Chris Doble tiene una meta ambiciosa: construir su propio microscopio electrónico de barrido (SEM) en el taller, y el primer escalón fue armar el sistema de alto vacío. Para manejarlo diseñó un controlador propio que coordina los distintos componentes electrónicos del sistema, documentado y liberado como open source en GitHub.
¿Cómo se llega a 10⁻⁶ milibares en un taller casero?
El sistema parte con una bomba rotatoria de paletas (roughing pump), capaz de bajar una cámara desde presión atmosférica hasta unos 10⁻³ milibares. Esa presión sigue siendo demasiado alta para un haz de electrones, por lo que la segunda etapa es una bomba turbomolecular, que opera desde 18 milibares hasta 10⁻⁷ milibares. Para proteger la turbomolecular ante una detención súbita de la bomba primaria, el sistema incluye una válvula anti-suckback que evita el retorno de gases. Un sensor de presión doble cubre todo el rango.
El problema técnico: la turbomolecular y el sensor de presión usan interfaces distintas (RS-485 la primera, RS-232 el segundo), pero Chris quería un solo punto de control hacia el computador anfitrión.
¿Qué hace el controlador basado en Pi Pico 2?
La placa se construyó sobre un Raspberry Pi Pico 2, con firmware escrito en Rust. La conexión al sensor de presión por RS-232 requirió un level shifter sobre los pines UART del Pico, más un null modem para invertir las líneas de transmisión y recepción. Para la turbomolecular, en cambio, hubo que agregar un convertidor RS-485 y resistencias divisoras para acomodar los niveles eléctricos.
El conjunto se montó en un PCB custom con encapsulado impreso en 3D, exponiendo una única interfaz USB hacia el PC. En la prueba inicial, la cámara llegó a 10⁻⁶ milibares y seguía bajando lentamente cuando Chris cortó el experimento.
Contexto: un nicho con precedentes
No es el primer controlador de cámara de vacío que aparece en la escena maker: Hackaday ya cubrió otro proyecto similar en 2023 y un controlador específico para sensor de presión un año antes. La inspiración directa de Chris es el SEM casero de Ben Krasnow, que sigue siendo referencia obligada cuando se habla de microscopía electrónica DIY.
Para quien quiera replicarlo en Chile, los componentes críticos (bomba turbomolecular y sensor de presión de rango amplio) son los más difíciles de conseguir: rondan USD 2.000 a 4.000 en mercado de segunda mano internacional. El controlador en sí, con un Pi Pico 2 que cuesta USD 5 y los conversores RS-232/RS-485 por menos de USD 10 cada uno, es la parte económicamente trivial de un proyecto que en su conjunto sigue siendo ambicioso.
