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Come ti fotografo un circuito elettronico (e altro)

Indice Argomento Corrente

1) Come ti fotografo un circuito elettronico: Introduzione

2) Un possibile studio fotografico a basso costo

3) Un po' di elettronica

4) Profondità di campo, distorsione sferica, diffrazione e rumore: una sottile alchimia fatta di compromessi

5) Esempi di foto fatte con questo metodo

Come ti fotografo un circuito elettronico: Introduzione

Fotografare dei circuiti elettronici o una valvola richiede la stessa perizia necessaria per fotografare una modella e anche, in piccolo la stessa attrezzatura.
Di seguito un elenco della attrezzatura necessaria:

Macchina fotografica di buona qualità con ottica accettabile e la possibilità di fare macrofotografia (cosa che ormai fanno anche le compatte). Questa caratteristica è legata allo zoom della macchina fotografica e alla minima distanza di messa a fuoco con lo zoom al massimo. Se questa distanza è troppo grande per fotografare piccoli particolari occorre utilizzare delle lenti correttrici che sono disponibili con poca spesa per quasi tutte le macchine fotografiche.
La macchina fotografica rappresenta l'elemento che più limita le vostre possibilità, sia per quello che riguarda l'ottica che la qualità del sensore.
Le macchine fotografiche moderne danno anche la possibilità di registrare filmati, cosa che può essere utile.
Un cavalletto per macchina fotografica per scattare usando l'autoscatto o il comando a distanza (per non fare foto mosse anche impiegando tempi lunghi).
E' importante che il cavalletto sia stabile, quindi di buona qualità.
Può essere anche autocostruito.
Uno dei problemi principali quando si vuole fotografare una valvola o comunque qualcosa di piccolo e in parte riflettente è l'illuminazione, quindi occorre un ministudio fotografico con un buon controllo delle fonti di luce sia per quello che riguarda l'intensità sia la temperatura di colore.

Di seguito vi illustro come fare un ministudio fotografico per valvole veramente minimale ma che ci permette di ottenere buoni risultati.

Un possibile studio fotografico a basso costo

Quello riportato di seguito è lo "studio fotografico" che utilizzo quasi sempre per fare delle foto a circuiti elettronici.
Il tutto è realizzato in compensato da 6mm di spessore 42x40cm (il minimo per conferire un po' di rigidità).
I quadrotti laterali sono da 30mm di sezione alti 20cm.
I quadrotti laterali sono destinati a sostenere l'impianto illuminante.
Per l'illuminazione ho scelto dei led SMD tipo 5050 (bianco caldo).
Ogni integrato 5050 contiene tre led bianchi collegati in parallelo, assorbe al massimo (in totale) 60mA e richiede una tensione di accensione di 3-3,2Volt.
Io li ho ricavati smontando una lampadina a risparmio energetico guasta.
Emettono una luce bianca calda o fredda in funzione del tipo di led.
Davanti ai led va posto un vetro smerigliato oppure qualcosa di comunque semitrasparente (io ho utilizzato della carta velina) per diffondere la luce troppo concentrata del led, in modo da ridimensionare il contrasto fra le varie zone illuminare, specie quelle riflettenti tipo il vetro.
Questo permetterà una esposizione priva di punti bruciati o di zone troppo scure.

Vanno poi predisposte altre lampade per gli effetti particolari (colorate) che permettono di selezionare il tipo di luce che si vuole.
Allo scopo ho comprato dei led RGB che piazzerò (in un secondo tempo) sempre sulle torrette (i quadrotti di legno).

Sul fondo se non si ha un muro di colore adatto a cui appoggiare il tutto è opportuno mettere un telo che funga da schermo del colore più appropriato (normalmente nero o bianco).
Il telo nero ha il vantaggio di tagliere completamente l'ombra, il telo bianco aiuta a diffondere la luce.
Il massimo sarebbe averli entrambi.
In via sperimentale abbiamo verificato che la luce migliore per illuminare una valvola termoionica (che è la cosa più difficile avendo superfici di vetro) deve venire da davanti e dall'alto rispetto a questa e la valvola va sopraelevata rispetto al piano del set fotografico, anche di poco, per evitare di fotografare l'ombra di quest'ultima.
Non dimenticatevi di diffondere la luce emessa dai led.
Può bastare anche della carta velina applicata davanti ai led.
La cosa migliore è utilizzare un vetro smerigliato e un analogo pezzo di plexiglass o policarbonato.
Una soluzione altrettanto buona, ma solo in alcuni contesti è illuminare la scena dal basso, usando sempre un diffusore adeguato.

Un po' di elettronica

	Nello schema a sinistra l'alimentatore utilizzato per alimentare i led che illuminano il set fotografico. Come si vede, dopo il trasformatore vi è un duplicatore di tensione in cui un ramo viene utilizzato per alimentare i gruppi R1-D1, R2-D2, R3-D3, R4-D4 che sono le barre led poste sulle torrette, mentre il gruppo R5-D5-D6 rappresenta l'illuminazione dal basso che richiede una tensione maggiore essendo realizzata con molti led posti in serie. In definitiva l'alimentatore fornisce a vuoto 30V e 60V tensioni che calano sotto carico per effetto della resistenza serie del secondario del trasformatore e della scarica dei condensatori che sono alimentati con un diodo raddrizzatore ad una sola semionda.

Nella fotografia sopra si vede il set fotografico con le due torrette di illuminazione e della carta velina che funge da diffusore di luce. In questa versione il numero di led illuminatori è stato raddoppiato per incrementare in modo drastico la luce disponibile. Sullo sfondo è stato messo uno schermo di cotone bianco che contribuisce a diffondere la luce.	Nella fotografia sopra si vede il gruppo rettificatore duplicatore adottato per alimentare le torrette led, montato su una basetta millefori fissata al legno con due viti autofilettanti. E' collegato ad un trasformatore da 20V (secondario) di recupero. Ha due uscite, una a 30Volt e l'altra a 60Volt.

Nella fotografia sopra si vede il circuito millefori su cui è stata costruita la torretta di illuminazione led. Sono presenti due file di led da 6 chip che contengono 3 led ognuno. Quindi in totale 32Led che assorbono in tutto 80mA per torretta ad una tensione di 18Volt. Quindi 1,44 Watt totali per torretta. Le resistenze che si vedono sul circuito sono resistenze da 1/2 watt di caduta per ridurre la tensione da 30 a 18V.	Nella fotografia sopra l'altra torretta di illuminazione. Il condensatore che si vede è in parallelo all'alimentazione prima delle resistenze, da 35Volt 330uF. Serve per stabilizzare ulteriormente la tensione che alimenta i led per evitare la fluttuazione di tensione che genera un dannoso effetto stroboscopico. Le barrette led sono fissate con della colla al supporto.

Profondità di campo, distorsione sferica, diffrazione e rumore: una sottile alchimia fatta di compromessi

Il rumore termico in una foto si presenta sottoforma di piccole variazioni di colore su uno sfondo omogeneo che gli conferiscono una certa granulosità.
Il rumore termico catturato da un sensore fotografico è funzione del tempo di esposizione.
Più lungo sarà il tempo di esposizione più grande sarà il rumore.
Per questo motivo le foto fatte con poca luce, quindi con tempi lunghi sono affette da molto rumore.
Questo come premessa al fatto che per avere profondità di campo decente nelle fotografia macro (si parla di profondità di campo di qualche centimetro) occorre chiudere il più possibile il diaframma, fino al limite di una diffrazione accettabile (f16-f32).
Questo causa una diminuzione della luce che giunge al sensore con un incremento dei tempi di ripresa.
Si può compensare in parte con un aumento della luce.
Il nostro obbiettivo deve essere sempre un compromesso fra il minor tempo possibile di esposizione (quindi luce intensa), diaframma chiuso il più possibile senza avere distorsione per diffrazione.
In tutto questo si deve anche considerare che la luce che giunge al sensore deriva da una porzione della immaginaria sfera avente la macchina fotografica come centro e la superficie sferica che ingloba l'oggetto da riprendere.
Con questa premessa la luce cala in funzione della distanza in quanto aumenta il rapporto fra superficie totale della sfera e superficie dell'oggetto da riprendere.
Quindi bisogna ridurre quando possibile la distanza fra la macchina fotografica e l'oggetto da riprendere cercando di mantenere nel contempo una distorsione sferica accettabile. In fase di post produzione della foto è possibile con opportuni software eliminare in parte il rumore.


Sopra una fotografia con la corretta profondità di campo. Sulla scatolina di carta è ancora leggibile la scritta "Miniwatt" che è di versi centimetri più lontana del punto di messa a fuoco (la scritta EY87 sul corpo della valvola). Questa foto è stata fatta con diaframma aperto f/8 e esposizione di 1".	Sopra una fotografia con una non corretta profondità di campo. Sulla scatolina di carta non è leggibile la scritta "Miniwatt" che è di versi centimetri più lontana del punto di messa a fuoco (la scritta EY87 sul corpo della valvola). Questa foto è stata fatta con diaframma aperto f/2,8 e esposizione calcolata dalla macchina.

Nell'esempio sopra l'unica miglioria che possiamo fare alle foto a sinistra consiste nell'aumentare la luce e diminuire il tempo di esposizione per ridurre il rumore.

Esempi di foto fatte con questo metodo

La macchina utilizzata è una Panasonic DCM-FZ200 con obiettivo LEICA DC con zoom ottico 24x (25/600 mm) con apertura F2,8 sull’intero zoom. Si tratta di una macchina fotografica di fascia economica ma di buona qualità globale.
Sensore MOS ad alta sensibilità da 12,1 Megapixel e Advanced Noise Reduction.
Il tutto montato su un cavalletto di alluminio di discreta qualità.