Открытые цепи: удивительная книга фотографий раскрывает скрытый мир повседневной электроники

Разъем для наушников 3,5 мм и гнездо в разрезе © Open Circuits. Фотография Винделла Оскея

Открытые схемы, недавно выпущенная книга издательства No Starch Press, погружается в загадочный микроскопический мир повседневной электроники, отшлифовывая их и разрезая, чтобы выявить их скрытые сложности.

Сценарист: Дом Картер

13 апреля 2023 г.

Книга «Открытые схемы», написанная инженером по аппаратному обеспечению Google Эриком Шлепфером и дополненная фотографиями, сделанными Уинделлом Оскеем, выросла из простой фотографии устранения неполадок, которую Эрик сделал и которой поделился со своими последователями в Твиттере. Изображение сломанного танталового конденсатора произвело фурор среди аудитории, заставив пару задуматься, есть ли больший потенциал в рассмотрении электронного оборудования крупным планом.

Эта идея выросла в коллекцию из 130 фотографий, на которых изображено все: от тонкостей соединения проводов в кабеле HDMI до внутреннего устройства разъема для наушников, крупного плана печатной платы смартфона, поперечного сечения гитарного кабеля и т. д. и многое другое. Посмотрите, как пара объясняет, как появилась книга, и посмотрите, чего ожидать, с помощью видео ниже.

Как и следовало ожидать от такой коллекции судебно-медицинских фотографий, сделать снимки оказалось непростой задачей. Работа с электроникой и в лучшие времена может быть опасной, а когда вы начинаете ее резать и ковыряться, эта опасность только умножается.

Эрик объясняет в блоге No Starch: «Самой сложной задачей была электронно-лучевая трубка (стр. 186). У Винделла возникла идея разрезать ее на низкоскоростной пиле, чтобы мы могли снять электронную пушку. Я разрезал стеклянную колбу и электронная пушка отдельно – на увлажнение песка каждой уходило несколько часов.

«Детали были слишком хрупкими, чтобы их можно было разрезать каким-либо другим способом. Очищать секционированную электронную пушку было сложно из-за небольшого магнита внутри, который пылесосил мусор, образующийся во время шлифовки».

10-слойная плата от смартфона © Open Circuits. Фотография Винделла Оскея

Кабель HDMI с четырьмя независимо экранированными витыми парами © Open Circuits. Фотография Винделла Оскея

Внутри старинного транзисторного радиоприемника (Outtake) © Open Circuits. Фотография Винделла Оскея

Разрез тактильного переключателя © Open Circuits. Фотография Винделла Оскея

Даже без этих рисков сама фотография представляла собой техническую проблему. «Одним из основных ограничений, с которыми вы можете столкнуться при макросъемке, является ограниченная глубина резкости: в любой момент времени в фокусе находится только очень узкая часть изображения», — объясняет Уинделл.

«Мы использовали программное обеспечение для наложения фокуса, чтобы объединить в цифровом виде фотографии, сделанные с разных позиций камеры, и сшить их вместе, как панораму, где весь объект резкий и в фокусе. Фотография печатной платы на обложке книги была сделана таким же образом. В других случаях , сам объект может быть просто сложно сфотографировать.

«Для некоторых светодиодов, таких как светодиод для поверхностного монтажа на стр. 90, мы сделали фотографии с разными уровнями экспозиции и скомпоновали их (в базовом процессе HDR — расширенный динамический диапазон), чтобы вы могли видеть детали даже при ярко освещенном месте. Светодиод. Фотографии датчика цвета на стр. 81 выглядели тускло, пока мы не добавили дополнительный источник света в нужном положении и с нужной яркостью, чтобы вы могли видеть дополнительное отражение».

Открытые цепи, книга

Как ни странно, эта пара не новичок в этих сложных уровнях технологической работы. Но это еще не значит, что при составлении книги не было сюрпризов. «Мы думали, что светодиод RGB будет выглядеть круто, но после того, как его разрезали, он показался мне неинтересным», — говорит Эрик. «Мы разобрали скучный на вид серый электронный модуль, который оказался невероятно сложной драгоценностью – развязывающим усилителем (стр. 266)».

Уинделл добавляет: «Одним из моих любимых, над которыми пришлось поэкспериментировать, был многослойный керамический конденсатор (стр. 36). Никогда не было никакой загадки в том, что находится в одном из слоев — сложенных друг на друга слоях металлических электродов — но это потребовало от нас много экспериментов и разрезая разные конденсаторы, чтобы найти тот, на котором можно буквально увидеть и посчитать отдельные слои.