Come realizzare un microscopio da un registratore. Esperimenti astronomici

Ho sempre amato la biologia, ma non ho mai avuto un microscopio, quindi ho deciso di procurarmene uno per ammirare il micromondo con i più giovani, e magari fotografare nel frattempo il chip principale della console 3DO.

Scegli te stesso strumento ottico Non ci è voluto molto, la scelta è caduta sul microscopio Altami 104, questo è un microscopio domestico, il mio modello con ingrandimento 2000x (le ottiche non forniscono di più, qualunque cosa scrivano - è una stronzata digitale). Il suo prezzo è molto basso, mi è costato 12.800 rubli (maggio 2015). Non so come si paragonino gli analoghi importati, ma sono felice come un elefante =) Dubito che sia possibile migliorare il dispositivo per i soldi. L'ho ordinato dal produttore perché è più veloce, più economico e probabilmente più affidabile: http://www.altami.ru.

Microscopio Altami 104

Per chi non avesse ancora trovato come regolare il campo luminoso del microscopio, consiglio di: togliere l'oculare (se avevate fretta di montarlo), regolare l'apertura al minimo e regolare il condensatore con le viti di regolazione in modo che il punto è al centro, quindi non toccare più queste viti.

Spot entro il quale regolare

Naturalmente guardare al microscopio (soprattutto monoculare) è difficile e si desidera visualizzare tutto direttamente sul monitor. Tuttavia, il prezzo della fotocamera per il microscopio è paragonabile al prezzo del microscopio stesso. E ho deciso di non prenderlo ancora, ma di provare a realizzarlo da solo. Di cui ora vi parlerò in tutti i dettagli =)

Oltre al microscopio, avrai bisogno di una webcam, preferibilmente con una buona matrice, io ho usato una Logitech C270 (un tempo ne ho acquistate diverse per 700 rubli, una fotocamera speciale per un microscopio con la stessa risoluzione costa 9000 rubli). È molto comodo perché la messa a fuoco di questa fotocamera viene regolata meccanicamente, anche se probabilmente questo è possibile anche in altre - semplicemente non l'ho smontata, non lo so.

Webcam Logitech C270

Avrai bisogno anche di un cacciavite, il tappo di una bottiglia di plastica, un paio di piccole viti (lunghe cinque millimetri), ed è consigliabile avere anche una pistola per colla (Glue Gun), un paio di fascette e un trapano simile a quelli usati dai dentisti =) Allora cominciamo!

Prima di tutto, devi ridurre il peso della fotocamera, quindi devi rimuovere la parte di montaggio della fotocamera. Tiriamo fuori i cappucci decorativi dal meccanismo rotante e svitiamo la vite, quindi spingiamo fuori l'albero e la fotocamera diventa come una piuma.

Smontaggio del meccanismo di fissaggio

Successivamente, è necessario rimuovere il pannello frontale della fotocamera per poter regolare la messa a fuoco. Per fare ciò, è necessario rimuovere il pannello decorativo, quindi svitare un paio di viti e rimuovere il pannello principale di plastica, dietro il quale si trova un semplice riempimento.

Apertura della fotocamera

Ora abbiamo bisogno di un attacco per l'oculare e il suo ruolo sarà svolto da un normale tappo di una bottiglia di plastica! Si adatta perfettamente al diametro e ha un fermo all'interno in modo che non si avvicini all'ottica: non puoi immaginare niente di meglio, devi solo tagliare il filo e praticare un foro con un raggio di 3 più o meno millimetri. Per questo ho utilizzato un trapano con attacco flessibile e ho utilizzato un trapano piccolo come accessorio. Se non lo hai in casa, prendi un coltello normale, taglia con attenzione il filo e fai un buco con un trapano normale, oppure scava qualcos'altro. I pezzi di plastica possono essere bruciacchiati con il fuoco per evitare che penzolino, poi occorre livellare la parte superiore del sughero, ad esempio con una pietra.

Preparazione del sughero

Posizionare la spina finita sull'oculare e appoggiare la fotocamera con il pannello principale acceso, se necessario, regolare la messa a fuoco (lentamente, poco a poco, nel modo più accurato possibile). Inoltre, copri il LED nella fotocamera, ad esempio, con del nastro isolante, in modo che non brilli dove non è necessario.

Successivamente, devi avvitare il pannello principale della fotocamera al tappo, per questo ho usato delle viti, probabilmente puoi fissarlo con la colla, ma devi allineare accuratamente la fotocamera, quindi è preferibile usare le viti, prima impostane una , forse non la prima volta. Provatelo, magari aggiustatelo rispetto alla prima vite e solo dopo fissatelo con la seconda. Se l'inclinazione non è ottimale, inserisci dei distanziatori ricavati da pezzi di plastica o qualcosa che hai a portata di mano. Quindi eseguire un montaggio generale.

Fissaggio del pannello alla spina

Ora non resta che fissare il risultato; per questo è possibile utilizzare una pistola per colla. Qui ti consiglio di incollare una fascetta o un altro pezzo di plastica flessibile come fascetta, questo è necessario per fissare l'oculare in modo che l'immagine non ruoti, seguendo il filo della webcam, puoi anche averne diverse di queste fascette, o qualunque cosa tu pensi Di. Distribuisci la colla attorno e lasciala indurire.

Allegato digitale pronto

Ora installiamo tutto questo sull'oculare del microscopio, stringiamo il morsetto al tubo dell'oculare con una fascetta e godiamoci il microcosmo! L'intero processo non richiede più di un'ora; mi ci è voluto più tempo per scrivere l'articolo.

Assemblaggio del microscopio

In generale devo dire che è preferibile un attacco speciale, poiché non cerca di adattarsi all'illuminazione, il che, con alcuni parametri operativi del microscopio, porta ad un rimbalzo autoregolante dell'immagine, forse questo viene regolato nelle webcam, Non l'ho ancora capito. E tutto è calibrato esattamente sugli attacchi di fabbrica, senza alcuna vite. Tuttavia, per i dilettanti il ​​risultato è molto buono, anche se la preparazione è stata fatta frettolosamente su vecchio vetro con le mani sporche- ecco perché c'è così tanta spazzatura nella foto =)

Una specie di batterio sulle cellule della cipolla

Come utente di Windows 7, dopo XP mi aspettava una spiacevole sorpresa: in 7 hanno rimosso le webcam dal "mio computer", ad es. Non ci sono strumenti standard per vedere il risultato, quindi ho dovuto programmarlo =) Scompattalo in qualsiasi posto ed esegui l'eseguibile.

Al giorno d'oggi, le webcam sono diventate dispositivi molto economici e accessibili. Naturalmente, possono essere utilizzati non solo per comunicare su Internet, perché anche la fotocamera più semplice è pur sempre una sorta di dispositivo di registrazione video. Le matrici delle fotocamere moderne sono molto piccole: ciò consente di ridurne i costi e ottenerne un'alta risoluzione. Questa funzionalità può essere utilizzata con successo per costruire un semplice microscopio basato su una webcam. Il principio del suo funzionamento si basa sul fatto che minore è la lunghezza focale dell'obiettivo, maggiore è l'ingrandimento che fornisce, mentre gli obiettivi delle fotocamere Web sono progettati per funzionare con matrici molto piccole e, di conseguenza, hanno una lunghezza focale molto breve - solitamente entro 3-4 mm. Per garantire che l'obiettivo della fotocamera funzioni in modalità microscopio, è sufficiente capovolgerlo con la sua estremità anteriore rivolta verso la fotocamera. Infatti, nella sua posizione normale, il bordo posteriore dell'obiettivo si trova molto vicino alla fotocamera e il soggetto è relativamente lontano. Capovolgendo la lente, abbiamo l'opportunità di esaminare un oggetto molto vicino (invece della matrice), focalizzando la sua immagine su una matrice relativamente distante, e allo stesso tempo la lente funziona nella sua modalità normale, perché il percorso dei raggi nel sistema di lenti è reversibile e, in generale, non importa da che parte si trova l'oggetto e con quale - il fotorilevatore. (A proposito, questa tecnica dell'obiettivo invertito è ampiamente utilizzata anche nella macrofotografia nella fotografia classica)

Quindi, abbiamo bisogno di qualsiasi webcam con obiettivo svitabile, diverse parti di un set di costruzione in metallo per bambini per assemblare la base e il meccanismo di messa a fuoco, un paio di viti e un LED con una batteria per l'illuminazione. Ad esempio, ho utilizzato una fotocamera Trust economica da 1,3 megapixel.

Per poter riportare facilmente la fotocamera allo stato originale, l'obiettivo è montato capovolto sulla fotocamera tramite un anello decorativo e un elastico. Il design del meccanismo di messa a fuoco è chiaro dalla fotografia. Nota: le lamelle su cui è montata la telecamera in posizione di lavoro devono essere orizzontali, altrimenti l'oggetto si sposterà nel campo visivo durante la messa a fuoco.

Il tavolo portaoggetti, il cui ruolo è svolto da normali mollette con superfici di serraggio leggermente levigate, è illuminato dal basso da un LED bianco. Si consiglia di fornire la possibilità di regolare la luminosità della retroilluminazione.

Naturalmente questo design non è l'unico possibile e sviluppare la propria versione può essere un puzzle tecnico molto avvincente.

Non resta che installare la diapositiva con il farmaco nei porta mollette e collegare la fotocamera al computer.

Per valutare l'ingrandimento di un microscopio, il modo più semplice è fotografare i pixel sullo schermo del monitor: la loro dimensione reale può essere facilmente determinata conoscendo le dimensioni del monitor e la sua risoluzione.

Come esempio e per valutare l'ingrandimento, presento un frammento di una fotografia della preparazione più semplice, familiare a tutti dalle lezioni di biologia: le cellule di cipolla. Tuttavia, è possibile ottenere un ingrandimento maggiore: per fare ciò è necessario allontanare l'obiettivo dalla matrice della webcam utilizzando una custodia aggiuntiva.

A casa abbiamo un microscopio per studenti molto semplice. E periodicamente guardiamo il micromondo attraverso di esso con grande interesse (qui ho pubblicato le foto che abbiamo scattato attraverso di esso: "Il mondo attraverso un microscopio", "Guardando attraverso un microscopio", "Lumache"). Sebbene il suo ingrandimento sia molto piccolo e non sia il più comodo da usare. Ma è molto richiesto tra noi. E sogniamo persino di acquistare un microscopio moderno e buono. Nel frattempo, i nostri sogni aspettano dietro le quinte, Anton ci ha creato microscopio domestico letteralmente da materiali di scarto: hai solo bisogno di due cose: un telefono cellulare con una fotocamera e un puntatore laser.

Lo dirò subito: risulta davvero essere un vero microscopio! È vero, l'aumento non è molto maggiore che nella nostra scuola. Ma finora ci è piaciuto davvero! La cosa principale è che qui puoi immediatamente scattare fotografie elettroniche di ciò che vedi!

Quindi, per realizzare un microscopio con le tue mani, devi prendere un telefono cellulare con una fotocamera. È meglio se la fotocamera non ha la messa a fuoco automatica o può essere spenta, in questo modo catturerà bene la nitidezza. Ad esempio, il cellulare LENOVO di mio marito scatta perfettamente le foto attraverso l'obiettivo, ma il mio LG non riesce a farlo affatto (((

La seconda cosa che devi portare è una lente per puntatore laser. Sai, tra i giocattoli per bambini vendono quelli che brillano di un raggio rosso. Oppure puoi usare il mirino laser di una mitragliatrice giocattolo (le mamme dei ragazzi sanno di cosa sto parlando). Di tutto questo dispositivo, abbiamo bisogno solo del vetro stesso attraverso il quale passa il raggio. È molto piccolo, di solito ha un diametro di circa 6 mm.
Successivamente, l'obiettivo deve essere in qualche modo fissato in modo che l '"occhio" della fotocamera cellulare"guardava" attraverso di lei. Puoi anche tenerlo con una pinzetta. Ma è scomodo. Pertanto, Anton ha realizzato una cornice unica da un pezzo di blister di plastica. Ho praticato un foro per adattarlo al diametro della lente e la plastica ha acquisito lo spessore e l'elasticità necessari per fissare la lente. È molto importante non graffiare la lente. Inoltre è di plastica e molto delicato. È meglio prendere una sciarpa morbida ed eseguire tutte le operazioni con essa o su di essa.
La lente ha due lati: liscio e convesso. È necessario inserirlo nella cornice in modo che il lato convesso sia rivolto verso l'esterno e il lato piatto sia rivolto verso l'obiettivo della fotocamera del telefono.

Tutto! Il microscopio è pronto! Ora guarda lo schermo del tuo telefono e vedrai un'immagine notevolmente ingrandita! Ed è molto semplice scattare foto: premi un pulsante e fai clic! - fili e/o fogli enormi fiore da interno in formato elettronico!

Ecco uno sguardo a ciò che abbiamo ottenuto:

Rivestimento del divano al microscopio

È noto da tempo che i semplici ciondoli realizzati da un genitore con le proprie mani per suo figlio sono da lui valutati molto più alti rispetto ai regali acquistati in modo intelligente. Allo stesso tempo, l'autorità dell'anziano agli occhi del giovane aumenta notevolmente. Presentiamo qui una di queste “piccole cose” create dall’uomo all’attenzione del lettore. Parleremo di un semplice dispositivo ottico della “razza” dei microscopi. La capacità di ingrandire quest'ultima supera di gran lunga le capacità della più potente lente d'ingrandimento, un microscopio consentirà al bambino di vedere molte cose interessanti, esaminando, ad esempio, insetti e piante, e aiuterà un adulto, se necessario, a valutare le cose; qualità di affilatura di un utensile da taglio.

Microscopio fatto in casa dall'ottica di una vecchia macchina fotografica

Il microscopio fatto in casa utilizza due unità ottiche già pronte- obiettivi standard: da una fotocamera di piccolo formato (come FED, Zenit) a una fotocamera a pellicola da otto millimetri. È del tutto possibile ottenere l'ottica cinematografica, poiché migliaia di cineprese amatoriali sono diventate un peso morto dopo la distribuzione di massa delle apparecchiature video elettroniche.

Quindi, come puoi realizzare un microscopio da una fotocamera?

Per il nostro microscopio abbiamo preso una lente Zonnar (di una macchina fotografica tedesca). lunghezza focale 10 mm, a cui è stato assegnato il ruolo di oculare del microscopio. Come obiettivo fatto in casa, l'obiettivo Industar-50 della vecchia FED era adatto. Serviva anche un anello di prolunga n. 4 con filettatura di collegamento M39x1 (il più lungo), utilizzato per la fotografia macro. Se utilizzi un obiettivo Zenit avrai bisogno dell'anello n°3 con filettatura M42x1. Gli obiettivi fotografici e cinematografici sono combinati in un unico insieme ottico mediante un tubo rigido e resistente alla luce. L'anello di estensione fungerà da collegamento tra l'obiettivo, il tubo e il supporto. Per accoppiare un obiettivo cinematografico in miniatura con l'estremità posteriore del tubo, è adatta la parte conica superiore (insieme al collo) di un'apposita bottiglia di plastica per bevande o profumo.

Il nostro dispositivo ottico assemblato è mostrato in figura. Il supporto è realizzato con pannelli sottili o compensato multistrato di spessore 6...10 mm. Per la staffa è adatto un nastro di alluminio largo fino a 50 mm e spesso 1...1,5 mm. È possibile realizzare una staffa da una coppia di piastre PCB, collegandole tra loro e al supporto con angoli in alluminio. Si consiglia di dare alla staffa una forma che fornisca al gruppo ottico una comoda inclinazione per il “lavoro”. Il tubo, incollato di cartone, è fissato al corpo dell'anello di prolunga con colla. La lunghezza del tubo dipende dalle dimensioni e dalla forma del collo della bottiglia di plastica (in questo caso il collo deve essere tagliato in modo che la sua parte cilindrica sia lunga almeno 20 mm, cosa che garantirà l'allineamento dei gruppi ottici quando attracco). Nel collo del collo attaccheremo un obiettivo cinematografico, ad esempio, da una semplice fotocamera a pellicola “Sportiva” (di qualsiasi modifica).

Messa a fuoco sistema ottico l'osservazione dell'oggetto viene effettuata utilizzando l'anello remoto dell'obiettivo fotografico. È meglio realizzare un tubo composito (da sezioni separate che si incastrano l'una nell'altra con un leggero attrito), che amplierà la gamma di messa a fuoco. Superfici interne Si consiglia di rivestire il tubo e il collo con vernice nera opaca. Se si equipaggia l'apparecchio con un tavolo per sostenere un vetrino e uno specchio, sarà possibile esaminare gli oggetti in luce trasmessa.

Proverò a raccontarti come ho realizzato una fotocamera per un microscopio da una webcam Canyon CNR-WCAM820 economica. La fotocamera è realizzata su una matrice da 1/3", 2 MP. Ho scelto questa fotocamera innanzitutto per il suo design, che è comodo per la modifica sulle ginocchia. Allo stesso tempo, la fotocamera rimane intatta, puoi metterla tutto indietro e usalo come una normale webcam.

IO AVVERTO! Puoi ripetere tutto quanto indicato di seguito a tuo rischio e pericolo e non mi assumo alcuna responsabilità per le cose danneggiate da te. In questo caso perderai la garanzia sulla webcam!

Quindi, cominciamo :

1. Smontiamo la fotocamera e svitiamo tutto ciò che non è necessario (supporto e obiettivo)

2. Misuriamo il diametro della flangia dell'obiettivo e rettifichiamo un anello dello stesso diametro esterno in alluminio sottile (1 mm). Il diametro interno dell'anello è uguale al diametro della montatura della lente riduttrice di messa a fuoco utilizzata. Ho preso l'obiettivo del mirino di una vecchia fotocamera Zenit-E. Questa lente è una lente singola piano-convessa. Per coincidenza, si è rivelato perfetto per i miei apocromatici LOMO. Il cromatismo dell'ingrandimento è compensato abbastanza bene da questa lente. Per gli acromatici sarebbe necessario l'incollaggio acromatico, ma questo funziona bene. Anche se il cromatismo è un po' più evidente. È possibile utilizzare la prima lente (collettiva) dell'oculare 7x. Ma poi dovrai armeggiare tu stesso con il design del fissaggio. :D

3. Ho ritagliato un secondo anello da un PCB in lamina da 1,5 mm (non necessariamente lamina, forse un altro materiale durevole). Il suo diametro esterno dovrebbe essere tale da adattarsi all'interno del macroanello (ho M39) e essere premuto contro il secondo macroanello di questo tipo. E il foro interno è per la cornice del nostro obiettivo. Entrambi gli anelli devono essere verniciati con vernice nera opaca.

4. Ora assembliamo il “sandwich”. Mettiamo un anello di alluminio sul telaio dell'obiettivo e lo premiamo con un dado dell'obiettivo del cercatore video. Incolliamo un anello di textolite sopra il dado. Sarebbe meglio fissarlo con lo stesso dado, ma purtroppo nello Zenit ce n'è uno solo.

5. Mettiamo il cambio risultante al posto dell'obiettivo della fotocamera, prima di ciò mettiamo un anello macro sulla fotocamera e assembliamo il corpo della fotocamera. Il lato convesso della lente deve essere rivolto verso l'esterno.

6. Per collegare la fotocamera a un microscopio (Biolam, MBR, MBI), è necessario realizzare un adattatore da due lunghi macro-anelli. Ho usato solo 1 set di anelli M42 e 2 set di anelli M39. Questo è abbastanza per montare questa fotocamera e per montare le DSLR. Quindi, prendi due anelli lunghi e incolla tra loro i lati con il filo interno. Per affidabilità, l'ho incollato con resina epossidica e avvolto in un sottile tessuto sintetico. Questo adattatore resisterà molto. Penso che l'adattatore possa essere realizzato incollando un sottile anello macro nella parte anteriore dell'obiettivo Helios-44 sventrato. In questo caso sarà possibile modificare agevolmente la lunghezza del tubo da raggiungere posizione corretta fotocamera rispetto all'obiettivo.

7. Per installare la fotocamera sul microscopio, rimuovere il tubo, ruotare da esso il supporto conico e avvitarlo al nostro adattatore. Avvitiamo un sottile anello macro all'altra estremità dell'adattatore, posizioniamo la nostra fotocamera su di esso e lo premiamo con l'anello inserito sulla nostra fotocamera. Girare, ma non stringere completamente. Dopo aver collegato la fotocamera al computer e avviato il programma (utilizzo il meraviglioso e gratuito programma Micam-1.4), otteniamo un'immagine sullo schermo del monitor. (Prima di ciò, è necessario regolare la nitidezza del microscopio con l'oculare e posizionare qualsiasi oggetto al centro del campo visivo). Quindi, spostando la fotocamera ai lati, centriamo l'immagine. Lo stringiamo. La nitidezza dovrebbe essere all'incirca nella stessa posizione dell'oculare. Se la posizione di messa a fuoco è molto diversa è necessario selezionare l'altezza complessiva del tubo dai macro anelli.