DIY для дітей. Збираємо USB-мікроскоп

• DIY або Зроби сам

Навряд чи цей апарат допоможе вам паяти мікросхеми або розглядати щось серйозне. Але такий саморобний мікроскоп точно сподобається вашій дитині, а сам процес складання – чудова можливість провести разом час і показати, що у тата руки ростуть із потрібного місця.

Отже, спільне дозвілля з дитиною на вихідні – збираємо usb-мікроскоп із веб-камери.

Збільшуємо

А це відео, зняте таким самим мікроскопом, але з 1,2-мегапіксельною матрицею камери. Личинка комара:

Відео процесу складання:

Бюджет:

Тепер ви знаєте чим можна зайняти себе та свою дитину на вихідних. Вдалих експериментів!

У зв'язку з божевільними темпами розвитку радіотехніки та електроніки у бік мініатюризації, все частіше при ремонті апаратури доводиться мати справу з SMD радіокомпонентами, які без збільшення часом навіть розглянути неможливо, не кажучи вже про акуратний монтаж і демонтаж.

Отже, життя змусило пошукати в інтернеті прилад типу мікроскопа, який можна було б виготовити своїми руками. Вибір упав на USB-мікроскопи, саморобок яких пропонується дуже багато, але вони не можуть бути використані для паяння, т.к. мають дуже маленьку фокусну відстань.

Я вирішив поекспериментувати з оптикою та зробити USB-мікроскоп, який би задовольняв мої вимоги.

Ось його фото:

Отже, «не розтікаючись думкою по дереву», почнемо:
1. Я взяв найдешевшу веб-камеру A4Tech, чесно скажу, мені її просто подарували через фігову якість зображення, на що мені було глибоко наплювати, аби була справною. Звичайно, якби я взяв якіснішу і, природно, дорогу веб-камеру мікроскоп вийшов би з найкращою якістюзображення, але я, як Самодєлкін, дію за правилом – «За відсутністю покоївки, «люблять» двірника», та й, до того ж, якість зображення мого USB-мікроскопа для паяння мене влаштувала.

Для живлення майбутнього підсвічування, з USB кабелю, Яким з'єднується веб-камера з комп'ютером, я вивів два дроти з міні-роз'ємом (тато) - +5v, від червоного проводу USB кабелю і -5v, від чорного проводу.

Поїхали…

2. Як рухомий механізм для точного настроювання різкості я вирішив взяти застарілий механізм для читання дискет (у народі його називали «флоппривід»).
Для тих, хто не застав це «диво техніки», виглядає він ось так:

Все вийшло, як я хотів, рух механізму був плавним та точним (без люфтів). Хід механізму становив 17 мм, що ідеально для точного настроювання різкості мікроскопа за будь-якої фокусної відстані оптики.

За допомогою двох болтів М2 я закріпив електронно-оптичну частину USB-мікроскопа на рухомий механізм для точного настроювання різкості.

3. З часів СРСР у мене в сараї валявся збільшувач УПА-63М, деталі якого я вирішив використати. Для стійки штатива я взяв таку готову штангу з кріпленням, яка була в комплекті збільшувача. Дана штанга виготовлена ​​з алюмінієвої трубки із зовнішнім ø 12 мм та внутрішнім ø 9,8 мм. Для її кріплення до основи я взяв болт М10, ввернув його на глибину 20 мм (із зусиллям) у штангу, а решту різьблення залишив, відрізавши капелюшок болта.

4. З давніх-давен лежав у мене шматок напівпрозорої пластмаси світло-коричневого кольору. Спочатку я думав, що це оргскло, але під час обробки зрозумів, що ні. Ну, гаразд – вирішив я його застосувати для основи і столика мого USB-мікроскопа.

Оптичні мікроскопи існують вже багато років, довгі роки вчені і любителі спостерігали макросвіт на власні очі через очки цих приладів. Але не слід забувати, що прогрес не стоїть на місці з появою комп'ютерів та інших цифрових пристроїв, все змінилося. У користувачів постало питання: «Чи можна підключити оптичний мікроскоп до комп'ютера і як це зробити?» На це питання є однозначна відповідь, така можливість є, причому немає необхідності функціонального перетворення мікроскопа. Нині ринку з'явилися так звані системи візуалізації для мікроскопа. Система візуалізації - це загальна назва для пристроїв, що дозволяють виводити зображення, яке отримує мікроскопи на екран монітора. Такі системи представлені на ринку різноманітними пристроями: видоокуляри, цифрові мікроскопи, USB-мікроскопи тощо.

Цифрова окулярна камера

Окулярна камера (відеоокуляр) – цифрова камера, яку легко можна встановити замість стандартного окуляра мікроскопа. Стандартний окуляр має діаметр 23.2мм (C-mount), якщо Ваш мікроскоп оснащений нестандартним окуляром, необхідно скористатися перехідними кільцями різних діаметрів.

Окулярні камери різні за своїми характеристиками та виконуваними функціями. Продукція компанії ToupTek ділить окуляри на два типи: компактні окулярні камери та цифрові камери. Компактні камери мають невеликий розмір та прості у використанні, всі налаштування проводяться автоматично. Такі камери чудово підійдуть для ознайомлення з технологією та для дослідників любителів. Більш серйозні камери дозволяють проводити ручне налаштування(Баланс білого, яскравість і так далі) через спеціалізовану програму ToupView. Представляємо Вашому вибору камери з різними характеристиками(Дозвол матриці, вид матриці, інтерфейси передачі даних і так далі)

Підключення мікроскопа до комп'ютера

Мікроскопи бувають трьох типів: монокулярні, бінокулярні та тринокулярні. Для встановлення окуляра в монокулярні та бінокулярні мікроскопи необхідно:

• Встановити на комп'ютер спеціалізоване програмне забезпечення ToupView (поставляється в комплекті, так само доступне для скачування на нашому сайті)
• Витягти оптичний окуляр, і на його місце встановити відеоокуляр
• Підключити відеоокуляр до комп'ютера за відповідним інтерфейсом (найчастіше USB), почекати поки піде перше налаштування та встановлення драйверів пристрою.
• Вибрати пристрій у списку доступних камер через програму ToupView

Для тринокулярних мікроскопів порядок підключення такий самий. Відмінність у тому, що такі мікроскопи оснащені спеціальним роз'ємом для відеоокулярів і можуть бути використані одночасно як цифровий та оптичний мікроскоп.

Підключити мікроскоп до комп'ютера дуже легко за наявності високоякісного устаткування.

Мікроскоп – дуже важлива та корисна річ. Можливо, на перший погляд це може здатися не так, але якщо вдуматися, стає зрозуміло, що даний прилад просто необхідний у багатьох галузях. Він не просто допомагає розглянути невидимі очі предмети, а відкриває цілий непізнаний світ. На сьогоднішній день неможливо уявити будь-які дослідження в науці, медицині, промисловості без мікроскопа.

Сучасні прилади влаштовані таким чином, що отримане збільшене зображення зберігається та передається на персональний комп'ютер. Результат дослідження можна докладно розглянути та вивчити на моніторі. Для того, щоб такий варіант став доступним, цифрова камера підключається до мікроскопа спеціальним адаптером.

Визначившись із вибором мікроскопа та цифрової камери, можна подивитися , Користувач часто цікавиться: яке буде збільшення на моніторі комп'ютера, як його розрахувати?

Максимальне збільшення мікроскопа розраховується за такою формулою: значення збільшення об'єктиву множать значення збільшення окуляра. Наприклад, зображення, отримане з мікроскопа з параметрами об'єктива 4х і окуляра 10х, буде в 40 разів більше предмета, що досліджується.

Але є кілька нюансів під час розрахунків величин збільшення. Під час розгляду зображення на моніторі окуляр не використовується, а застосовується додаткова лінза – адаптер. Крім цього, картинка спочатку проектується на матрицю камери, а потім передається на екран. Тому для отримання найбільш коректного результату вводяться додаткові величини.

Величини для налаштування монітора

Перша - збільшення адаптера. З урахуванням того, що сенсор камери зазвичай менше, ніж картинка, що надходить з мікроскопа, використовується зменшує адаптер (зі збільшенням меншим одиниці). Наприклад, при застосуванні камери з форматом чутливого елемента 1/2" використовують адаптер 0.5х.

Друга величина - відповідність розмірів сенсора та монітора комп'ютера. Для її розрахунку запроваджується спеціальний індекс збільшення. Він визначається досить легко: розмір діагоналі монітора розділити на розмір матриці камери. Візьмемо стандартний монітор з діагоналлю 19" та камеру з сенсором 1/2". Для зручності розрахунків дюйми переведемо в міліметри (1 дюйм = 25.4 мм), разом 19*25.4 = 482.6мм – це розмір екрану. Діагональ сенсора можна визначити з наведеної нижче таблиці:

• сенсор 1/3" - діагональ 6 мм;
• сенсор 1/2,5" - діагональ 7 мм;
• сенсор 1/2" - діагональ 8 мм;
• сенсор 2/3" - діагональ 11 мм;
• сенсор 1" - діагональ 16 мм.

У нашому випадку камера має діагональ 8 мм, з чого випливає, що індекс збільшення отримуємо такого розміру: 482.6/8 = 60.325

З урахуванням всіх вище перерахованих параметрів, ми отримуємо підсумкове збільшення монітора: об'єктив 4х* адаптер 0,5* індекс збільшення (4*0.5*60.325). Разом виходить число 120.65, що означає збільшення 120,65 раз.

Стандартний біологічний мікроскоп має у комплекті об'єктиви 4х, 10х, 40х, 100х. Відповідно, підставивши у формулу кожне значення по черзі, ми отримуємо збільшені зображення на моніторі 120, 300, 1200, 3000 крат!

Винятком з цієї формули є прорахунки величин, які одержують зі стереоскопічних мікроскопів, які мають плавний зум.

Для коректних розрахунків вводиться додатковий множник - збільшення трансфокатора.

Для порівняння, візьмемо всі попередні параметри величин незмінними, тільки мікроскоп поміняємо на стереомікроскоп. Наприклад, популярну модель Альтамі СМ0745-Т. Без використання додаткових розширювальних діапазон збільшення лінз (0.37х, 0.5х, 0.7х, 1.5х, 2х) зі збільшенням об'єктиву дорівнює одиниці. Мінімальне значення трансфокатора цієї моделі – 0.7х. Тепер залишається перемножити всі прораховані раніше величини з урахуванням нового значення: 1 x 0.7 x 0.5 x 60.325 = 21.11 x. Якщо встановити трансфокатор у максимальне положення (4.5), виходить: 1 х 4.5 х 0.5 х 60.325 = 135.73х. Якщо додатково застосовуються ще якісь лінзи, то в даній формулі значення їх збільшення підставляється замість об'єктива 1х.

Цифровий біологічний мікроскоп Levenhuk D70L Digitalпризначений для вивчення прозорих мікропрепаратів та дослідження непрозорих предметів за методом світлого поля. Він відмінно підійде для навчання школярів та студентів - зображення не потрібно розглядати в окулярі, воно в режимі реального часу виводиться на РК-монітор.

Якісна оптика забезпечує яскраве та контрастне зображення. За допомогою такого мікроскопа можна швидко та продуктивно проводити практичні та лабораторні роботиз біології, ботаніки та інших наук, що потребують мікроскопічних досліджень.

Якісна оптика
Висока якість зображення забезпечується використанням лише скляних оптичних елементів, на які нанесено багатошарове покриття, що просвітлює. Це дозволяє забезпечити максимальну яскравість, контрастність зображення та відсутність спотворень з усього поля зору. Мікроскоп дозволяє отримувати збільшення 40, 100 та 400х.

РК-монітор замість окуляра
Мікроскоп сприймає зображення мікропрепаратів за допомогою 2 Мп камери та виводить його на РК-монітор діагоналлю 3,6” (9,1 см) у реальному часі. Це полегшує групову роботу з мікроскопом – зображення відразу бачать усі присутні.

Можливість швидкої зміни збільшення
Мікроскоп має револьверну головку для об'єктивів, що дозволяє змінювати використовуване збільшення в процесі роботи буквально за кілька секунд. Для цього потрібно лише повернути револьверну головку навколо осі.

Вбудоване підсвічування
У мікроскопі вбудовані два освітлювачі, які забезпечують достатню освітленість мікропрепаратів навіть при роботі в темному приміщенні. Використовуються світлодіодні освітлювачі – вони економічніші і мають величезний ресурс проти лампами розжарювання ( десятки тисяч годин). Освітлювачі можуть бути включені як разом, так і окремо, їхня яскравість регулюється, що дозволяє підібрати оптимальні умови освітленості для кожного мікропрепарату.

Можливість спостереження непрозорих предметів
Наявність верхнього освітлювача дає можливість вивчати непрозорі об'єкти у відбитому світлі. Це дозволить розглянути мікроструктуру таких звичних та повсякденних речей як аркуш паперу, монета тощо.

Особливості:
— Скляна просвітлена оптика
— Можливість зберігати зображення на картці пам'яті
- Збільшення до 400x
- Камера роздільною здатністю 2 Мпікс
- РК-дисплей з діагоналлю 3,6″ (9,1 см) та матрицею Мпкс КМОП
— Вбудовані світлодіодні освітлювачі
— Дозволяє досліджувати непрозорі об'єкти
- Револьверна головка для об'єктивів
- Механічна довжина тубуса 160 мм.

Комплект постачання:
— Штатив із фокусувальним механізмом
— Підстава із вбудованим освітлювачем
- Кронштейн з предметним столиком
- Револьверний пристрій з об'єктивами
- РК-дисплей, слот для картки пам'яті
- Диск з діафрагмами
- Освітлювальна лінза нижня / верхня
- Окуляр 10x
- Об'єктиви 4х, 10х, 40х
- Перехідник під окуляр
- Набір для дослідів Levenhuk K50
— Кейс для транспортування
- Адаптер живлення від мережі
— Інструкція з експлуатації та гарантійний талон

І насамкінець Огляд мікроскопа Levenhuk 2L NG»