Как сделать микроскоп в домашних условиях своими руками

Микроскоп своими руками – пошаговая инструкция как сделать самодельное устройство для пайки

Микроскоп нужен не только для изучения окружающего мира и предметов, хотя это так интересно! Иногда это просто необходимая вещь, которая облегчит ремонт аппаратуры, поможет сделать аккуратные спайки, не ошибиться с креплением миниатюрных деталей и их точным местом. Но необязательно приобретать дорогостоящий агрегат. Есть прекрасные альтернативы. Из чего можно сделать микроскоп в домашних условиях?

Краткое содержимое статьи:

Микроскоп из фотоаппарата

Один из самых простых и доступных способов, но при наличии всего необходимого. Понадобится фотоаппарат с объективом 400 мм, 17 мм. Ничего разбирать и вынимать не нужно, камера останется рабочей.

Фокусируем, фотографируем исследуемый предмет в увеличенном состоянии. Фото с такого самодельного микроскопа получается достаточно четким, прибор может увеличить волос или шерсть, чешуйку лука. Больше подходит для развлечения.

Микроскоп из мобильного телефона

Второй упрощенный способ изготовления альтернативного микроскопа. Нужен любой телефон с камерой, лучше без автоматического фокуса. Дополнительно понадобится линза от маленькой лазерной указки. Она обычно небольшая, редко превышает 6 мм. Важно не поцарапать.

Фиксируем изъятую линзу на глазке фотокамеры выпуклой стороной наружу. Прижимаем пинцетом, расправляем, можно по краям сделать оправу из кусочка фольги. Она удержит маленькое стеклышко. Наводим камеру с линзой на предмет, смотрим на экран телефона. Можно просто наблюдать или сделать электронный снимок.

Если на данный момент нет под рукой лазерной указки, то таким же способом можно использовать прицел от детской игрушки с лазерным лучом, нужно само стеклышко.

Микроскоп из веб-камеры

Подробная инструкция изготовления USB-микроскопа из веб-камеры. Можно использовать самую простую и старую модель, но это будет влиять на качество изображения.

Можно поступить более простым способом и изготовить автономную подсветку из газовой зажигалки с фонариком. Но, когда это все работает от разных источников, получается загроможденная конструкция.

Для усовершенствования домашнего микроскопа можно соорудить подвижной механизм. Для него отлично подойдет старый флопповод. Это когда-то используемое устройство для дискет. Его нужно разобрать, вынуть устройство, которое двигало считывающую головку.

По желанию делаем специальный рабочий столик из пластика, оргстекла или другого подручного материала. Нелишним будет штатив с креплением, который облегчит использование самодельного прибора. Здесь можно включить фантазию.

Встречаются и другие инструкции, схемы, как сделать микроскоп. Но чаще всего в основе вышеперечисленные способы. Они могут лишь незначительно отличаться, в зависимости от наличия или отсутствия ключевых деталей. Но, голь на выдумки хитра, всегда можно придумать что-то свое и блеснуть оригинальностью.

DIY для детей. Собираем USB-микроскоп

Вряд ли этот аппарат поможет вам паять микросхемы или рассматривать что-то серьезное. Но такой самодельный микроскоп точно понравится вашему ребенку, а сам процесс сборки – чудесная возможность провести вместе время и показать, что у папы руки растут из нужного места.

Итак, совместный досуг с ребенком на выходные – собираем usb-микроскоп из веб-камеры.

На хабре уже поднималась статья о том, как подключить обычный оптический микроскоп к компьютеру. Там же подробно расписана матчасть с линзами. Конечно, существует возможность купить уже готовый usb-микроскоп в магазине, но наша задача – показать ребенку устройство цифрового микроскопа и дать повод для дальнейшего изучения микро-мира.

Что нам понадобится

1. Веб-камера
2. Коробочка от конструктора (для корпуса)
3. Корпус от клея-карандаша
4. Колпачок от фламастера
5. Ночной фонарик
Опционально: Деталька-подставка от лего-человечка. Это если: а) не жалко, б) есть желание подключать микроскоп к конструктору).

Инструменты:

6. Термоклей
7. Двусторонний скотч на мягкой основе
8. Отвертка
9. Канцелярский резак
10. Мини-лобзик

Оптика:

Для цифровой начинки была выбрана 0,3 мегапиксельная веб-камера Hama, купленная по распродаже за 100 рублей.

Разбираем камеру. Вообще принцип USB-микроскопа – это перевернуть собирающую линзу веб-камеры и сделать из нее увеличивающую, которая будет проецировать изображение на цифровую матрицу. В нашем случае 0,3 мегапикселей представляют собой малюсенький квадратик.

Пластиковый корпус нам не нужен, поэтому его можно распилить лобзиком. Главное – не повредить провод. После того, как закончили с корпусом – можно выкрутить линзу.

Выкручивается линза очень просто. Но в таком виде, нам она не нужна, по крайней мере я не смог настроить фокус. Поэтому нужно удалить лишнюю линзу. Ободок оказался приклеен – удалим его резаком. В некоторых случаях линза может быть запаяна – придется повозиться.

После удаления ободка – выпуклая линза легко извлекается. Внутри этого «бочонка» оказался цилиндр, фиксирующий вторую линзу, которая спряталась за поляризационным стеклышком. Если не закрепить цилиндр, то линза не будет держаться ровно. Я использовал ПВА и зубочистку. Теперь можно собирать камеру обратно.

Убедитесь, что резьба «бочонока» и фиксатора на микросхеме точно совпадают. В моем случае резьба не сделала ни одного оборота. Пришлось сажать на термоклей. Тестируем, чтобы убедиться в работоспособности микроскопа.

В сети много сервисов, которые позволяют транслировать изображение с веб-камеры на страницу. Например вот.
Собственно на этом оптическую часть микроскопа можно считать готовой.

Фокусировка

Подойдем к вопросам и фокусировки линзы. Первая мысль – собрать механизм из лего. Это будет здорово, хотя бы потому, что ваш ребенок получит крутую увеличивающую штуку, совместимую с его конструктором.

Так, что если не жалко деталь – клейте к кубику. Если нет желания строить корпус из лего – идем дальше.

Винт фокусировки делаем из клея-карандаша. Удовлетворительная точность и короткий шаг делают эту деталь незаменимой. Была мысль сделать из шприца, но там даже удовлетворительной точности не добиться – слишком большое давление нужно оказывать на поршень.

Шайба с клеевым стержнем сидит глубоко и напрямую к ней нашу микросхему не приклеить. Добавляем звено – колпачок от фломастера.

Вставляем трубку из колпачка в шайбу и заливаем термоклеем.

Осталось прикрепить к колпачку микросхему. Потребовался «лего-интерфейс». Удобно тем, что можно всегда отсоединить.

Корпус

Увеличиваем

Осталось научиться ловить фокусное расстояние. Это самое трудное во всем процессе! У меня оно получилось крайне маленьким (1-3 мм). Винт, при закручивании, не направлял линзу строго вертикально — ее болтало из стороны в сторону, это тоже добавило трудностей. Однако увеличение получилось весьма приличным.

1. Крыло мухи
2. Ножка мухи
3. Тоже ножка мухи, но под другим ракурсом.
4. Волос с головы автора

А это видео, снятое таким же микроскопом, но с 1,2-мегапиксельной матрицей камеры. Личинка комара:

Видео процесса сборки:

Бюджет:

Веб-камера 100 рублей
Клей-карандаш 20 рублей
Ночной фонарик 38 рублей
Инструменты не в счет.

Теперь вы знаете чем можно занять себя и своего ребенка на выходных. Удачных экспериментов!

Увидеть невидимое. Несколько способов сделать недорогой микроскоп своими руками

Микроскоп — надежный и нужный инструмент не только для ученых, медиков, но и представителей других специальностей. Это еще и отличный способ познакомить ребенка с невидимыми тайнами и секретами окружающего мира. Да и кто сказал, что рассматривать микроскопические объекты в свое удовольствие — это не для взрослых.

Проблема только в том, что микроскопы довольно дорогие. Если даже деньги есть, не всегда хочется их тратить на вещь, которая, возможно, будет использоваться лишь пару раз. В этом случае приходят на помощь проекты по созданию микроскопов своими руками.

Способ по превращению телефона в микроскоп предложили 10 лет назад ученые из Калифорнийского университета в Дейвисе. Способ актуален и сейчас (правда, он предназначен для смартфонов с одной камерой), и реализовать его несложно.

Все, что нужно — темный кусочек кожи, резины или любого другого материала, в центре которого проделывается небольшой отверстие диаметром менее 1 мм.

Микроскоп из вебкамеры

Еще один довольно древний способ, который был предложен в 2013 году — немногим позже, чем микроскоп из смартфона.

Здесь нам понадобится веб-камера (желательно с более-менее хорошим объективом, чтобы фотографии получались качественными). Набор отверток, клей, коробка.

Главная задача — перевернуть объектив камеры, чтобы внутренней стороной он смотрел наружу, а наружной — внутрь. Тогда камера будет увеличивать изображение. Объектив нужно разместить в нескольких миллиметрах от сенсора CMOS, причем нужно быть весьма аккуратным, чтобы ничего не повредить.

Затем собираем веб-камеру в обратном порядке, и делаем предметный столик из коробки и зеркала. Подробная инструкция — вот здесь или здесь (на русском).

Foldscope

Этот микроскоп вполне можно назвать самодельным, хотя он и высылается разработчиками — группой ученых из Стэнфорда. Получателю нужно просто собрать его, а сделан микроскоп из бумаги (и, конечно, крошечной линзы).

Корпус складывается из бумаги (схему сборки можно загрузить из интернета). Кроме бумаги и стеклянной или сапфировой шариковой линзы нужны таблетка, светодиод, небольшой фрагмент медной ленты и выключатель.

Весит такое устройство около 10 граммов. Он может падать, его можно даже пинать — и микроскоп выживет. Его надежность равна надежности конструкции из бумаги. Работать с ним могут как школьники, так и специалисты различных отраслей, у которых просто не оказалось нужного инструмента под рукой в нужный момент. Собирается он максимум за 20 минут, если параллельно пить кофе.

Подробная инструкция есть здесь, а сайт доступен вот по этой ссылке.

Микроскоп из DVD-приводов

Не самый простой для сборки микроскоп, для создания которого требуется два привода, Arduino и базовое понимание работы с чипами, платами и т.п. В общем, здесь требуется куда больше опыта и знаний, чем в случае создания бумажного микроскопа или микроскопа из вебкамеры.

Arduino требуется для управления лазерными головками — они сканируют рассматриваемый объект, перемещаясь по осям x и y. Авторы говорят, что разрешение получаемого изображения зависит от количества измерений, сделанных по оси x и количеством линий по оси y.

В конструкции используется еще и фотодетектор — но это обыкновенный фотодиод. Разработчики даже разработали специализированную плату для подключения лазерных головок и прочих компонентов. Вот ссылка, где можно найти все необходимое.

Микроскоп из Lego

Нет, это не Mindstorms, а просто кубики конструктора с внедренными в них элементами микроскопа. Проект, что логично, называется Lego Microscope.

Это DIY-проект, хотя и довольно сложный. Как и в предыдущем случае, разработчики уже все сделали за нас — создали список необходимых для сборки кубиков, дали ссылки на магазины, где можно купить линзы микроскопа, рассказали о других компонентах, использующихся в конструкции. Например, фотокамере от iPhone 5, которая стоит сейчас очень недорого — пару долларов на AliExpress.

Инструкция по сборке находится вот здесь.

В целом, все эти проекты дешевле (иногда на пару порядков, как в случае с однодолларовым микроскопом), чем стандартные микроскопы. Но на их сборку требуется время, причем не всегда это 10-20 минут. Для того же микроскопа из Lego понадобится несколько часов, а с учетом ожидания деталей — и дней или даже недель. Но в итоге мы получаем надежные инструменты, которые могут и поработать, и отдохнуть — например, провести время с семьей или друзьями, разглядывая детали микромира.

Собираем цифровой микроскоп для паяльных работ — лучше, чем делают китайцы

Чем хорош капитализм? – доступно почти всё, и за любую цену. Но часто, реальное качество и практичность, сильно отличается от заявленного в рекламе. Не обошла и такая маркетинговая «оптимизация», и цифровые микроскопы для паяльных работ – устройство выглядит красиво, картинки на экране нарисованы интересные, но сильно хромает практичность – разрешение и размер экранчика крохотные, расстояние от объектива до платы минимальное, часто паяльником и не подлезть, плату над обязательно класть на столик, заявлены какие-то нереальные возможности увеличения и разрешения, и стоит такое чудо не баксов 15, как и должно стоить, а стоит от 50 долларов и выше. Такая дискотека мне не подходила, поэтому, я решил сделать ход конём, и собрать всё с нуля, как всегда, минимизировав затраты, как физические, так и финансовые, и максимизировав качество конечного продукта.

Начну со списка необходимых компонентов.

ЖК монитор с удобной для вас диагональю – можно и 15 дюймов поставить, а можно и побольше. Для этой цели я купил 17 дюймовый ЖК монитор ($11)– на местной барахолке это было наиболее доступный вариант в шаговой близости от меня.

Советский объектив с фокусным расстоянием 40-60мм. Подходят практически любые, главное, чтоб стекло не было совсем убитым, и диафрагма работала.

Переходник с CS Mount на M42 (или М39, зависит от модели, купленного объектива)

Макрокольца на М42 или М39, опять, это зависит от модели выбранного объектива.

Что-то массивное, для использования в качестве подставки. Я использовал шасси от старого лабораторного твердомера, которое купил в пункте сдачи металлолома по цене этого самого металлолома по весу.

«Рука», на которой будет крепится камера. Я использовал кусок прямоугольной алюминиевой трубы сечением 5х2см и длиной около метра.

Угловой кронштейн, для поворота камеры, который крепится на «руке» и к которому крепится сама камера.

Винты, гайки, VGA кабель, скотч, и прочие «мелочи жизни», которые наверняка у вас уже есть.

А теперь, небольшая дополнительная информация по некоторым компонентам.

Монитор: В принципе, можно брать любой, даже с кинескопом (но он будет жутко мерцать, я пробовал). Но есть две особенности, на которые стоит обратить внимание – это формат экрана (обычный или широкий), и углы обзора (чем больше, тем лучше). Формат экрана в принципе, зависит больше от типа камеры – Большинство модулей умеют только соотношение сторон 4:3 и 5:4 и не умеют «широкие» разрешения, в результате, картинка выглядит растянутой. Так что если вы берёте модуль с «обычным» выходом, то и монитор надо брать соответствующий. Хотя, существуют и универсальные модули – сами выставляют нужный формат, в зависимости от информации, полученной с монитора. И второй, не менее важный момент – углы обзора монитора. Рекомендовать мониторы на IPS/PLS/MVA матрицах не буду по очевидно-финансовым причинам, но постарайтесь не покупать очень старый монитор, у них обычно, вертикальные углы просто ужасные, и на них, тёмные детали будут частично сливаться с фоном. Если же у монитора вертикальные углы плохие, вас эстетика не смущает, или монитор механически поддерживает переворот, то можно его повернуть на 180 градусов, а картинку повернуть в самой камере – картинка будет более «читаемой».

Модуль камеры: Не стоит гнаться за многомегапиксельным разрешением – у вас монитор с конечным разрешением в 1-2мегапикселя, и если купите модуль на 5мп, то улучшения картинки не получите, зато получите увеличение шумов, так как диагональ матрицы будет та же, но вот размер пикселей будет поменьше, и соответственно, шумов будет больше.

Модули камеры также можно поделить на два типа – с крепежными отверстиями (для посадки на стандартный штатив или фотовинт) либо без оных, для прямой «посадки» на микроскоп, объектив и так далее (у меня как раз такой). В принципе, это не столь уж и большая проблема, в моем конкретном случае, свелась к выкручиванию 4х винтов, сверлению кронштейна и закрепления камеры, но мое дело – предупредить.

Еще важный момент – какая посадочная резьба у модуля камеры. Большинство имеют стандартную, C/CS Mount резьбу, но могут быть и варианты. В моем конкретном случае, у камеры была посадочная резьба в 27мм, но после моего уточнения, продавец (бесплатно), дополнил посылку переходной шайбой на C mount.

Если же вам нужно большее увеличение, чем дают стандартные 50мм объективы, то стоит посмотреть в сторону 85мм и 135мм объективов – они обеспечат комфортную работу с типоразмерами деталей 0402 и 0201 соответственно. К сожалению, фокусное расстояние в 85мм в советских объективах представлено только светосильными и дорогими Гелиос 40-2, Юпитер-9, МС Волна-9, но можно взять объектив от фотувеличителя — И90У, у него фокусное расстояние 75мм, но нет фокусировочного кольца. Если же вам нужно ещё большее увеличение, то стоит переходить на 135мм – советской (и не советской) оптики с этим фокусным расстоянием довольно много на вторичном рынке, и цены вполне доступные. В принципе, и с обычными, 50-60мм объективами можно добится нужного для пайки 0402 и 0201 увеличения, но для этого придётся ставить не одно, а два-три макрокольца, и сильно упадёт расстояние от камеры до детали – с 60см до 20-15см, что делает работу менее комфортной.

Про переходник ничего особенного сказать не могу. Главное, чтоб он, с одной стороны, подходил под вашу камеру, и с другой стороны – под ваш объектив. Процесс собирания микроскопа я бы начал с покупки объектива, а всё остальное – уже подбирать под стать ему. Я использовал самодельный переходник – купил на барахолке вместе с объективом. Разумеется, лучше купить заводской, если вам важен внешний вид.

Вес и прочность подставки – решающие звена в вопросе по качеству картинки. Хлипкая подставка — картинка будет плыть и дрожать, комфорта в работе не будет. так что, если у вас ничего подходящего купить не получается, вполне возможно воспользоваться несколькими кирпичами или шлакоблоками.

Аналогичные требования и к металлической трубе – она должна быть, с одной стороны, достаточно твёрдой, чтоб не прогибаться под весом камеры, и с другой стороны, она должна быть достаточно лёгкой, чтоб не опрокинуть подставку своим весом. При необходимости, можно снабдить трубу противовесом. Мне это не понадобилось, так как моя подставка весит в районе 20 кг.

Для установки камеры на кронштейн я использовал фрагмент какого-то фото штатива. Можно воспользоваться любым куском металла нужной формы. Эстеты могут использовать шариковую головку от штатива, или «волшебную руку».

На этом в принципе всё. Есть небольшая специфика по освещению. У меня рабочее место освещается сверху, стандартной LED панелью 60х60см, мощностью 40вт, но на светодиодах с Ra>97 и цветовой температурой 5500K. Такое освещение практически не даёт теней, и так как свет падает на плату практически прямо, то и отраженный свет тоже идёт прямо, и любые огрехи в пайке видны сразу. Но у такого подхода есть и минус — например, маркировка деталей, сделанная лазером, видна плохо, так как требует боковой подсветки для контраста. Но при боковой подсветке, могут появляться тени, что осложняет контроль за качеством пайки. В общем, решать вам, но в 99% случаев, верхний, рассеянный свет подходит для всех вариантов использования. Как всё это смотрится в реальной жизни, можете оценить на видео (с 0:49). Я специально снял его так, чтоб был бы вид как бы из головы — как вы будете видеть рабочее место и картинку на мониторе.

Микроскоп своими руками

Макс Любин

Рано или поздно в жизни любителя ремонтировать электронику наступает момент, когда, кроме паяльника, начинает требоваться дополнительное оборудование, которое позволит паять не только то, что отчетливо видишь невооруженным взглядом, но и всякую мелочь, на которую не хватало духу замахнуться на начальном этапе освоения «техники горячего жала». Речь, конечно же, идет про пайку шлейфов и малюсеньких элементов на плате, которые перед тем, как их паять, нужно сначала умудриться разглядеть.

Что делать? Можно попробовать развить суперзрение и потом с легкостью различать даже прыщик на … на теле у слона. А можно пойти более простым, но затратным путем – купить микроскоп или бинокуляр. Лучше, конечно, бинокуляр – два глаза лучше, чем один. Но тут перед начинающим «Левшой» остро встает вопрос денег. Да, если вы собрались профессионально заниматься ремонтами и зарабатывать этим себе на жизнь, то самым правильным вариантом будет купить тот самый бинокуляр.

Но если вы профессионал, то зачем вам тогда эта статья? Вы и сами всё знаете. 🙂

А для начинающего мастера, решившего хоть разок попробовать влезть своим горячим жалом в микромир, будет полезной информация о том, что бинокуляр, в который можно смотреть без слез, обойдется примерно в 5 тысяч рублей. А цена варианта получше вообще может достигать неприличных значений.

С одной стороны, это немного, с другой – отдать столько за устройство, которое будет использоваться считанное количество раз, – не совсем адекватный поступок. А еще бывает так, что паять надо здесь и сейчас, а за бинокуляром идти через весь город.

Вот для таких случаев сегодняшний вариант, о котором я хочу рассказать, как раз подойдет.

Сделай сам

Итак, делаем микроскоп из подручных средств.

Самым подручным средством сегодня, как это ни странно, является смартфон. Именно его мы и будем делать микроскопом.

В моем случае это будет устройство от всеми горячо любимой и почитаемой корейской компании Samsung – S7 edge. Этот боец является вторым телефоном и чаще всего выступает в роли подопытного кролика в различных экспериментах.

Для того, чтобы собрать простейший микроскоп, нам понадобится не так много, как кажется.

Вот, собственно, и всё, что может нам потребоваться.

Для начала качаем с официального сайта приложение SideSynk на компьютер и устанавливаем его, попутно соглашаясь на всё, что там предлагают (благо это приложение не от майлру – всяких «агентов» и «амиг» не понаставит).

Одновременно с этим устанавливаем на телефон приложение с таким же названием.

Подключаем телефон к компьютеру кабелем, предварительно выключив на телефоне или на компьютере Wi-Fi, – у приложения приоритет подключения через беспроводные сети, а это медленней, чем через кабель, а значит, могут быть задержки, чего нам совсем не нужно.

После запуска приложения устройства увидят друг друга и можно будет соединиться.

После успешного сопряжения и соединения появится возможность отображать экран телефона на компьютере. Можно ограничиться и таким видом, а можно повернуть и развернуть изображение на весь экран компьютера – это повысит удобство за счет увеличения размеров отображаемой информации.

После этого закрепляем телефон на штативе камерой вниз, так и на такой высоте, чтобы нам было удобно что-то делать паяльником под получившейся конструкцией.

Затем запускаем камеру именно в режиме видеосъемки (это важно), обеспечиваем освещение, например, с помощью USB-фонарика, фокусируемся мышкой на нужном объекте, делаем максимальный зум, и вуаля – получаем почти полноценный микроскоп, в который весьма прилично видно всё, что происходит в рабочей области. Чтобы камера не отключалась по таймауту, нужно иногда трогать мышку либо положить ее на колени, чтобы курсор шевелился от непроизвольных сокращений мышц.

Кстати, если нет внешнего освещения, то можно использовать вспышку телефона, однако в таком случае необходимо будет включать режим видеосъемки на время ремонта – в этом тоже есть плюс – по окончании ремонта у вас будет видеозапись вашего подвига в микромире.

Что касается качества итогового изображения, то при хорошем освещении даже на аппаратах с более слабой камерой никакого дискомфорта нет. Да, в сравнении с бинокуляром у такого решения есть и минус – картинка получается без глубины, так как камера не может передать объем.

Если у вас не Samsung, то в качестве похожего решения можно использовать подключение кабелем, например, MHL или SlimPort. Кстати, подключаться можно не только к ноутбуку, но и к монитору или даже к телевизору. В этом случае картинка будет еще больше.

Если жалко использовать для этих целей свой основной телефон, то с помощью того же кабеля можно подключить таким образом и телефон, например, с разбитым дисплеем, приспособив его в качестве микроскопа на постоянной основе. Но это уже более сложный вариант, альтернативой которому выступает покупка недорогого электронного монокуляра на том же AliExpress. Такой вариант стоит около 1 500 рублей и обладает сравнимым с камерой смартфона качеством изображения.

В этом случае вам не придется мудрить с освещением и подключением, так как это специализированное устройство, имеющее все необходимые интерфейсы и заключенное в компактный корпус.

Заключение

Актуальность того или иного варианта для вас зависит в первую очередь от целей, которые вы преследуете. Если пайка мелких элементов для вас – это эпизодическое занятие по настроению, то смысла в покупке профессионального оборудования нет (если только нет лишних денег), и в этом случае подойдет даже вариант покупки электронного девайса на AliExpress. Решение с телефоном в качестве микроскопа – это скорее временный вариант и выход из ситуации, когда паять нужно срочно здесь и сейчас, а увеличить нечем. Однако, несмотря на все спорные нюансы, такой вариант тоже имеет право на жизнь, так как позволяет решить стоящую перед вами задачу в тех условиях, которые есть сейчас, ибо голь на выдумки хитра.

Как сделать микроскоп в домашних условиях своими руками

Актуальность темы исследования

Каждый любознательный школьник хочет почувствовать себя ученым, погрузиться в невероятный мир науки и узнать, как в мельчайших деталях выглядит всё, что нас окружает. Микроскоп помогает увидеть этот микромир своими глазами и изучить его. Этот прибор прошел долгий путь от простой трубки с двумя линзами, в котором было увеличение не более, чем в 5 раз, до суперсовременного электронного устройства с увеличительными способностями в несколько тысяч раз. Тема моего исследования актуальна потому, что благодаря микроскопу современные ученые теперь способны провести анализ крови человека, выявить виновников заболеваний человека, рассмотреть бактерии и вирусы.

Объект моего исследования – микроскоп.

Новизна исследуемой темы отражена в том, что в последние годы при помощи этого устройства были совершены невероятные открытия, которые отразились на всём человечестве и ученые ежегодно совершенствуют этот полезный увеличительный прибор. Например, в декабре 2018 года микробиологи благодаря микроскопу обнаружили новые виды бактерий в образцах, взятых на Международной Космической Станции. Эти бактерии устойчивы ко всем известным видам антибиотиков. И этот факт заставил исследователей приступить к созданию новых видов антибиотиков, а значит к новым открытиям. А в этом как раз отражена практическая значимость моего исследования, ведь подготовленный мной исследовательский материал может подтолкнуть моих одноклассников к более глубокому изучению микроскопов, а в будущем, возможно, к научным открытиям.

Обзор использованной литературы

Изучить окружающий нас невидимый мир мне помогла книга знаний Ольги Мазур «Невидимый мир» [5]. А благодаря иллюстрированному путеводителю «Удивительный микроскоп» [6] этого же автора мне удалось понять, как же устроен самый главный прибор, который позволяет изучать этот микромир.

Очень познавательной оказалась детская энциклопедия «Микромир» автора Кирстин Роджерс [4]. В этом источнике доступно и понятно рассказано про бактерии, вирусы, и про клетки растений под микроскопом.

Цель, задачи, гипотеза

Цель моего исследования: собрать микроскоп своими руками и узнать его возможности.

Для достижения цели сформулированы задачи проекта:

Узнать, кем и как был изобретен первый микроскоп.

Изучить, для чего нужен микроскоп, как он устроен и что в него можно увидеть.

Провести эксперимент по созданию собственного микроскопа.

В основу исследования положена гипотеза:

Микроскоп можно создать самостоятельно в домашних условиях.

Моё первое знакомство с увеличительной линзой

Мой дедушка чинит технику и у него всегда с собой есть увеличительная лупа. Однажды он показал мне, как выглядит экран телефона под этой лупой. Я посмотрел в лупу на включенный дисплей [1, стр. 70] своего телефона и увидел, что он состоит из множества маленьких прямоугольников трёх цветов: красные, зелёные и синие.. Что бы узнать, что же это такое, я обратился к энциклопедии [8, стр. 199], в которой прочитал, что такой прямоугольный элемент изображения в дисплее телефона называется пикселем. Получается, что под лупой я сумел разглядеть мельчайшие пиксели, из которых и состоит дисплей телефона, которые невооруженным взглядом рассмотреть не удастся.

Мне стало интересно, почему просто посмотрев глазами на экран этого не видно, а под лупой всё увеличивается. Дедушка рассказал, что лупа [3, стр. 150] – это линза, которая увеличивает всё, на что бы я не посмотрел. А если таких линз будет несколько, то это будет уже мощный микроскоп. В детской энциклопедии [6, стр. 14] я прочитал, что в микроскоп можно даже рассмотреть микробов, которые живут на наших руках. Этот факт меня заинтересовал, и я решил подробнее изучить увеличительные приборы.

Существует несколько разновидностей увеличительных приборов, такие как: лупа, микроскоп, подзорная труба, бинокль, телескоп [Приложение 1]. Все они состоят из специальных выпуклых линз, расположенных в оправе и имеющих разную степень увеличения. Меня больше всего заинтересовал именно микроскоп.

В энциклопедии [6, стр. 8] я прочитал, что Микроско́п – это прибор, предназначенный для получения увеличенных изображений объектов, невидимых или плохо видимых невооружённым глазом.

История создания микроскопа

В XVI веке мастер по изготовлению очков Захарий Янссен создал первый микроскоп из обычной трубки с двумя линзами на концах. Этот простой микроскоп увеличивал в 3-7 раз и стал основой для создания более сложных приборов.

В 1665 году Антони ван Левенгук описал живые организмы, которые увидел при помощи своего простейшего микроскопа с одной линзой. Изобретение Левенгука [Приложение 2] представляло собой две маленькие пластины, между которыми помещалась линза, а предмет исследования прикреплялся на специальную иглу, которую можно было перемещать с помощью винта.

Он придумал линзы, которые увеличивали в 275 раз. Это были маленькие стеклянные капельки, которые получались при плавлении стеклянных нитей, а затем шлифовались. Учёные частично разгадали секрет его линз только в 1970 году.

Для того, что бы правильно использовать световой микроскоп, нужно ознакомиться с его строением и изучить принцип работы. В справочнике [6, стр. 8] я посмотрел устройство микроскопа и выяснил, что он включает в себя объектив, предметный столик, осветитель, окуляр, штатив, основание. [Приложение 3]. Если посмотреть на микроскоп в целом, то это всего лишь мощное увеличительное стекло. Увеличение происходит благодаря двум линзам, одна из них расположена в объективе, а другая – в окуляре. При этом мощность этих линз написана на их оправе, а чтобы узнать мощность микроскопа, нужно всего лишь перемножить цифры, написанные на окуляре и объективе. Окуляр и объектив расположены на разных концах полой трубки. Под объективом находится предметный столик, на который необходимо помещать исследуемый объект. Предметный столик можно приближать или отдалять от объектива при помощи специальных винтов. Под предметным столиком находится зеркало, благодаря которому можно регулировать поток света на объект, лежащий на предметном столике.

Что можно увидеть в микроскоп?

В микроскоп можно рассматривать листву деревьев и лепестки цветов, крупинки соли, кристаллы сахара, срезы фруктов, кожицу овощей, даже плесень и насекомых. Очень интересно выглядят увеличенные крылья бабочки, различные бактерии, бытовая пыль, шерсть животных [Приложение 4]. Я очень вдохновился этими невероятными изображениями из детской энциклопедии и задумал провести эксперимент по созданию микроскопа в домашних условиях.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТА

Эксперимент по созданию микроскопа

Я подготовил всё необходимое и приступил к созданию собственного микроскопа [Приложение 5]. Для этого мне понадобились:

Шприц с водой и иглой

Изучив устройство микроскопа, я предположил, что можно по аналогии воссоздать его из подручных материалов. На деревянную дощечку я прикрепил зеркальце под наклоном при помощи пластилина [Приложение 6].

Напротив зеркала установил включённый фонарик, так, что бы свет отражался от зеркала вертикально вверх. Конструкция не должна быть слишком большой по размеру, поэтому фонарик нужно подобрать миниатюрного размера. Отлично подойдет плоский светодиодный фонарик-брелок с батарейками.

Затем получившуюся конструкцию я накрыл стеклянным стаканом, предварительно перевернув его вверх дном. Дно стакана будет служить моим предметным столиком, на который я потом буду выкладывать предметы для исследования [Приложение 6].

Затем я отрезал лист фольги размером с альбомный лист и сложил его в несколько слоёв гармошкой [Приложение 7]. У меня получилась длинная плотная полоска, в ней я проделал небольшое отверстие иглой от шприца. Желательно, что бы отверстие было круглым и имело ровные края. Чем меньше отверстие, тем больше будет увеличение. Через большое отверстие капля просочится, поэтому иглу я подобрал тонкую. Эту полоску я согнул в П-образную форму и закрепил при помощи скотча на перевёрнутый стакан, так, что бы между фольгой и донышком стакана был 1-2 сантиметра.

Мой микроскоп готов! Аккуратно капаю капельку воды из шприца на отверстие в фольге. Капелька будет служить увеличительной линзой.

Фантик от конфеты под микроскопом

Кожица чеснока под микроскопом

Затем я вспомнил, что в книге [5] под микроскопом рассматривалась кожица лука. Я решил провести аналогичный эксперимент. Аккуратно снял сухую кожицу чеснока и приступил к изучению [Приложение 9]. Невероятно, но мне удалось рассмотреть под микроскопом кожицу чеснока. Конечно, клетки разглядеть не удалось, но все прожилки и бороздки просматривались чётко! При рассматривании кожицы невооруженным взглядом, кажется, что это всего лишь шелуха, но через каплю видно, что между прожилок есть влага. Из энциклопедии я узнал, что чешуйки-листья служат для запасания воды и питательных веществ [5].

Верёвочка под микроскопом

Очень увлекательно было рассмотреть в мой микроскоп верёвочку. Для этого мне понадобилось отрезать 10 сантиметров нейлоновой тонкой веревочки [Приложение 10]. Один конец я закрепил специальным пинцетом, а другой кончик пропустил между предметным столиком и фольгой. При рассмотрении через каплю воды было отчетливо видно сплетение волокон, через них хорошо проходил свет и я даже разглядел подобие косички в сплетении волокон.

Мой микроскоп работает! Исследование завершено.

У меня получилось создать свой микроскоп в домашних условиях с линзой из капли воды! Правда микробов и бактерий на своих руках я не смог разглядеть, ведь для этого необходима очень мощная увеличительная линза. Но всё же, моя гипотеза подтвердилась: и дома можно создать свой простейший микроскоп из подручных материалов. В таком микроскопе можно рассмотреть такие предметы, которые имеют воздушную пористую структуру, либо очень тонкие и полупрозрачные объекты, которые легко пропускают свет. После изучения интереснейших энциклопедий я сделал вывод, что создание микроскопа позволило человечеству встать на следующую ступень развития, спасти миллионы жизней, создать лекарства. При помощи микроскопов проводятся сложные операции на глазах и других органах. Благодаря этому уникальному прибору врачи изучили строение тканей человека и распознали причины многих заболеваний. Практическую значимость исследования можно определить кратким выводом, о том, что чем больше накапливается знаний, полученных при помощи микроскопов, тем дальше шагает наука и тем стремительнее происходят всё новые и новые открытия. Проведение такой исследовательской работы и реализация практической части путём создания микроскопа в домашних условиях может подтолкнуть каждого любознательного школьника к более глубокому изучению естественных наук.

Ермолович А. В. // Большая российская энциклопедия. Том 9. Москва, 2007, стр. 70

Завязкин О. «Микромир», КРИСТАЛЛ-БУК, 2016 г.

Короленко П. В. ЛУПА // Большая российская энциклопедия. Том 18. Москва, 2011, стр. 150

Кирстин Роджерс Детская энциклопедия «Микромир», Росмэн, 2017 г.

Мазур О.Ч. «Удивительный микроскоп: иллюстрированный путеводитель», Москва: ЭКСМО, 2015 г. – 96 с.: ил. – (Занимательная энциклопедия).

Райнер Кете «Микроскоп» серия «Зачем и почему», Мир книги, 2007 г.

Шилов В. В. // Большая российская энциклопедия. Том 26. Москва, 2014, стр. 199

Электронные источники сети интернет:

Приложение 1«Виды увеличительных приборов»:

Приложение 2 «Микроскопы Г.Галилея и А.Левенгука»:

Приложение 3 «Устройство современного микроскопа»:

Приложение 4 «Что можно увидеть в микроскоп?»:

Приложение 5 «Материалы для изготовления микроскопа»:

Приложение 6 «Изготовление микроскопа»:

Приложение 7 «Микроскоп готов!»:

Приложение 8 «Буквы под микроскопом»:

Приложение 9 «Кожица чеснока под микроскопом»:

Приложение 10 «Нейлоновая верёвочка под микроскопом»:

Как сделать карманный микроскоп для детей в домашних условиях

Микроскопы позволяют вам рассматривать очень маленькие объекты. С помощью этого портативного микроскопа вы сможете разглядывать крошечные вещи в мельчайших подробностях. Вы можете исследовать растения, насекомых, даже земля при ближайшем рассмотрении может быть впечатляющей!

До этого я уже занимался проектами недорогих приспособлений и пару месяцев назад, в рамках научной программы, начал работу над самодельным микроскопом в домашних условиях.

Уникальными особенностями этого микроскопа являются:

Заметка об увеличении: у мини микроскопа есть две линзы: одна примерно 0,6 см диаметром (увеличение 80x), и вторая примерно 0,24 см диаметром (увеличение 140x). Несмотря на большее увеличение у второй линзы, я обычно предпочитаю пользоваться первой, ведь чем меньше линза, тем больше ей нужно света, а фокусировка становится сложнее и это приводит к большим трудностям при изучении образцов. Большое поле обзора у большей линзы делает её простой в использовании, а увеличения в 80 раз вполне хватает, чтобы рассмотреть все детали, невидимые невооруженному глазу.

Дочитайте статью до конца, и вы научитесь тому, как сделать детский микроскоп своими руками!

Шаг 1: Собираем материалы

Вот список материалов, нужных для сборки карманного микроскопа. В дополнение к этому списку, для изготовления корпуса вам будет необходим 3D принтер (или креативность для создания корпуса своими руками). Если не считать стеклянных шариков (линз), то, возможно, всё что нужно для сборки, вы сможете найти дома под рукой.

Я приобрёл шарики в McMaster:

Если ваш бюджет ограничен, то вы можете купить лишь стеклянный шарик — в то время как остальные части лишь добавляют функциональности, для работы микроскопа на самом деле необходим лишь этот шарик.

Шаг 2: Напечатайте корпус

Печать 3D — это наиболее доступный способ изготовления деталей для любителей сделать что-то своими руками. Я спроектировал корпус микроскопа для печати на принтере, но он может быть изготовлен из дерева или из обычного пластика.

Батарейка выступает и вы можете волноваться из-за некоторого натяжения в отсеке для неё. Не волнуйтесь — вы уберёте лишний пластик, когда будете вставлять батарейку. Я не рекомендую добавлять опоры, потому что их будет сложно убрать.

Что, если у меня нет 3D принтера?

Если вы сбираетесь сделать корпус другим способом, то я добавил для вас чертёж с основными измерениями. Ваши габариты не должны очень точно совпадать с моими. Любая часть механизма, держащего линзу, находится на расстоянии менее 1 мм от изучаемого образца, и вы можете слегка двигать его вверх и вниз для фокусировки — это сработает.

Шаг 3: Сборка микроскопа

Когда все части микроскопа находятся под рукой, можно приступить к сборке.

Вдавите линзы
Первым делом вдавите линзы в верхнюю часть корпуса. Большая линза помещается в большое отверстие, а маленькая в выступающую часть маленького отверстия.
Если какая-то из линз сидит неплотно, смажьте край корпуса суперклеем для её закрепления. Если же наоборот, линза не входит в отверстие при давлении пальцами, используйте кусочек пластика, чтобы вдавить её на место.

Скрутите две части корпуса вместе
Соедините верхнюю и нижнюю части микроскопа при помощи болта длиной примерно 25 мм. Если части корпуса сидят очень туго — срежьте немного пластика. Соединение должно быть надёжным, но не слишком тугим.

Вставьте скрепки
Скрепки будут держать ваши образцы на нужном месте. Вставьте их на свои места, как показано на фотографиях.

Вставьте батарейку
Возьмите батарейку 2032 и вставьте в отсек для батареек. Для этого нужно будет приложить небольшое усилие и вы можете отломить несколько кусочков пластика, которые заполняли зазор. Вставьте батарейку так глубоко, как это возможно.

Вставьте диод
Аккуратно вставьте ножки диода по обеим сторонам батарейки. Диод будет гореть только тогда, когда подключён правильным образом. Если ножки диода слишком длинные — немного обрежьте их. Если подсветка не требуется, можете вставить ножки светодиода по одну сторону батарейки — схема не будет замкнута, и заряд не будет тратиться.

Шаг 4: Подготовьте образец для изучения

Далее вам следует найти вещи, которые вы хотели бы изучить под микроскопом. Вам не нужно искать слишком усердно — даже простые вещи могут смотреться впечатляюще! Если вы ничего не находите — попробуйте начать с оторванного края обычной бумаги. Поместите образец под линзу и закрепите его скрепками.

Карманный детский микроскоп предназначен для закрепления слайдов микроскопа на фиксированном месте, поэтому вам не нужно делать стеклянные слайды (как это делается в лабораториях). «Сэндвич» из прозрачного скотча вполне подойдёт — просто остерегайтесь пузырьков воздуха, похожих на что-то интересное.

Еще один совет: листья растений высыхают и деформируются, поэтому приклеивание их на слайд микроскопа дольше сохраняет их форму.

Шаг 5: Используйте микроскоп

Теперь у вас есть рабочий микроскоп, и вы можете исследовать мир!

Как использовать микроскоп

Наиболее простым способом начать использовать микроскоп будет просто посмотреть через большую линзу с расстояния на что-то с хорошим узором. Я начал с разглядывания листьев бамбука, так как на них было много разных неровностей.

Чтобы сфокусироваться, двигайте руку вверх и вниз. Если у вас не получается, начните вплотную к образцу и постепенно удаляйте микроскоп, пока не попадёте в фокус.

Когда вы разберётесь, как фокусироваться и как выглядят вещи в фокусе, поднесите его к своему глазу. Микроскоп должен покрыть бОльшую часть вашего поля зрения и вы попадёте в микроскопический мир!

Что вы можете сделать при помощи карманного микроскопа

Всё выглядит совсем иначе в другом масштабе. На что похожа земля? Или песок? А пыль? Чем отличается свежий листок от сухого?

Микроскопия позволяет вам отвечать на вопросы об окружающем мире путём наблюдений. Вы можете даже перевернуть микроскоп и использовать просто линзу. Держите её напротив монитора компьютера или смартфона, и вы увидите отдельные пиксели и то, как различные комбинации цветов на экране складываются из отдельных красных, зеленых и синих пикселей. Попробуйте держать камеру поверх микроскопа и заснять то, что вы изучаете.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Микроскоп своими руками

Микроскоп нужен не только для изучения окружающего мира и предметов, хотя это так интересно! Иногда это просто необходимая вещь, которая облегчит ремонт аппаратуры, поможет сделать аккуратные спайки, не ошибиться с креплением миниатюрных деталей и их точным местом. Но необязательно приобретать дорогостоящий агрегат. Есть прекрасные альтернативы. Из чего можно сделать микроскоп в домашних условиях?

Микроскоп из фотоаппарата

Один из самых простых и доступных способов, но при наличии всего необходимого. Понадобится фотоаппарат с объективом 400 мм, 17 мм. Ничего разбирать и вынимать не нужно, камера останется рабочей.

Делаем микроскоп из фотоаппарата своими руками:

Фокусируем, фотографируем исследуемый предмет в увеличенном состоянии. Фото с такого самодельного микроскопа получается достаточно четким, прибор может увеличить волос или шерсть, чешуйку лука. Больше подходит для развлечения.

Микроскоп из мобильного телефона

Второй упрощенный способ изготовления альтернативного микроскопа. Нужен любой телефон с камерой, лучше без автоматического фокуса. Дополнительно понадобится линза от маленькой лазерной указки. Она обычно небольшая, редко превышает 6 мм. Важно не поцарапать.

Фиксируем изъятую линзу на глазке фотокамеры выпуклой стороной наружу. Прижимаем пинцетом, расправляем, можно по краям сделать оправу из кусочка фольги. Она удержит маленькое стеклышко. Наводим камеру с линзой на предмет, смотрим на экран телефона. Можно просто наблюдать или сделать электронный снимок.

Если на данный момент нет под рукой лазерной указки, то таким же способом можно использовать прицел от детской игрушки с лазерным лучом, нужно само стеклышко.

Микроскоп из веб-камеры

Подробная инструкция изготовления USB-микроскопа из веб-камеры. Можно использовать самую простую и старую модель, но это будет влиять на качество изображения.

Делаем микроскоп из веб-камеры своими руками:

Можно поступить более простым способом и изготовить автономную подсветку из газовой зажигалки с фонариком. Но, когда это все работает от разных источников, получается загроможденная конструкция.

Для усовершенствования домашнего микроскопа можно соорудить подвижной механизм. Для него отлично подойдет старый флопповод. Это когда-то используемое устройство для дискет. Его нужно разобрать, вынуть устройство, которое двигало считывающую головку.

По желанию делаем специальный рабочий столик из пластика, оргстекла или другого подручного материала. Нелишним будет штатив с креплением, который облегчит использование самодельного прибора. Здесь можно включить фантазию.

Встречаются и другие инструкции, схемы, как сделать микроскоп. Но чаще всего в основе вышеперечисленные способы. Они могут лишь незначительно отличаться, в зависимости от наличия или отсутствия ключевых деталей. Но, голь на выдумки хитра, всегда можно придумать что-то свое и блеснуть оригинальностью.

Фото микроскопа своими руками

Цифровой микроскоп своими руками

Выбирать сам оптический прибор долго не пришлось, выбор пал на микроскоп Альтами 104, это отечественный микроскоп, моя модель с 2000 кратным увеличением (больше оптика не дает, что бы там не писали — это цифровая туфта). Цена его очень даже невысокая, мне он обошелся 12800 рублей (май 2015).

Не знаю как импортные аналоги, по сравнению с ним, но я доволен как слон =) Сомневаюсь, что можно сделать прибор сколько-нибудь лучше за эти деньги. Заказывал у производителя, поскольку так и быстрее и дешевле и наверняка надежней: http://www.altami.ru.

Микроскоп Альтами 104

Для тех кто тоже не нашел как отрегулировать световое поле микроскопа, подсказываю: снимите окуляр (если поспешили его нацепить), диафрагму на минимум и выставьте конденсатор регулировочными болтами так, чтобы пятно было по центру, затем больше эти винты не трогайте.

Пятно по которому регулировать

Разумеется смотреть в микроскоп (тем более в монокулярный) тяжело и хочется все выводить прямо на монитор. Однако камера для микроскопа сопоставима с ценой самого микроскопа. И я решил ее пока не брать, а попробовать сделать самому. О чем я сейчас и поведаю во всех деталях =)

Кроме микроскопа вам понадобится веб-камера, желательно с хорошей матрицей, я использовал Logitech C270 (в свое время по 700 р. брал несколько штук, специальная камера для микроскопа с аналогичным разрешением стоит 9000 р.). Очень удобна тем, что фокус этой камеры регулируется механически, хотя наверняка и в других это тоже возможно — просто не разбирал, не знаю.

Веб-камера Logitech C270

Первым делом, нужно уменьшить вес камеры, поэтому нужно снять крепежную часть камеры. Выдергиваем торцевые декоративные заглушки с поворотного механизма и выкручиваем шуруп, затем выдавливаем вал и камера становится словно пушинка.

Разбор крепежного механизма

Далее необходимо снять переднюю панель камеры, чтобы добраться до настройки фокуса. Для этого надо сдернуть декоративную панельку, а затем выкрутить пару винтиков и снять основную пластиковую панель, за которой находится нехитрая начинка.

Теперь нам нужна насадка на окуляр, и ее роль нам сыграет обычная пробка от пластиковой бутылки! Она идеально подходит по диаметру и внутри у нее есть упор, чтобы вплотную к оптике не прижиматься — лучше не придумаешь, нужно лишь срезать резьбу и просверлить дырку радиусом 3 плюс минус миллиметра.

Лоскутки пластика можно опалить огнем, чтобы не болтались, затем необходимо выровнять верх пробки, например камнем.

Насадите готовую пробку на окуляр и прислоните камеру с одетой основной панелью, если потребуется отрегулируйте фокус (не спеша, потихоньку, как можно точнее). А еще, заклейте светодиод в камере, например, изолентой, чтобы не светил куда не надо.

Далее необходимо прикрутить основную панель камеры к пробке, для этого я использовал шурупы, можно на клей наверное посадить, но нужно точно выставить камеру, поэтому шурупы предпочтительней, сначала выставить один, может не с первого раза.

Примерить, возможно подстроить относительно первого шурупа и только потом зафиксировать вторым. Если наклон не оптимальный, вставить распорочки из кусочков пластика, или чего-то, что есть под руками. Затем выполнить генеральную примерку.

Крепление панели к пробке

Теперь осталось зафиксировать результат, для этого можно воспользоваться клеевым пистолетом.

Здесь же рекомендую подклеить стяжку или другой гибкий кусочек пластика в качестве фиксаторов, это необходимо для того, чтобы зафиксировать окуляр, чтобы изображение у вас не вертелось, вслед за проводом веб-камеры, можно даже несколько таких стяжек, ну или еще как придумаете. Пролить вокруг клеем и дать застынуть.

Готовая цифровая насадка

Теперь установим все это на окуляр микроскопа, притянем затянем стяжкой фиксатор к трубе окуляра и наслаждаемся микромиром! Весь процесс занимает не более часа, статью дольше писал.

В целом должен сказать, что специальная насадка предпочтительней, поскольку она не пытается адаптироваться к освещению, что при некоторых параметрах работы микроскопа приводит к автонастроечному дребезгу в изображении, возможно это регулируется в веб-камерах, еще не разбирался. Да и откалибровано все точно на заводских насадках, без всяких винтиков. Но тем не менее для любителей результат очень даже ничего, правда препарат делал наспех на старом стекле грязными руками — поэтому столько мусора на картинке =)

Какая-то бактерия на клетках лука

Меня как пользователя windows 7, после ХР ждал неприятный сюрприз — в 7-ке убрали веб-камеры из «моего компьютера», т.е. штатных средств глянуть на результат нет, поэтому не обошлось без попрограммировать =) Распакуйте архив в любое место и запустите экзешник.

Мой самодельный микроскоп из веб-камеры

Как сделать микроскоп из веб-камеры

Если разобрать подходящую (с настраиваемым фокусом) веб-камеру, то можно снять объектив и перевернуть его. В этом случае камера превращается в … микроскоп!

Я использовал вот такую камеру Vimicro USB Camera (на чипсете VC0345 с сенсором OmniVision OV7670) с объективом из двух линз:

Так как в кабеле камеры были добавлены провода для микрофона, что вызывало неудобства в использовании, то я отпаял штатный кабель и припаял другой USB-кабель:

Такой микроскоп представляет собой микроскоп проходящего света и позволяет наблюдать интересующий объект в проходящем свете в светлом поле. В результате получается теневое изображение объекта.

Для этого я использую написанную мной программу CamScope:

Загрузить программу CamScope можно здесь — https://foxylab.com/CamScope.php?ru

Увеличение моего самодельного цифрового микроскопа

Визуальное (геометрическое) увеличение показывает во сколько раз наблюдаемый объект на экране компьютера больше, чем в натуральную величину. Для оценки этого параметра можно использовать, например, расстояние между штрихами штангенциркуля.

Это увеличение зависит от используемого монитора и определяется произведением увеличения объектива на собственное увеличение камеры.

Собственное увеличение камеры определяется отношением размера картинки на экране (например, диагонали) на размер светоприемной матрицы.

Для моего микроскопа на экране ноутбука расстояние между соседними штрихами штангенциркуля (1 миллиметр) составляет 9 сантиметров:
Таким образом, увеличение моего самодельного микроскопа составляет 90 крат.

Пиксели ЖК-дисплеев

С помощью такой «модифицированной» камеры я получил вот такие изображения пикселей LCD-панели ноутбука:

Слева показано, что при наведении объектива камеры область монитора с белым цветом светятся все три группы субпикселей — красные (R), зеленые (G) и синие (B).
При этом сам пиксель имеет квадратную форму, хотя субпиксели являются прямоугольными, а длина стороны пикселя составляет около 0,25 мм.

На левом изображении видно, что ширина промежутка между красными и синими пикселями больше, чем между синими и зелеными и между зелеными и красными. Но изображение перевернуто, т.е. истинный порядок следования субпикселей RGB. Это подтверждается тестом.

Справа показано, что для создания желтого цвета пикселя светятся только красные (R) и зеленые (G) субпиксели.

Слюна является одним из популярных объектов наблюдения под микроскопом. Как утверждается, по слюне можно выполнять диагностику.

Как сделать usb микроскоп своими руками

Как сделать usb микроскоп своими руками? Этот вопрос волнует многих — радилюбителей, ремонтников, учителей биологии, школяров, врачей и научных работников микро-нанобиологии. Полный обзор про usb микроскопы читайте здесь: «Цифровой и электронный usb микроскоп»

Судя по опыту умельцев, необязательно приобретать usb микроскоп в магазине, можно сделать самому из подручных средств, тем более ничего сложного в этом нет и много ума не надо. Достаточно тонкой линзы от привода CD или DVD дисков и веб-камеры. По качеству изготовленное usb устройство не будет уступать микроскопам из магазина благодаря малому фокусному расстоянию линзы.

Приступая к работе, проверьте список необходимых предметов:

Забегая вперед, нужно сказать, что не стоит приобретать эти предметы с одной лишь целью сделать микроскоп. На эти деньги можно купить недорогой новый гаджет.

Можно обойтись малой кровью — без паяльника и припоя, достаточно закрепив камеру на микроскопе, мы добъемся желаемой цели. Как правило сделать самому usb микроскоп не составляет большого труда, основная трудность состоит в том, чтобы изображение на мониторе можно было разглядеть. Но сложнее и затратнее чем сделать usb лампу своими руками.

Как сделать микроскоп своими руками – Статьи на сайте Четыре глаза

Главная »
Статьи и полезные материалы »
Микроскопы »
Статьи о микроскопах, микропрепаратах и исследованиях микромира »
Как сделать микроскоп в домашних условиях

Недавно мы рассказывали, как сделать микроскоп из веб-камеры, сегодня же мы поговорим о самостоятельном создании оптического микроскопа. Для этого обратимся к книге Льва Васильевича Померанцева «Юный техник-конструктор: Практическое руководство по изготовлению самодельных приборов». Она была издана в СССР в 1951 году, и в ней можно найти множество полезных советов по созданию разных технических устройств, в том числе и инструкцию, как сделать микроскоп своими руками.

Нам понадобятся:

Где все это найти?

Линзы берем в аптеке или добываем из двух дешевых луп, за остальным нужно сходить в строительный магазин. Если металлических трубок и пластинок под рукой нет, их можно заменить картонными, но это сделает микроскоп более хрупким.

Как сделать микроскоп в домашних условиях из всех этих предметов:

Конечно, это упрощенная схема микроскопа. В идеале еще нужно сделать штатив, предметный столик и подсветку. Но даже в таком виде микроскопом вполне можно пользоваться. Он дает небольшое увеличение, но вполне подходит для знакомства с микромиром. В него можно рассматривать насекомых, паукообразных, срезы растений и минералы.

Собрать микроскоп своими силами – это увлекательно и познавательно. Но для научного хобби мы все-таки рекомендуем выбирать любительские микроскопы, созданные известными оптическими компаниями. Они не так дорого стоят, но предлагают современный функционал и хорошие оптические возможности. В нашем интернет-магазине вы сможете найти микроскопы для разных видов наблюдений.

4glaza.ru
Март 2018

Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.

Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.

Другие обзоры и статьи о микроскопах, микропрепаратах и микромире:

Электронный микроскоп своими руками

28-летний изобретатель из США Бен Краснов (Ben Krasnow) в домашних условиях собрал сканирующий электронный микроскоп, сообщает портал журнала Popular Science.

«Мне было интересно попробовать свои силы, узнать, возможно ли сделать что-то похожее своими руками», — говорит изобретатель. Любая научная лаборатория заплатит четверть миллиона долларров за хороший коммерческий СЭМ.

А вот о попытках создания микроскопа «на коленке», говорит Краснов, нигде не сообщалось. И Бен сымпровизировал.

Сначала несколько недель ушло на изучение принципа действия СЭМ, физических процессов, которые лежат в основе его работы. Следующим шагом был подбор недорогих компонентов на eBay. Сделав запас необходимых компонентов, Бен приступил к работе. Электронную пушку он сделал из тонкой вольфрамовой проволоки.

В результате термоэлектронной эмиссии (накаливание электрическим током и последующее испускание электронов) она испускала пучок электронов, которые через тонкую медную трубку устремлялись навстречу образцу.

Поначалу сфокусировать пучок не получалось, однако перемещая магнит вокруг стеклянной камеры, в которую Бен поместил микроскоп, удалось добиться более или менее хорошей фокусировки пучка.

Картинки, которые изобретатель получил на своем микроскопе, имеют увеличение в 50 раз, что в общем то очень далеко от 1000-кратного увеличения коммерческих СЭМов. Правда эксперты считают, что это ничуть не умаляет значимость эксперимента.

Как это работает

Стоимость: 1 500 у.е.

Дисплей

Сканирующий электронный микроскоп называется так потому, что он сканирует поверхность образца электронным лучом, по сути получая «видеокартинку» стационарного (недвижимого) образца. В современных СЭМах обработка полученных данных и формирование изображения осуществляется на компьютере.

Бен Краснов для визуализации всего происходящего использовал старый осциллограф — прибор для регистрации амплитуд электрических сигналов. Пучок электронов, испускаемый вольфрамовым эмиттером, выбивал с поверхности материала вторичные электроны, которые попадали на детектор.

Сигнал на детекторе зависит от топографии исследуемого образца. С детектора сигнал поступал в осциллограф, который уже формировал картинку (рис.2). Скорость сканирования поверхности была небольшой, при этом чем быстрее перемещался луч, тем было хуже качество картинки и тем меньше было разрешение.

В дальнейшем для обработки изображений Бен планирует использовать компьютер.

Вакуумное охлаждение

Необходимо, чтобы в процессе работы пучок электронов оставался достаточно тонким и не расходился. Во избежание любого постороннего воздействия, Краснов поместил микроскоп под большой стеклянный купол, при этом выкачав воздух. Для создания вакуума Бен использовал два насоса.

Один из них все время перегревался и Бен снабдил его системой охлаждения. Охлаждающая жидкость циркулировала вокруг перегревающегося насоса, забирая излишки тепла, при этом охлаждаясь обыкновенным оконным кондиционером.

Бен Краснов — эстет, поэтому и осциллограф, и блоки питания выглядят так, как будто они только что вернулись из космической миссии 60-х годов.

Как сделать электронный ЮСБ-микроскоп в домашних условиях – самодельная USB камера своими руками

Предлагаем создать в домашних условиях электронный ЮСБ-микроскоп среднего разрешения для подключения к компьютеру по USB кабелю. Возможно, у вас уже есть необходимые детали для выполнения этого проекта, иначе вам придется их купить.

Необходимые детали для сборки своими руками самодельного микроскопа:

Шаг 1: Модифицируем устройство

Карманный микроскоп имеет встроенную лампу накаливания для подсветки, которая питается от двух батарей AAA 1,5 В. Выньте лампу и батарейки из корпуса и установите один белый светодиод, протянув от него провода внутри корпуса наверх микроскопа.

Для изоляции контактов используйте термоусадочную трубку или изоленту.

Проверьте работу светодиода при помощи батарейки и пометьте, который провод является анодом, а который катодом.

На плате камеры есть маленький, но чертовски яркий оранжевый светодиод. Осторожно удалите его и подпаяйте на его место провода от белого светодиода. Светодиод находится под программным управлением, USB будет обеспечивать питание камеры и светодиода. Убедитесь, что провода не имеют натяжения.

Не жалейте термоклея для приклейки белого светодиода внутри корпуса. Расположите светодиод таким образом, чтобы он освещал то место, куда направлен объектив.

Шаг 2: Снимаем пластиковый корпус с камеры

Можете не снимать корпус, но лучше его все же удалить.

Под блестящим логотипом на корпусе имеется один-единственный фиксирующий винтик.

Шаг 3: Производим сборку

Удалите маленькое резиновое кольцо из окуляра и вставьте камеру в окуляр.

Нанесите немного клея вокруг соединения линзы камеры и окуляра микроскопа.

Шаг 4: Делаем основание

Готовый USB-микроскоп достаточно легкий, поэтому его нужно закрепить в вертикальном положении. Приклейте парочку неодимовых магнитов снизу микроскопа. Затем изготовьте деревянное основание с приклеенной к нему металлической пластиной небольшого размера.

Идея заключается в том, что примагниченный к металлической пластине микроскоп, может свободно скользить по ней при передвижении его рукой и остается неподвижным, если к нему не притрагиваться.

Шаг 5: Делаем микрофотографии

Выше представлено несколько фотографий, сделанных при помощи этого микроскопа. Вы можете видеть, как микроскоп увеличивает различные предметы.

Посмотрите, как при увеличении выглядит часть ядра памяти от старого компьютера CDC-6600.

На левом фото изображена сама плата, а на правом – крупный план тороидов и проволочной сетки, составляющих ячейки памяти.

Так как камера имеет разрешение 2-мегапикселя, она имеет довольно хорошее качество изображения. Объектив камеры ZEISS имеет электромеханический корпус и посредством программного обеспечения приспосабливается к фокусному расстоянию, которое мы с вами создали для него.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Как сделать электронный ЮСБ-микроскоп в домашних условиях – самодельная USB камера своими руками. Как сделать микроскоп в домашних условиях. Конструкция микроскопа из линз Как из лупы сделать микроско

Необходимые детали для сборки своими руками самодельного микроскопа:

Что нужно иметь для самодельного микроскопа из веб камеры?

Помимо рабочей веб-камеры, которую в процессе изготовления самодельного микроскопа придется всё-таки немного переделать, потребуется кое-какой инструмент и приспособления.

В первую очередь нужно обзавестись:

Из инструмента понадобятся:

Итак, рассмотрим процесс изготовления самодельного микроскопа из обычной веб-камеры своими руками.

USB-микроскоп для пайки своими руками

Приветствую Вас, уважаемые любители и мастера изготовления полезных вещей своими руками, а также посетители и создатели сайта «В гостях у Самоделкина».
В связи с сумасшедшими темпами развития радиотехники и электроники в сторону миниатюризации, всё чаще при ремонте аппаратуры приходится иметь дело с SMD радиокомпонентами, которые без увеличения, порой, даже рассмотреть невозможно, не говоря уж об аккуратном монтаже и демонтаже.

Итак, жизнь заставила поискать в интернете прибор, типа микроскопа, который можно было бы изготовить своими руками. Выбор пал на USB-микроскопы, самоделок которых предлагается очень много, но все они не могут быть использованы для пайки, т.к. имеют очень маленькое фокусное расстояние.

Я решил поэкспериментировать с оптикой и сделать USB-микроскоп, который бы удовлетворял моим требованиям.

Конструкция получилась довольно-таки сложной, поэтому подробно описывать каждый шаг изготовления не имеет смысла, т.к. это очень загромоздит статью. Опишу основные узлы и пошаговое их изготовление.

Итак, «не растекаясь мыслью по древу», начнём:

1. Я взял самую дешёвую веб-камеру A4Tech, честно скажу, мне её просто подарили из-за фигового качества изображения, на что мне было глубоко наплевать, лишь бы была исправной. Конечно, если бы я взял более качественную и, естественно, дорогую веб-камеру микроскоп получился бы с лучшим качеством изображения, но я, как Самоделкин, действую по правилу – «За неимением горничной, «любят» дворника», да и, к тому же, качество изображения моего USB-микроскопа для пайки меня устроило.

Далее, разобрав её, я аккуратно снял родную оптику, оставив только пиксельную матрицу, и на место родной оптики установил бронзовую втулку, которую выточил на токарном станке по размерам новой оптики.

Чтобы крепить оптику в бронзовой втулке, я просверлил в ней (втулке) два отверстия ø 1,5 мм и нарезал резьбу М2.

В полученные отверстия с резьбой ввернул болтики М2, на концы которых приклеил бусинки для удобства откручивания и закручивания, чтобы менять положение оптики относительно пиксельной матрицы с целью увеличения или уменьшения фокусного расстояния моего USB-микроскопа.

Для питания будущей подсветки, с USB кабеля, которым соединяется веб-камера с компьютером, я вывел два провода с мини-разъёмом (папа) – «+5v, от красного провода USB кабеля» и «-5v, от чёрного провода».

Чтобы минимизировать конструкцию подсветки, я решил использовать LED-светодиоды, которые выпаял из ленты LED-подсветки от разбитой матрицы ноутбука, благо, такая лента у меня давно лежала в «загашнике».

Изготовив при помощи ножниц, подходящего сверла и напильника кольцо нужного размера из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита и, вырезав с одной стороны кольцА дорожки для пайки LED-светодиодов и гасящих SMD-резисторов номиналом 150 ом, (в разрыв плюсового провода питания каждого светодиода поставил резистор 150 ом) спаял нашу подсветку. Для подключения питания с внутренней стороны кольца припаял мини-разъём (мама).

Чтобы соединить подсветку с объективом я применил (неиспользуемую для крепления стёкол объектива) круглую гайку с резьбой, которую припаял к внутренней стороне кольца подсветки (вот для чего я взял именно двухсторонний стеклотекстолит).

Итак, электронно-оптическая часть USB-микроскопа готова.

Теперь необходимо подумать о подвижном механизме для точной настройки резкости, подвижном штативе, основании и рабочем столике. В общем, осталось придумать и создать механическую часть нашей самоделки.

2. В качестве подвижного механизма для точной настройки резкости я решил взять устаревший механизм для чтения дискет (в народе его называли «флопповод»). Для тех, кто не застал сие «чудо техники», выглядит он вот так:

Всё получилось, как я хотел, движение механизма было плавным и точным (без люфтов). Ход механизма составил 17 мм, что идеально для точной настройки резкости микроскопа при любом фокусном расстоянии оптики.

При помощи двух болтов М2 я закрепил электронно-оптическую часть USB-микроскопа на подвижный механизм для точной настройки резкости.

Далее всё просто – болтом М5 длиной 45 мм через гайки соединяем предварительно собранную часть с креплением и надеваем на стойку, закрепив стопорным винтом.

Теперь основание и столик.

4. С давних времён лежал у меня кусок полупрозрачной пластмассы светло-коричневого цвета. Поначалу я думал, что это оргстекло, но при обработке понял, что нет. Ну, да ладно – решил я его применить для основания и столика моего USB-микроскопа.

Исходя из габаритов ранее получившейся конструкции, и желании сделать большой столик для надёжного крепления плат при пайке, я вырезал из имеющейся пластмассы прямоугольник размером 250х160 мм, просверлил в нём отверстие ø 8,5 мм и нарезал резьбу М10 для крепления штанги, а так же отверстия для крепления основания столика.

5. Столик выточил на токарном станке (на моём бывшем предприятии, у меня, конечно же, нет токарного станка, хотя есть 5-й разряд токаря) размером 160 мм.

В качестве основания для столика взял подставку для выравнивания мебели относительно пола, она отлично подошла по габаритам и выглядит презентабельно, к тому же, мне её подарил знакомый, у которого этой фурнитуры, «как у дурака махорки».

На верхней части столика я приделал лапки для фиксации плат, которые лежали в закромах с давних времён, даже не знаю от чего они и откуда у меня появились. В связи с тем, что столик поворотный, на нем можно разместить даже крупногабаритные платы для ремонта.

Ну, вот и всё, собираем наш USB-микроскоп в единую конструкцию и подключаем к компьютеру. Видим результат:

Для тех кто не знает, как открыть веб-камеру через Daum Potplayer объясняю:

1.Кликаем правой кнопкой мышки по экрану открытого Daum Potplayera. 2.В появившемся окне наводим курсор на вторую строчку сверху «Открыть». 3.Переходим во второе открывшееся окно. 4.Кликаем по девятой строчке сверху «Открыть веб-камеру»

Всё получаем полноэкранное изображение. Если надо, выводим на экран периферийного устройства.

P.S. Фокусное расстояние моего USB-микроскопа около 70 мм. Этого вполне достаточно, чтобы беспрепятственно добраться паяльником и пинцетом до деталей с целью демонтажа и монтажа, и увеличение вполне приемлемое, что хорошо видно на последних двух кадрах.

Спасибо за интерес к моей конструкции. Желаю всем добра и творческих успехов. С уважением, MNS1961.

Продам эту самоделку или изготовлю на заказ. Напишите мне или оставьте комментарий для обсуждения деталей.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Изготовление

1) Разборка лазерной указки и извлечение линзы.

Для этого используем самую дешевую указку, поэтому не покупайте для этого дорогие модели. В общей сложности понадобится 2 линзы. (Этот шаг можно пропустить, если вы купите в магазине саму линзу).

Для разборки указки откручиваем заднюю крышку и вынимаем батарейки. Все внутренности извлекаем с помощью простого карандаша с ластиком. Линза находиться в объективе, и чтобы достать ее необходимо открутить кусок маленького черного пластика.

Сама линза состоит из тонкого полупрозрачного стекла, толщиной около 1 мм, можете приложить ее к камере телефона чтобы поэкспериментировать с увеличенной фотографией, сделать качественный фотоснимок очень тяжело, поэтому решил изготовить для микроскопа стойку фиксатор.

2) Изготовление основания корпуса.

Вход пошел кусок фанеры размерами 7 х 7 см, в котором сверлим 3 отверстия для стоек (болтов) Места сверлению отверстий показаны на фотографии метками.

3) Подготовка оргстекла и линз.

Вырезаем из оргстекла 2 куска размерами: 7 х 7 см и 3 х 7 см. На первом куске оргстекла сверлим 3 дырки по шаблону фанеры, это будет верхняя часть корпуса. На 2 куске сверлим 2 дырки по шаблону фанеры, это будет промежуточная полка микроскопа. При сверлении оргстекла не давите сильно.

Теперь потребуется просверлить отверстия в оргстекле для линзы и объектива, для этого потребуется сверло D = D объектива или немного меньше. Финишную подгонку отверстия делаем с помощью круглых напильников или рашпилей. Линзы необходимо встроить в просверленное отверстие в оба стекла.

Когда все детали микроскопа готовы, можно приступить и к самой сборке, но до этого остался еще 1 момент: — необходимо снизу подать источник света, для этого в нижней части корпуса я просверлил отверстие для монтажа небольшого диодного светильника.

Приступаем к окончательной сборке. Закручиваем болты плотно к основанию. Промежуточная стойка микроскопа с о 2 линзой должна помещаться вверх и вниз, чтобы можно было регулировать размер увеличения оптикой.

Для этого на 2 болта закручиваем гайки барашки, 2 шайбы и монтируем стекло с уже вклеенной линзой размером 3*7 см.

Затем устанавливаем верхнюю крышку, здесь уже используем обычные гайки, но ставим их и сверху и снизу.

Поздравляю, Вас вы только что сделали дешевый цифровой микроскоп, вот несколько фотоснимков сделанных с помощью него.

Как сделать дешевый цифровой микроскоп

Кстати, можно сделать цифровой микроскоп своими руками из простой web камеры. Достаточно открутить линзу и перевернуть ее наоборот к матрице. Тогда изображение камеры будет на увеличение. В интернете и на YouTube есть подробные инструкции по переделке.

А еще проще будет, если у вас есть смартфон с хорошей камерой. Любая камера смартфона способна приближать изображение в кадре.

Достаточно перейти в режим камеры, и приблизить изображение. Осталось только закрепить смартфон на какую-нибудь подставку, и у вас будет хорошее изображение в кадре.

Материалы для изготовления

Полный список необходимых материалов для проекта: