удаления дисплея iPhone 13 и проверяет, что он снова включает Face ID после переноса на новый экран.

Самые изощренные ремонтные мастерские нашли обходной путь, но это не быстрый и хитрый хак — это физическое перемещение припаянного чипа с оригинального экрана на замену. Мы более подробно рассмотрим этот процесс ниже, но важно отметить, насколько это совершенно беспрецедентно. Замена экрана невероятно распространена. Десятки тысяч ремонтных мастерских по всему миру поддерживают свои сообщества, заменяя экраны для клиентов по конкурентоспособным ценам. А Apple одним махом, по-видимому, ставит отрасль на колени.

Джастин Дрейк Кэрролл, генеральный директор и основатель Fruit Fixed, региональной ремонтной сети в Вирджинии, сказал, что замена экранов приносит около 35 процентов дохода. «В какой-то момент это было 60 процентов, несколько лет назад. Мы очень много работали, чтобы снизить эту цифру, чтобы один поток доходов не был такой огромной частью того, что мы делаем. Очевидно, что это по-прежнему невероятно важная часть нашей бизнес-модели».

«Эта штука с заменой интегральных схем [чипов] — это катастрофа, и мы определенно должны бороться с этим на 100 процентов», — сказал Джастин Эшфорд, консультант ремонтной мастерской и популярный инструктор по ремонту на YouTube. «Но наше отраслевое определение того, что такое базовый ремонт, необходимо изменить… это новый базовый принцип. В будущем первый инструмент, который вам понадобится, — это микроскоп». 9Сообщение об ошибке Face ID 0009 после замены дисплея на iPhone 13 Pro Max другим оригинальным дисплеем iPhone 13 Pro Max на iOS 15. 1.

Давайте углубимся в технические детали. Мы протестировали его на iOS 15.1, последней официальной версии программного обеспечения для iPhone. Замена экрана iPhone 13 точно таким же экраном от идентичного нового iPhone дает эту ошибку: «Невозможно активировать Face ID на этом iPhone».

Apple ничего публично не говорила об этой проблеме. Дастен Махати, опытный специалист по ремонту, сказал, что друг из Apple Independent Repair Program сообщил службе поддержки Apple, что проблема будет устранена в обновлении iOS. Единственное изменение, которое мы заметили, это то, что в версии 15.0 функция Face ID не работала в фоновом режиме, но в последней версии она отображает явное сообщение об ошибке. Мы обратились в Apple за комментариями, но они не ответили.

Трудно поверить, что после многих лет проблем с блокировкой Touch ID, аккумуляторов и камер, последняя блокировка деталей iPhone от Apple произошла случайно. Насколько наши инженеры могут сказать, поддерживать работу Face ID на iPhone 13 после замены экрана должно быть проще, чем когда-либо, поскольку его сканер полностью отделен от дисплея. Технически да: сбой Face ID может быть очень специфической аппаратной ошибкой для одного из наиболее часто заменяемых компонентов, который каким-то образом прошел тестирование, не был исправлен в крупном обновлении программного обеспечения и просто блокирует вид. самостоятельного ремонта, от которого компания не получает прибыли.

Однако более вероятно, что это стратегия, а не недосмотр. Эта ситуация делает AppleCare практически обязательным для новых iPhone, если только вы не знаете, что ваша местная ремонтная мастерская готова к этому вызову. Или вы просто планируете никогда не ронять телефон.

Среди специалистов по ремонту, с которыми мы разговаривали, и в частных дискуссионных группах по ремонту возникает чувство трепета. Технические специалисты готовятся к трем ближайшим вариантам: купить новое оборудование и переобучить техников для работы с микропайкой, присоединиться к «авторизованной» ремонтной сети Apple (либо AASP, либо к программе независимого ремонта — обе можно снисходительно назвать «невероятно ограничительными») или найти новую направление работы. Есть, конечно, и четвертый вариант: драться изо всех сил за право на ремонт.

«Эта индустрия была построена на экранах iPhone, но она долго не протянет», — сказал Эшфорд, инструктор по ремонту. «Такого рода вещи подкрадывались к нам некоторое время. Любой, кто серьезно относится к ремонту, знает, что ему сейчас нужно делать».

Одна опытная ремонтная мастерская сказала мне, что они меняют чипы экрана со времен iPhone X, чтобы избежать проблем с калибровкой касания и предупреждений о «подлинных» деталях; у них процесс сократился примерно до 15 минут. Они медленно создавали запас восстановленных и сменных экранов сторонних производителей с пустыми слотами для чипов, используя станки с ЧПУ и зажимные приспособления для их вырезания.

Станок с ЧПУ очищает слот для чипа в экране iPhone в ремонтной мастерской, чтобы быстрее вживить оригинальный экранный чип.

Другой мастер по ремонту сказал мне, что в некоторых магазинах это может занять 30 минут, но сейчас немногие вообще могут это сделать.

Микропайка — это квалифицированная работа, требующая оборудования стоимостью в тысячи долларов и обширной практики, прежде чем вы станете профессионалом. Требуемый технический опыт и время бросят вызов многим ремонтным мастерским, которые ранее работали в основном с более крупными деталями выше уровня материнской платы. «Три из 10 магазинов занимаются пайкой», — сказал техник. «Один из [этих] троих может работать с BGA».

Чип, который может изменить будущее самостоятельного ремонта телефонов.

Даже если у магазина есть оборудование и опыт, чтобы выпаять чип BGA и переместить его на новый экран, он конкурирует в невыгодном положении с сетью ремонта и планом защиты Apple, AppleCare. Авторизованный технический специалист Apple может заставить iPhone 13 принять новый экран несколькими щелчками мыши в своем секретном программном обеспечении — без нагрева, распайки или повторной пайки. Специалисты Apple также могут поддерживать работу True Tone, чего независимые специалисты по ремонту еще не достигли с помощью сторонних программистов на новых моделях iPhone 12 и 13.

Другими словами, для тех, у кого есть доступ к сети Apple, замена экрана на iPhone 13 ничем не отличается от предыдущей. Для независимых магазинов все иначе.

«[Это] преднамеренный шаг, чтобы лишить клиента возможности ремонта», — сказал Кэрролл из сети Fruit Fixed. «Честно говоря, если бы каждый ремонт экрана требовал такой большой работы, я бы повесил трубку, и мы не смогли бы помочь тысячам людей, которым мы помогаем каждый месяц».

Для клиентов, которые хотят самостоятельно починить свой iPhone 13, варианты мрачны. Вы могли бы жить без какого-либо биометрического входа в систему, как это было в 2012 году. Или вы могли бы попытаться переместить чип, купив себе микроскоп или веб-камеру высокого разрешения, термовоздушную паяльную станцию, паяльник с тонким жалом, а также необходимые трафареты BGA, флюс и другие расходные материалы. Мы разместили серию видеороликов, объясняющих, как именно это сделать, и мы продаем большинство из этих предметов. Но даже с этими инструментами (и большим количеством термостойкой ленты) это непростая задача. Легко повредить хрупкий OLED-экран сразу за кабелем, на котором сидит чип. Один из наших инженеров понял это на собственном горьком опыте, убив два экрана, пытаясь извлечь чип для фотографий и проверки.

Фронтальная камера iPhone 13 и массив сканирования лица (слева), чип экрана и рисовое зернышко (в центре) и решетчатое седло, из которого удален чип (справа).

Существует вероятность того, что, как и в случае с камерой iPhone 12, Apple может изменить идентификатор лица iPhone 13 с нефункционального на предупреждение «Невозможно проверить» с будущим обновлением программного обеспечения. Такое обновление iOS появилось в конце января, примерно через три месяца после отправки iPhone 12. Если это произойдет, компания должна будет объяснить, намеренно ли она проверяла почву для дальнейшей сериализации деталей или просто беспечно пренебрегала потребностями своих клиентов и независимых ремонтников.

Программное обеспечение Apple для ремонта предназначено исключительно для тех специалистов, которые связаны жестко контролируемой программой ремонта компании.