Cum să faci un microscop USB electronic acasă - o cameră USB de casă cu propriile mâini. Microscop de casă Cum se face un microscop dintr-o lupă

Datorită ritmului nebun de dezvoltare a ingineriei radio și a electronicii către miniaturizare, din ce în ce mai des la repararea echipamentelor avem de-a face cu componente radio SMD, care, fără mărire, sunt uneori imposibil de văzut, ca să nu mai vorbim de instalarea și dezmembrarea atentă. .

Așadar, viața m-a forțat să caut pe internet un dispozitiv, cum ar fi un microscop, pe care să-l pot fabrica singur. Alegerea a căzut pe microscoape USB, dintre care există o mulțime de produse de casă, dar toate nu pot fi folosite pentru lipire, deoarece... au o distanta focala foarte mica.

Am decis să experimentez cu optică și să fac un microscop USB care să se potrivească cerințelor mele.

Iată fotografia lui:

Designul s-a dovedit a fi destul de complex, așa că nu are sens să descriem în detaliu fiecare pas de fabricație, deoarece acest lucru va face articolul foarte aglomerat. Voi descrie principalele componente și producția lor pas cu pas.

Așadar, „fără să ne lăsăm gândurile să fugă”, să începem:
1. Am luat cea mai ieftină cameră web A4Tech, sincer să fiu, mi-au dat-o doar din cauza calității proaste a imaginii, de care nu prea îmi păsa, atâta timp cât funcționează. Desigur, dacă aș fi luat o cameră web de calitate superioară și, desigur, costisitoare, microscopul s-ar fi dovedit cu o calitate mai bună a imaginii, dar eu, ca Samodelkin, acționez după regula - „În absența unei servitoare, ei” iubesc” portarul” și, în plus, am fost mulțumit de calitatea imaginii microscopului meu USB pentru lipit.

Am luat noua optică de la niște vizor optic pentru copii.

Pentru a monta optica în bucșa de bronz, am făcut două găuri de ø 1,5 mm în ea (bucșa) și am tăiat un filet M2.

Am înșurubat șuruburi M2 în găurile filetate rezultate, la capete ale cărora am lipit margele pentru ușurință de deșurubare și strângere, pentru a schimba poziția opticii în raport cu matricea de pixeli pentru a crește sau a micșora distanța focală a USB-ului meu. microscop.

Apoi, m-am gândit la iluminare.
Desigur, a fost posibil să se realizeze o lumină de fundal cu LED, de exemplu, dintr-o brichetă pe gaz cu lanternă, care costă un ban, sau din altceva cu o sursă de alimentare autonomă, dar am decis să nu aglomera designul și să folosesc puterea. a camerei web, care este furnizată prin intermediul unui cablu USB de la computer.

Pentru a alimenta viitoarea iluminare de fundal, de la cablul USB care conectează camera web la computer, am scos două fire cu un mini conector (mascul) - „+5v, de la firul roșu al cablului USB” și „-5v, de la firul negru.”

Pentru a minimiza designul luminii de fundal, am decis să folosesc LED-uri, pe care le-am scos dintr-o bandă de iluminare de fundal cu LED-uri dintr-o matrice de laptop ruptă, din fericire, o astfel de bandă era în depozitul meu de mult timp;

Folosind foarfece, un burghiu adecvat și o pilă, am făcut un inel de dimensiunea necesară din fibră de sticlă din folie cu două fețe și am tăiat piste pe o parte a inelului pentru lipirea LED-urilor și stingerea rezistențelor SMD cu o valoare nominală de 150 ohmi (un Rezistorul de 150 ohmi a fost plasat în golul firului de alimentare pozitiv al fiecărui LED) ne-a lipit iluminarea de fundal. Pentru a conecta puterea, am lipit un mini-conector (femă) în interiorul inelului.

Pentru a conecta lumina de fundal la obiectiv, am folosit o piuliță rotundă filetată (nu este folosită pentru atașarea ochelarilor de lentile), pe care am lipit-o pe interiorul inelului de iluminare de fundal (de aceea am luat fibră de sticlă cu două fețe).

Deci, partea electro-optică a microscopului USB este gata.

Acum trebuie să vă gândiți la un mecanism mobil pentru reglarea fină a clarității, un trepied mobil, o bază și o masă de lucru.
În general, tot ce rămâne este să venim cu și să creăm partea mecanică a produsului nostru de casă.

Să mergem...

2. Ca mecanism de mișcare pentru reglarea fină a clarității, am decis să iau un mecanism învechit pentru citirea dischetelor (numit în mod popular „unitate flop”).
Pentru cei care nu au văzut acest „miracol al tehnologiei”, arată astfel:

Pe scurt, după dezasamblarea completă a acestui mecanism, am luat partea care era responsabilă de mișcarea capului de citire și, după modificarea mecanică (tuniere, tăiere și pilire), iată ce s-a întâmplat:

Pentru a muta capul în flop drive, a fost folosit un micromotor, pe care l-am dezasamblat și am luat doar arborele din el, atașându-l înapoi la mecanismul de mișcare. Pentru a facilita rotirea arborelui, am pus o rolă din scrollerul unui mouse vechi de computer la capătul său, care se afla în interiorul carcasei motorului.

Totul a ieșit așa cum mi-am dorit, mișcarea mecanismului a fost lină și precisă (fără reacție). Cursarea mecanismului a fost de 17 mm, ceea ce este ideal pentru reglarea fină a clarității microscopului la orice distanță focală a opticii.

Folosind două șuruburi M2, am atașat partea electro-optică a microscopului USB la mecanismul mobil pentru reglarea fină a clarității.

Crearea unui trepied mobil nu mi-a pus probleme deosebite.

3. Încă din vremea URSS, aveam în hambar un amplificator UPA-63M, din care am decis să le folosesc. Pentru trepied, am luat această tijă gata făcută cu un suport, care a fost inclusă cu măritorul. Aceasta tija este realizata din tub de aluminiu cu ø exterior 12 mm si ø interior 9,8 mm. Pentru a-l atașa la bază, am luat un șurub M10, l-am înșurubat la o adâncime de 20 mm (cu forță) în tijă și am lăsat restul filetului, tăind capul șurubului.

Montura a trebuit să fie ușor modificată pentru a o conecta cu piesele microscopului pregătite la pasul 2. Pentru a face acest lucru, am îndoit capătul dispozitivului de fixare (în fotografie) în unghi drept și am găurit o gaură de ø 5,0 mm în partea îndoită.

Apoi totul este simplu - folosind un șurub M5 de 45 mm lungime prin piulițe, conectăm partea pre-asamblată cu suportul și o punem pe suport, fixând-o cu un șurub de blocare.

Acum baza și masa.

4. De mult, am avut o bucată de plastic translucid maro deschis întinsă în jur. La început am crezut că este plexiglas, dar la procesare mi-am dat seama că nu este. Ei bine, am decis să-l folosesc pentru baza și masa microscopului meu USB.

Pe baza dimensiunilor designului obținut anterior și a dorinței de a face o masă mare pentru fixarea fiabilă a plăcilor la lipire, am tăiat un dreptunghi de 250x160 mm din plasticul existent, am găurit o gaură de ø 8,5 mm și am tăiat un M10. filet pentru atașarea tijei, precum și găuri pentru atașarea bazei mesei.

Am lipit picioarele de fundul bazei, pe care le-am decupat din tălpile cizmelor vechi cu un burghiu de casă.

5. Masa a fost intoarsa pe un strung (la fosta mea intreprindere, eu bineinteles nu am strung, desi exista un strung de clasa a 5-a) de 160 mm.

Ca bază pentru masă, am luat un suport pentru a nivela mobilierul în raport cu podeaua, se potrivește perfect ca dimensiuni și arată prezentabil, în plus, mi-a fost dăruit de o cunoștință care avea aceste accesorii „ca un prost are shag. ”

În anii de școală, mi-a plăcut foarte mult să mă uit la diferite obiecte la microscop. Orice - de la interiorul unui tranzistor la diferite insecte. Și așa, recent am decis să mă joc din nou cu microscopul, supunându-l unor modificări minore. Iată ce a ieșit din asta:

La microscop - microcircuitul KS573RF2 (ROM cu ștergere UV). Pe vremuri, pe el era înregistrat un program de testare pentru Spectrum.

Dacă încercați să rezolvați problema „din cap” - plasând camera la ocularul unui microscop, atunci nu va ieși nimic bun: este foarte dificil să găsești un punct în care cel puțin ceva este vizibil, camera este în mod constant încercând să reglați expunerea, zona vizibilă este foarte mică (în videoclipul din aceasta este vizibilă în prima versiune a ocularului). Așa că am decis să merg pe un alt drum

Puțină teorie

Imaginea pe care ochiul uman o vede în optica geometrică se numește imagine virtuală, iar imaginea care poate fi proiectată pe un ecran se numește imagine reală.
Camera percepe o imagine virtuală, o convertește într-o imagine reală folosind un obiectiv și o proiectează pe matrice.
După cum au arătat experimentele mele, la microscop totul este invers: imaginea dinaintea ocularului este reală (deoarece înlocuind o foaie de hârtie am văzut ce era la microscop), iar după ocular este imaginară (pentru că este vizibil pentru ochi).
Prin urmare, dacă scoateți lentila din cameră și ocularul de la microscop, imaginea va fi proiectată imediat pe matricea camerei web.
Mai multe detalii despre optica geometrică -.

De la teorie la practică

Dezasamblam camera:

Scot lentila:

Primul test:

Pentru a face ceva să dureze pentru totdeauna, trebuie să-l derulați înapoi cu bandă electrică albastră...

Fac un tub care va fi introdus în microscop în locul ocularului:

Tubul este puțin mai mic în diametru decât este necesar, așa că un capăt a trebuit să fie puțin „extins”.

Fixez tubul cu lipici fierbinte pe cameră fără obiectiv:

Eu introduc in loc de unul dintre oculari:

Gata!

Mai jos sunt câteva videoclipuri filmate cu acest obiectiv:

Ochiul lui Fly

Ecran eInk de la PocketBook 301+

Ecran retina de la iPod

Ecran Nokia 6021

Suprafata CD

Se știe de mult timp că mărunțișurile simple făcute de un părinte cu propriile mâini pentru copilul său sunt apreciate mult mai mult de el decât cadourile achiziționate inteligent. În același timp, autoritatea bătrânului în ochii tânărului crește considerabil. Prezentăm aici în atenția cititorului unul dintre aceste „lucuri mici” create de om. Vom vorbi despre un dispozitiv optic simplu din „rasa” de microscoape. Capacitatea de a mări aceasta din urmă depășește cu mult capacitățile celei mai puternice lupe ale unui microscop va permite unui copil să vadă o mulțime de lucruri interesante, examinând, de exemplu, insecte și plante și va ajuta un adult, dacă este necesar, să evalueze; calitatea ascuțirii unei scule de tăiere.

Microscop de casă din optică de la o cameră veche

Microscopul de casă folosește două unități optice gata făcute- obiective standard: de la o cameră de format mic (cum ar fi FED, Zenit) la o cameră cu film de opt milimetri. Este foarte posibil să obțineți optica de film, deoarece mii de camere de film amatoare au devenit greutate moartă după distribuirea în masă a echipamentelor video electronice.

Deci, cum poți face un microscop dintr-o cameră?

Pentru microscopul nostru, am luat o lentilă „Zonnar” (de la o cameră germană) cu o distanță focală de 10 mm, căreia i-a fost atribuit rolul ocularului microscopului. Lentila Industar-50 din vechiul FED era potrivită ca obiectiv de casă. Aveai nevoie și de un inel de prelungire nr. 4 cu filet de legătură M39x1 (cel mai lung), folosit pentru fotografia macro. Dacă utilizați un obiectiv Zenit, veți avea nevoie de inelul nr. 3 cu filet M42x1. Obiectivele foto și cinematografe sunt combinate într-un singur întreg optic folosind un tub rigid, rezistent la lumină. Inelul de prelungire va servi ca o legătură între lentilă, tub și suport. Pentru a împerechea o lentilă de cinema în miniatură cu capătul din spate al tubului, este potrivită partea conică superioară (împreună cu gâtul) a unei băuturi de plastic adecvate sau a unei sticle de parfum.

Dispozitivul nostru optic asamblat este prezentat în figură. Standul este realizat din placi subtiri sau placaj multistrat de 6...10 mm grosime. O bandă de aluminiu de până la 50 mm lățime și 1...1,5 mm grosime este potrivită pentru suport. Puteți face un suport dintr-o pereche de plăci PCB, conectându-le între ele și la suportul cu colțuri din aluminiu. Este recomandabil să dați suportului o formă care să ofere unității optice o înclinare convenabilă pentru „lucrare”. Tubul, lipit din carton, este fixat de corpul inelului de prelungire cu lipici. Lungimea tubului depinde de dimensiunea și forma gâtului sticlei de plastic (în acest caz, gâtul trebuie tăiat astfel încât partea sa cilindrică să aibă o lungime de cel puțin 20 mm, ceea ce va asigura alinierea unităților optice atunci când andocare). În gâtul gâtului vom atașa o lentilă de film, de exemplu, de la o simplă cameră de film „Sport” (de orice modificare).

Focalizarea sistemului optic asupra obiectului de observare se realizează cu ajutorul unui inel de la distanță al obiectivului foto. Este mai bine să faceți tubul compozit (din secțiuni separate care se potrivesc unele cu altele cu o ușoară frecare), ceea ce va extinde domeniul de focalizare. Este recomandabil să acoperiți suprafețele interioare ale tubului și gâtului cu vopsea neagră mată. Dacă echipați dispozitivul cu o masă pentru susținerea unei lame de sticlă și o oglindă, va fi posibilă examinarea obiectelor în lumină transmisă.

Intotdeauna mi-a placut biologia, dar nu am avut niciodata un microscop, asa ca m-am hotarat sa imi iau unul pentru a admira microcosmosul cu generatia tanara si poate fotografia cipul principal al consolei 3DO intre timp.

Nu a durat mult să aleg dispozitivul optic în sine, alegerea a căzut pe microscopul Altami 104, acesta este un microscop domestic, modelul meu cu mărire de 2000x (optica nu oferă mai mult, indiferent ce scrie acolo - este digital). rahat). Prețul său este foarte mic, m-a costat 12.800 de ruble (mai 2015). Nu știu cum se compară analogii importați cu ea, dar sunt fericit ca un elefant =) Mă îndoiesc că este posibil să facem dispozitivul mai bun pentru bani. Am comandat de la producător, pentru că este mai rapid și mai ieftin și probabil mai fiabil: http://www.altami.ru.

Microscop Altami 104

Pentru cei care nu au găsit nici cum să regleze câmpul luminos al microscopului, le sugerez: scoateți ocularul (dacă v-ați grăbit să-l atașați), setați diafragma la minim și reglați condensatorul cu șuruburile de reglare astfel încât locul este în centru, apoi nu mai atinge aceste șuruburi.

Locul în care să se ajusteze

Desigur, privitul printr-un microscop (în special unul monocular) este dificil și vrei să afișezi totul direct pe monitor. Cu toate acestea, camera pentru microscop este comparabilă cu prețul microscopului în sine. Și am decis să nu o iau încă, ci să încerc să o fac eu. Despre care vă voi povesti acum în toate detaliile =)

Pe lângă microscop, veți avea nevoie de o cameră web, de preferință cu o matrice bună, am folosit un Logitech C270 (la un moment dat am cumpărat mai multe pentru 700 de ruble, o cameră specială pentru un microscop cu aceeași rezoluție costă 9000 de ruble). Este foarte convenabil deoarece focalizarea acestei camere este reglată mecanic, deși probabil că acest lucru este posibil și în altele - pur și simplu nu am demontat-o, nu știu.

Cameră web Logitech C270

Veți avea nevoie, de asemenea, de o șurubelniță, un capac dintr-o sticlă de plastic, câteva șuruburi mici (lungime de cinci milimetri) și este, de asemenea, recomandabil să aveți un pistol de lipici (Glue Gun), câteva legături și un burghiu similar cu cele folosite de stomatologi =) Deci sa incepem!

În primul rând, trebuie să reduceți greutatea camerei, deci trebuie să îndepărtați partea de montare a camerei. Scoatem capacele decorative din mecanismul rotativ și deșurubam șurubul, apoi strângem arborele și camera devine ca o pană.

Demontarea mecanismului de prindere

Apoi, trebuie să scoateți panoul frontal al camerei pentru a ajunge la reglarea focalizării. Pentru a face acest lucru, trebuie să scoateți panoul decorativ, apoi să deșurubați câteva șuruburi și să îndepărtați panoul principal de plastic, în spatele căruia există o umplere simplă.

Deschiderea camerei

Acum avem nevoie de un atașament pentru ocular, iar rolul acestuia va fi jucat de un capac obișnuit dintr-o sticlă de plastic! Se potrivește perfect în diametru și are un opritor în interior pentru a nu apăsa aproape de optică - nu vă puteți gândi la nimic mai bun, trebuie doar să tăiați firul și să găuriți o gaură cu o rază de 3 milimetri plus sau minus . Pentru asta am folosit un burghiu cu racord flexibil, si am folosit un burghiu mic ca atasament. Dacă nu aveți acest lucru în gospodărie, luați un cuțit obișnuit și tăiați cu atenție firul și faceți o gaură cu un burghiu obișnuit sau scoateți altceva. Bucățile de plastic pot fi pârjolite cu foc pentru a le împiedica să atârne, apoi trebuie să nivelați partea superioară a dopului, de exemplu cu o piatră.

Pregătirea dopului

Așezați mufa finită pe ocular și sprijiniți camera cu panoul principal pornit, dacă este necesar, reglați focalizarea (încet, încet, cât mai precis). De asemenea, acoperiți LED-ul din cameră, de exemplu, cu bandă electrică, astfel încât să nu strălucească acolo unde nu este nevoie.

În continuare, trebuie să înșurubați panoul principal al camerei de plută, pentru asta am folosit șuruburi, probabil îl puteți pune cu lipici, dar trebuie să aliniați cu precizie camera, deci este de preferat să fixați șuruburile mai întâi, poate nu prima dată. Încercați-l, poate ajustați-l față de primul șurub și abia apoi fixați-l cu al doilea. Dacă panta nu este optimă, introduceți distanțiere din bucăți de plastic sau ceva ce aveți la îndemână. Apoi efectuați o potrivire generală.

Atașarea panoului la mufă

Acum, tot ce rămâne este să remediați rezultatul, puteți folosi un pistol de lipici. Aici recomand să lipiți o cravată sau o altă bucată flexibilă de plastic pe post de cleme, acest lucru este necesar pentru a fixa ocularul astfel încât imaginea dvs. să nu se rotească, urmând firul camerei web, puteți avea chiar mai multe dintre aceste legături, sau orice altceva aveți gandeste-te la. Întindeți lipici în jurul lui și lăsați-l să se întărească.

Atașament digital gata

Acum să instalăm toate acestea pe ocularul microscopului, să strângem clema de tubul ocularului cu o cravată și să ne bucurăm de microcosmos! Întregul proces nu durează mai mult de o oră, mi-a luat mai mult timp să scriu articolul.

Ansamblu microscop

În general, trebuie să spun că un atașament special este de preferat, deoarece nu încearcă să se adapteze la iluminare, ceea ce, sub anumiți parametri de funcționare a microscopului, duce la reglarea automată a respingerii în imagine, poate că acest lucru este ajustat în camerele web; Nu mi-am dat seama încă. Și totul este calibrat exact pe atașamentele din fabrică, fără șuruburi. Dar, cu toate acestea, pentru amatori, rezultatul este foarte bun, deși pregătirea a fost făcută în grabă pe sticlă veche cu mâinile murdare - de aceea există atât de mult gunoi în imagine =)

Un fel de bacterii pe celulele de ceapă

Ca utilizator de Windows 7, m-a așteptat o surpriză neplăcută după XP - în 7 au eliminat camerele web din „calculatorul meu”, adică. Nu există instrumente standard pentru a vedea rezultatul, așa că a trebuit să-l programez =) Despachetați-l în orice loc și rulați executabilul.

Cum să faci un microscop simplu Leeuwenhoek
În primul rând, vom învăța cum să facem lentile mici - bile de sticlă cu un diametru de 1,5 - 3 mm.Luați un tub de sticlă de cel puțin 15 - 20 cm lungime și 4 - 6 mm în diametru. Încingeți-l la mijloc la foc până când paharul se înmoaie, amintindu-vă să îl întoarceți tot timpul în jurul axei sale. Simțind că tubul a devenit plastic în mijloc, depărtați brusc cele două capete. Veți ajunge cu două tuburi cu vârfuri subțiri și lungi la un capăt.

Încălziți vârful peste flacăra unei lămpi cu alcool sau a unui arzător cu gaz, astfel încât forțele de tensiune superficială să formeze o minge de sticlă la capătul ei.

Așezați bila de sticlă în locaș cu ajutorul unei pensete. Așezați a doua placă deasupra și strângeți-le împreună folosind șuruburi și piulițe. (Am realizat special un design pliabil pentru a experimenta bile de diferite diametre). Capetele șuruburilor ar trebui să fie pe partea proeminenței găurii de vizualizare, deoarece la vizualizare microscopul atinge pielea feței.

Acum, folosind bandă adezivă (bandă), atașați capacul de sticlă de la microscopul școlii de-a lungul conturului pe placa de cupru opusă orificiului de vizualizare. (Dacă nu aveți unul, va funcționa o bucată de plastic transparent tăiată dintr-o sticlă de plastic).
Așezați obiectul pe care doriți să-l vizualizați prin microscop vizavi de orificiul de vizualizare și acoperiți-l cu o a doua lamelă. Dar vedeți în fotografie că obiectul de observație este un fir simplu.

Microscopul trebuie adus la ochi și să privească prin el la o sursă de lumină. Aceasta ar putea fi o fereastră într-o zi însorită sau o lampă de masă. După aceasta, o microlume uimitoare ți se va deschide. Un fir, de exemplu, va arăta ca o frânghie uriașă cu cabluri rupte ieșind în afară. Piciorul unei muște obișnuite va semăna cel mai probabil cu piciorul unui elefant, foarte acoperit cu peri.

Nu este mai puțin interesant să luăm în considerare diferite lichide. Dacă te uiți la vopsea de acuarelă foarte diluată în apă, poți vedea celebra mișcare browniană a particulelor de vopsea în apă. Laptele va apărea în fața ta sub forma unor insule uriașe plutitoare de picături de grăsime. Apa dintr-o baltă din apropiere ascunde o lume invizibilă de microorganisme care nici măcar nu bănuiesc că le urmărești îndeaproape.
Sângele de broască arată absolut uimitor când este privit la microscop.