Как сделать микроскоп из телефона и капли воды

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 05.10.2024

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.

Собственно, сам смартфон.
Устойчивая основа, на которой можно будет жестко закрепить смартфон. Лучше всего штатив. Главное условие – чтобы крепление между смартфоном и штативом было жестким, иначе картинка будет плясать перед глазами.
Ноутбук или компьютер, который будет выступать в роли видоискателя.
Программа для вывода изображения с телефона на монитор компьютера. В случае с Samsung это специальное приложение SideSync, которое необходимо установить как на компьютер, так и на смартфон.
USB-кабель, которым смартфон будет подключен к компьютеру.

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

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.

Мир, что окружает нас – удивителен! Достаточно посмотреть на него сквозь монокуляр микроскопа и вы сможете заметить то, о чем раньше и не подозревали. Благодаря этому проекту каждый сможет почувствовать себя настоящим ученым.

В статье показано, как своими руками изготовить стенд, который превратит ваш смартфон в мощный цифровой микроскоп с увеличением в 175х и 375х раз.

Шаг 1: Материалы и инструменты

3 мебельных болта длиной 11 см и диаметром 8 мм;
9 шт 8 мм гаек;
3 шт 8 мм гайки барашка;
5 шт 8 мм шайб;
фанера 19 мм x 17,8 см x 17,8 см (для основы);
оргстекло 3 мм x 17,8 см x 17,8 см (для размещения смартфона);
оргстекло 3 мм x 7,6 см x 17,8 см (для предметного столика);
Обрезки оргстекла (~ 5 x 10 см) для образцов;
Фокусирующая линза от лазерной указки;
Источник света (необходим для подсветки образцов).

Инструменты:

Шаг 2: Извлекаем линзу из лазерной указки

Линза от лазерной указкой, будет выступать в качестве макро-объектива для микроскопа. Не тратьте деньги на дорогие модели указок, линза от $ 2 лазера отлично подойдет для этой самоделки. Для достижения более высокого увеличения (до 375x), используйте две линзы!

Чтобы извлечь линзу с самой лазерной указки, открутите передний конус и заднюю крышку трубки. Удалите батарейки. Отвинтите маленькую черную пластинки в передней части объектива и извлеките линзу.

Шаг 3: Несколько нюансов по линзе

Линза, если смотреть на неё со стороны не является симметричной. Вы увидите тонкую полупрозрачную полосу (~ 1 мм) на одной её стороне. Эта линия не должна находиться рядом с камерой. Правильную ориентацию можно определить закрепив объектив в шпильке для волос.

Шаг 4: Просверлим отверстия для болтов

Сделаем отметки маркером на фанерном основании.

Расположим оргстекло для поддержки смартфона на фанере. Затем поместим предметный столик сверху, предварительно отступив 19 мм от передней части фанерного основания.

Просверлим всю сборку. Болты, что будут торчат из основание должно быть утоплены, чтобы стенд стоял стабильно на столе. Перевернём основание и рассверлим отверстия.

Несколько советов по сверлению оргстекла… Во-первых, сверлите медленно. Не прикладывайте силу к дрели, пусть она сверлит сама. Кроме того можете наклеить кусочек липкой ленты на место будущего отверстия. Это снизит вероятность скола.

Шаг 5: Монтаж линзы

Найдём сверло того же диаметра (или меньшего), что и линзы. Помните, что вы всегда сможете удалить лишнее, но никак не нарастить.

В 19 мм от передней части оргстекла, на котором будет располагаться камеры (в соответствии с отверстиями для болтов) просверлим отверстие для объектива.

Если объектив не заходит в отверстие напильником или наждачной бумаги увеличьте его диаметр. Делайте всё медленно, часто проверяя посадку линзы. Очень легко промахнуться и сделать слишком большое отверстие!

При использовании подставки, важно, чтобы объектив был, как можно ближе к камере смартфона.

Примечание: Если вы используете две линзы, укладывайте их друг на друга. Вставьте один объектив снизу в плексиглас, а второй сверху.

Шаг 6: Сверлим отверстие для источника света

Важно, чтобы отверстие для источника света находилось непосредственно под линзой. Лучший способ сделать это – просунуть карандаш в отверстие для линзы и отметить центр в деревянном основании.

Шаг 7: Монтаж системы

Шаг 8: Проводим исследование

Растительные клетки, как правило, фотографировать лучше всего, но не стесняйтесь экспериментировать.

Целью проекта было проектировании и строительство стенда, который обеспечить альтернативу чрезмерно дорогим микроскопам.

Теперь каждый может сделать из своего смартфона полноценный научный прибор, оснастив его микроскопом с 1000-кратным увеличением. Невероятно, но глядя на экран своего смартфона, можно протестировать себя на наличие в организме спор сибирской язвы или чумных палочек, выявить в своей крови паразитов, изучить состав слюны и многое другое. Главное, что все это практически бесплатно!

Камеры смартфонов прекрасно подходят для многих вещей, но с их помощью невозможно рассмотреть ультра-мелкие объекты, например кристаллы соли или клетки крови. Ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (США) придумали, как с помощью смартфона в домашних условиях можно открыть для себя целый мир "микроскопических" приключений.

[IMG=https://novate.ru/files/u2/microscope-mobile-device.jpg ALT http://availabletechnologies.pnnl.gov/technology.asp?id=393" target=_blank rel="nofollow">настройкам . Стеклянная бусина легко вставляется в напечатанный крепеж, а затем эта конструкция одевается на смартфон или планшет. Общие затраты, не считая печати на 3D-принтере, составят не больше 1$.

Исследователи разработали три вида крепежей для нескольких версий микроскопа с разным увеличением. 100-кратная модель позволяет изучать строение растений, с помощью 350-кратного микроскопа можно искать паразитов в крови или воде, 1000-кратный микроскоп дает возможность рассмотреть даже споры сибирской язвы.

Рекомендуем почитать:

Камеры смартфонов становятся всё лучше и лучше, постепенно вытесняя с рынка обычные цифровые фотоаппараты. Слабым местом у них традиционно считается оптическая система, а именно — слишком маленький объектив. Дело в том, что светосила объектива напрямую зависит от его физического размера, то есть диаметра. По понятным причинам, в смартфоны практически невозможно вставить оптику нормального размера.

Но не всегда требуется отличный объектив, чтобы сделать хорошую фотографию. Изменить оптическую схему можно одной каплей воды.

Работает это так же просто, как и звучит: просто капните каплей воды на линзу объектива — и она превратится в мощное увеличительное стекло. Операцию нужно делать предельно осторожно, чтобы не налить слишком много жидкости и чтобы она не попала внутрь корпуса аппарата. Нужно метко попасть пипеткой точно по центру линзы объектива. Капля должна получиться идеально круглого размера. Если она будет слишком большой, то растечётся по краям, а если будет неровной, то изображения получатся смазанными, потому что лучи света не смогут сфокусироваться по центру оптической системы.

В микроскоп можно превратить смартфон практически любой модели, лишь бы линза объектива была достаточно маленькой. Например, объектив iPhone 4s вполне подходит. Вот здесь можно посмотреть, какие фотографии получаются на iPhone 4s. Здесь ещё одна галерея.

При фотосъёмке тоже будьте осторожны, потому что капля боится вибраций.

Капля воды на объективе iPhone 4s

Фотография, сделанная самодельным микроскопом из iPhone 4s

Далее несколько других снимков, сделанных той же системой. Обратите внимание, что разрешения хватает даже на то, чтобы зафиксировать отдельные волоски на теле пчелы!

Нельзя сказать, что микроскоп относится к тем инструментам, наличие которых в доме просто необходимо. Но бывают такие случаи, когда его наличие будет совершенно не лишним. Если покупать уже готовый микроскоп, он стоит дороговато. Не стоит останавливаться и отчаиваться. Его можно изготовить своими силами из подручных материалов.

Необходимые материалы и инструменты

Для начала работы понадобиться предварительно подготовить необходимые инструменты и материалы. Например:

смартфон;
болт М8 (3 шт.);
гайка М8 (11 шт.);
лист фанеры размером 7Х7 см;
оргстекло в виде квадрата;
лазерная указка;
небольшой фонарик диодного типа.

Это весь перечень материалов, наличие которых даст возможность изготовить простой, но мощный микроскоп.

Как сделать

Для успешной работы опытные мастера рекомендуют придерживаться такой последовательности операций:

Разобрать лазерную указку. Это необходимо для получения доступа к линзам и их дальнейшему извлечению. Выполнить разборку можно, открутив заднюю крышку на указке и вынув из нее батарейки. Посредством использования простого карандаша из указки можно быстро вынуть все внутренние элементы. Для работы нам понадобиться 2 линзы, расположенные в объективе. Линза состоит из прозрачного стекла, толщина которого не превышает 1 мм.
Обеспечить удобство работы можно при наличии корпуса. Выполнить его можно из листа фанеры, предварительно просверлив в нем 3 отверстия. Они будут использоваться для монтажа стоек.
Взять оргстекло и вырезать из него 1 кусок размером 7Х7 см, и 1 кусок 3Х7 см.

Все работы завершены. Прибор готов к использованию.

Как пользоваться

Для начала работы смартфон нужно установить на подставке таким образом, чтобы его камера была расположена непосредственно над исследуемым объектом. Улучшить качество картинки можно при помощи небольшой капли чистой воды, которая наносится на объектив. В результате удастся детально сфокусироваться на объекте на максимально близком расстоянии.

Далее нужно запустить на смартфоне приложение Камера и начинать наблюдение. Есть модели гаджетов, обладающие функцией фокусировки в ручном режиме. В таком случае рекомендуется перевести смартфон в режим Macro, наведя при этом фокус максимально близко к предмету.

Наличие такого самодельного микроскопа даст возможность выполнять пайку микроскопических деталей или плат. Если дома есть дети, им будет очень интересно рассматривать под таким микроскопом разные объекты. Возможно, это даст им толчок для выбора будущей профессии.

Читайте также: