Микроскоп из веб камеры своими руками

Обновлено: 08.07.2024

Пошаговая инструкция по созданию микроскопа своими руками из веб-камеры — советы по подбору комплектующих и монтажу, фото и видео.

В общем сегодня рассмотрим, как можно сделать очень простой настольный микроскоп своими руками. Примечательно также то, что в изготовлении данного микроскопа не понадобятся дополнительные линзы и тому подобное.

Детали для создания микроскопа в домашних условиях

Для изготовления настольного микроскопа необходимы следующие комплектующие:

гофрированный картон;
веб камера для компьютера (важно, чтобы у неё была функция подстройки фокусировки, поворотом объектива);
большая металлическая гайка и болт;
светодиодный фонарик, плоского типа.

канцелярский нож;
ножницы;
линейка;
карандаш;
термоклей;
суперклей.

Как сделать микроскоп своими руками — монтаж корпуса

Итак, первым делом возьмем лист гофрированного картона, линейку и карандаш. С их помощью начертим деталь, похожую на рамку. После чего, вырежем канцелярским ножом.

Далее берём термоклей, разогреваем его, наносим на картонные детали и склеиваем в единую конструкцию. Тут также необходимо делать всё, как на фото ниже:

Сборка камеры для микроскопа своими руками

Теперь необходимо взять самую обычную веб камеру с вращающимся объективом. Наверное, не стоит объяснять, что для данной самоделки лучше всего брать более дешёвую веб камеру, но если вы собираетесь сделать качественный микроскоп, то используйте камеру по вашим финансам. Кстати средненькую вебку можно найти на AliExpress буквально за 500–700 рублей, есть даже варианты и за 250–300 рублей, но их качество будет на уровне с качеством камеры на дешёвом дроне, а может и хуже.

Ну и тестируем, то что у нас получилось. На фото ниже можно увидеть, что данная камера способна показать даже пиксели монитора.

По факту, вся оптическая и электронная часть микроскопа уже готова и данную веб камеру можно уже использовать в своих целях, но с корпусом всё же лучше. К тому же, без дополнительного освещения вряд ли получится что-то рассмотреть.

Общий монтаж микроскопа из веб-камеры

Из того же гофрированного картона вырезаем ещё три детали. Два квадрата с вырезом по центру под болт и ещё одну длинную деталь, форму которой вы можете увидеть на фото ниже. Затем надеваем все детали и гайку на болт, после чего приклеиваем на конец картонную заглушку. Всё необходимо делать так, как на фото ниже:

С помощью термоклея приклеиваем данную деталь к основной конструкции. С помощью данной заготовки, можно будет изменять положение веб камеры для лучшего фокуса на изображении, благодаря чему картинка будет намного лучше.

Теперь в отверстие под веб камеру вставляем саму веб камеру, фиксируем её и провод с помощью термоклея к конструкции. Камера должна быть направлена к низу:

Затем из прозрачного пластика, который можно взять из любой упаковки, вырезаем небольшой прямоугольник и приклеиваем его под камерой. На нем будут располагаться объекты для рассмотрения. Конечно можно использовать оргстекло или более прочный пластик, но его тяжелее найти и вырезать, а самоделка простая:

В самый низ микроскопа устанавливаем светодиодный фонарик, включаем его, подключаем веб камеру к компьютеру и всё! Микроскоп полностью готов и осталось только его протестировать. Для этого берём предмет, который хотите рассмотреть, кладём его на прозрачный пластик, настраиваем фокус и рассматриваем объект.

Конечно данный микроскоп не может похвастаться сверхбольшим увеличением, но с его помощью можно рассмотреть очень тонкий волос, растения и другие мелкие вещи, недоступные человеческому взгляду. В общем, как занимательная игрушка для ребенка или подростка подходит более чем.

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.

Соединяем объектив 400 мм и 17 мм.
Подносим к линзе фонарик, включаем.
На стекло наносим препарат, вещество или другой микропредмет изучения.

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.

Дополнительно нужна оптика из прицела от детского оружия или другой подобной игрушки, трубка для втулки и другие подручные мелочи. Для подсветки будут использоваться LED-светодиоды, вынутые из старой матрицы ноутбука.

Подготовка. Разбираем камеру, оставляем пиксельную матрицу. Оптику снимаем. Вместо нее на этом месте фиксируем бронзовую втулку. Она должна совпадать по размеру с новой оптикой, можно выточить из трубки на токарном станке.
Новую оптику от прицела нужно закрепить в изготовленной втулке. Для этого просверливаем два отверстия примерно по 1,5мм, сразу же делаем на них резьбу.
Втыкаем болтики, которые должны пойти по резьбе и совпасть размером. Благодаря вкручиванию можно будет регулировать расстояние фокуса. Для удобства на болтики можно надеть бусинки или шарики.
Подсветка. Используем стеклотекстолит. Лучше брать двухсторонний. Делаем кольцо подходящего размера.
Для светодиодов и резисторов нужно вырезать небольшие дорожки. Спаиваем.
Устанавливаем подсветку. Для фиксации нужна гайка с резьбой, размер равен внутренней стороне изготовленного кольца. Припаять.
Обеспечиваем питание. Для этого из провода, который будет соединять бывшую камеру и компьютер, выводим два провода +5V и -5V. После чего оптическую часть можно считать готовой.

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.

Вот и я не стал исключением. Однако тут есть несколько НО:

предметный столик мешает
сам микроскоп на столе мешает
на просвет, ясен пень, не работает
цена конская
хотелось бы смотреть не в окуляр, а на монитор. Он больше
бюджетные USB — полный отстой

Вот поэтому и будем делать сами. Для этого нам понадобятся: HD web камера, фото объектив 50мм и некий кронштейн. Покопавшись на Авито, я купил б/у камеру Logitech C270 и не менее б/у (но в идеальном состоянии) советский объектив Индустар 50-2. По 500 рублей каждый.

Камера: Б\у шная достаточно дешева. HD разрешение 1280х720. Картинка не тормозит. Легко разбирается.

Объектив: Дешевый, простой, компактный, большой ход кольца фокусировки. Хоть и не светосильный.

Итак, приступим. Что бы камера показывала картинку в фокусе, на поверхности матрицы должно быть сформировано изображение в фокусе. Что бы сформировать изображение в фокусе, нам надо знать размер т.н. рабочего отрезка объектива.

Рабочий отрезок (иногда называют задним отрезком) — расстояние от плоскости объектива до приемника (матрица, пленка). Этот размер можно посмотреть в справочной литературе, а можно и измерить самому.

Для этого выставляем кольцо фокусировки в середину хода, полностью открываем диафрагму, кладем на стол лист бумаги и проецируем свет лампы через объектив на бумагу. Меняя расстояние между объективом и столом, добиваемся четкого изображения лампы.

Вот так. Видно все детали отражателя. Измеряем расстояние от торца объектива до стола. Это и есть наш отрезок. У меня получилось 10см. Но это все теория. Надо проверить на практике.

По быстрому печатаем тубус с отверстием под матрицу и собираем все в кучу, по дендро-фекальной технологии, на изоленту. Подвешиваем на лампу и пытаемся получить четкое изображение, например монетки. Фокус удался. Значит все правильно посчитали.

Рисуем и печатаем корпус и крышку микроскопа. Тут самый большой геморрой — правильно напечатать резьбы. Объектив имеет наверно самую распространенную советскую фоторезьбу — M42х1. А в крышке должна быть стандартная резьба под штативный болт — 1/4″-20 UNC. Пришлось печатать тестовые модели с резьбами, подбирая диаметры отверстий и спиралей захода. Профиль зуба взял из справочников. Где то раза с пятого попал так, что не закусывает и не срывается.

Вот что получилось в итоге.

Еще на Алиэкспресс, в распродажный день, купил хваталку-держалку. Обеспечивает жесткое крепление к полке и не мешается на столе. Сначала думал про пантографы от настольных ламп, но пощупав их в магазине, понял что они слишком хливкие и картинка будет скакать. А тут — прям все очень стабильно и ровно.
Вот как то так… Эффективные расстояния (расстояние от стола до микроскопа, где он может сфокусироваться с помощью кольца на объективе) получились от 39 до 105см!

PS: полезные ссылки по теме

Основные используемые элементы не изменились, разве что теперь вместо телеобъектива будем использовать микроскоп.

Итак, нам понадобятся:

Web-камера (чем проще, тем лучше);
Типичный биологический микроскоп ;
Термоклеевый пистолет;
Паяльник. Разбираем Web-камеру - снимаем пластиковый корпус.

Подключим белый светодиод для освещения предметного стекла. Для этого к проводам, которые мы только что подсоединили, припаяем резистор сопротивлением от 50 Ом до 330 Ом и светодиод. Рассчитать значение нужного резистора можно здесь (Supply Voltage устанавливаем равным 5 вольтам, Voltage Drop Across LED и Desired LED Current можно узнать в Datasheet'е вашего светодиода, например если использовать белый светодиод то его характеристики будут примерно такими - 4.5 В и около 20 мА для обычного и 200 мА для яркого, поле How many leds connected - количество подключенных светодиодов, по умолчанию равно 2, не забудьте изменить). Примечание: черный провод подключаем к короткому выводу светодиода.

Читайте также: