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?
Как поживает инфузория туфелька?
Ниже мы детально расскажем дотошным ребятишкам о том, как сделать микроскоп своими руками в домашних условиях. Он, возможно, позволит им рассмотреть не только инфузорию туфельку. Это одноклеточный живой организм, который впервые они увидели в школе через настоящий микроскоп.
Микроскоп своими руками из линз — очень сложное технически оптическое устройство, на фото не все видно снаружи, основное кроется в корпусе.
В домашних условиях достичь качества изображения возможно, если линзы будут изготовлены профессионально.
Тогда увеличение вещи в несколько раз вполне достижимо. Мы представим схему конструкции, вполне неплохой самоделки, разработанной Л. Померанцевым.
Как проверить б/у микроскоп при покупке
Перед покупкой б/у микроскоп для пайки проверяется просто (частично взято у этого спеца):
- осмотрите корпус микроскопа на наличие царапин и следов удара. Если есть следы удара, то оптика может быть сбита.
- проверьте люфт ручек позиционирования — его не должно быть.
- наметьте маленькую точку на листе бумаги карандашом или ручкой и проверьте, не двоится ли точка на разных кратностях.
- при повороте ручек настройки микроскопа послушайте наличие хруста или проскальзываний. Если они есть, то пластиковые шестерни могут быть лопнувшими, а отдельно они не продаются.
- осмотрите окуляры на предмет наличия просветления. Часто от неправильного ухода его царапают или стирают.
- покрутите окуляры вокруг своей оси на белом фоне. Если артефакты изображения тоже крутятся, то дело в грязи на окулярах — это пол беды.
- если видны серые пятна, блеклое изображение или точки, то возможно загрязнена призма или вспомогательная оптика. Иногда на ней обнаруживаются белесый налет, пыль и даже грибок.
- самое сложное в диагностике микроскопа для пайки — определить слабое несведение по вертикали. Если глазам трудно за пару минут адаптироваться к изображению, то лучше такой микроскоп для пайки не брать — у него сильное несведение. Если при пайке под микроскопом глаза устают в течение 30-60 минут и начинает болеть голова, то это слабое несведение. Слабое расхождение объектов по высоте трудно определить при покупке.
- осмотрите ЗИП, при наличии.
Что необходимо для работы?
Купить в магазине оптики пару линз на десять диоптрий с плюсом. Приобретайте их небольшого диаметра, около двух сантиметров.
Забегая наперед, скажем, что одна линза будет установлена в окуляре, то есть там, где будет с ней соприкасаться глаз, другая — для объектива.
Диоптрии (Д) — это сила оптики, обратная фокусу (расстоянию). Одна единица равна метровому фокусу, две – полуметру. Поэтому десять Д – это всего 10 см. От них и будем конструировать.
VGA / HDMI микроскоп. Скрещиваем ежа и ужа и делаем полезный инструмент.
В роли «ежа» — китайский VGA/HDMI микроскоп Eakins, В роли «ужа» — советский фотоувеличитель Ленинград-4. Мартышка к старости слаба глазами стала; А у людей она слыхала, Что это зло еще не так большой руки: Лишь стоит завести Очки. Очков с полдюжины себе она достала… «Мартышка и очки», Иван Андреевич Крылов. Не секрет, что многие из представителей Homo Sapiens к возрасту около 40 сталкиваются с некоторыми проблемами со зрением. У меня лично несколько лет назад это стало выражаться так – при задачах, когда нужно сфокусироваться на расстоянии «вытянутой руки», глаза не «ловят фокус», картинка двоится, глаза устают. Многие меня поймут. При всём этом на медкомиссии я уверенно получаю «единицу». В том же кабинете тётя доктор сказала, что это возрастное, даже назвала термин. Выписала очки для чтения и сказала сильно не переживать. Ну а я, как та, вышеупомянутая мартышка стал заводить себе всякие «очки», то есть обрастать различными оптическими приспособлениями. Дело в том, что я иногда паяю. И то, что раньше делал невооружённым, так сказать, глазом, стало невозможно делать без всяких увеличилок – очки, лупы, наголовные линзы-козырьки. Всё это постепенно покупалось и использовалось. Что-то уходило в ящик с хламом, что-то занимало место на рабочем столе. Время идёт, глаза не молодеют, компоненты становятся всё мельче. Уже где-то с год назад, начал осознавать, что микроскоп для пайки, ну или какое-то его подобие, просто необходим. Конечно, первым делом рассматривались варианты бинокулярных микроскопов. Мне как-то по случаю довелось немного поработать с стереомикроскопом. Вещь. Но цены… Глядя на них, понимаешь – нет никакой справедливости в этом мире капитала. =) Даже тёмные лошадки вроде б/у Olympus на Ebay стоят недёшево. Да и возможен вариант, что купив такой подешевле, потом придётся возиться с его настройкой, юстировкой и т.п. Каноничные МБС в местах, где я проживаю, вещь вообще экзотическая. Оставались только варианты так называемых «цифровых» микроскопов. Их выбор велик. Но и там толкового мало. Мне хотелось – отсутствие задержки при отображении картинки (это самый неприятный момент у многих подобных устройств), чтобы прибор не занимал лишнего места на столе и в то же время был под рукой, желательно, чтобы отсутствовала «прокладка» в виде компьютера для обработки сигнала. Ну и, само собой, увеличение и фокусное расстояние, такие, чтобы иметь возможность выполнять мелкие работы. Перебирал варианты, думал о самоделке, но тогда необходимо привлекать компьютер, не хотелось. Смотрел и читал всякие обзоры. Нашёл на YouTube англоязычный обзор с микроскопом, сходным с обозреваемым. Поиски на Aliexpress привели уже к герою обзора. Жаба была поставлена перед фактом, заказ сделан. Магазин отработал хорошо, сделали как я просил – цена поменьше на посылке, адаптер питания с нужной вилкой. Доставили быстро, упаковано было хорошо, надёжно. Сразу покупал там и кольцевую подсветку. О ней позже, с ней не всё однозначно.
Комплект такой – модуль микроскопа, объектив, я купил с самым дешёвым вариантом, заявлен как 130Х, его длина 11см, блок питания 12В 1А, пульт ДУ. Сам модуль
Объектив — резьба «C-Mount» 1 дюйм (25,4 мм).
БП я приспособил в другое место, он был неплохого качества, но я решил, что запитать от 5В будет лучшим решением, всё прекрасно работает от 5В. Пульт ДУ – это обычный, маленький пультик, длина 8,5см.
Должен питаться CR2025, (в комплекте не было). Я поставил 2032. Влезло, мне даже не пришлось прикладывать особых усилий. Работает. Им можно манипулировать в меню, но это не очень-то удобно – IR диод вверху корпуса, приходиться задирать руку или вставать. У меня была надежда, что им будет управление каким-нибудь цифровым зумом, я видел обзор на похожую модель микроскопа. Но нет – цифровой зум не положили, впрочем, в описании ничего об этом и нет. Мне он не нужен в общем-то. Пульт я потыкал и забросил – еле нашёл для написания обзора. Мало пользы в общем, хотя, кому-то может и пригодится. Меню настроек.
Имеет только два языка – китайский и английский. Набор настроек большой – яркость, контраст, резкость, вращение картинки, настройки цвета. Главное — есть возможность вернуть всё в состояние «как было» (factory reset) — очень нужная опция для любознательных с шаловливыми ручками, ну таких как я =). Навигация по меню своеобразная — перемещение вверх/вниз соответствующими кнопками, а вот за вход в подменю или изменение какой-либо функции отвечают кнопки + и — . Всё равно на какую нажимать. Кнопка «MENU» вызывает или отменяет меню. Непривычно. Подменю «advanced settings»-
Я поигрался, конечно, с настройками. Но в итоге — на самом деле сбросил, пользуюсь по умолчанию. Вполне нормально настроено.
Ну что же, разберём нашего «ежа» — с детства не мог спокойно спать, пока не посмотрю, что там внутри новой игрушки. Благо, разбирается просто – конструкция стянута четырьмя длинными винтами. Внутри – три платы, соединены – к плате сенсора через разъём прикреплена ещё одна плата, которая, в свою очередь двумя шлейфами подключена к плате управления. Плата управления – Пайка нормальная, заботливыми китайцами на всякий случай оставлен неотмытый флюс. Есть незадействованный разъём под шлейф, посередине. Ещё и с надписью, предлагающей «удалить 75R». Интересно, чтобы это значило? Средняя плата – с двух сторон. Маркировка на микросхемах затёрта. Есть только на одной — Lattice и цифробуквенный код. Гугл сказал, что это американский производитель микроконтроллеров. По маркировке ничего не нашёл, затёрто несколько символов, не разобрать.
Нижняя плата – с собственно сенсором камеры. Маркировка ZS Sensor 100 v1.0. Тоже ничего внятного не нашёл.
Разборка получилась малоинформативной. Ну хоть руки теперь не чешутся. Да и остальным необязательно будет лезть внутрь. Кстати, если всё же кто-то полезет – совет. Помечайте шлейфы, как они стоят. Я при первой сборке неправильно собрал, по-моему контакты на шлейфе не той стороной вставил в разъём. Ну вы представляете мои чувства, когда оно после сборки не заработало… =) Хорошо, хоть не спалил. Будьте внимательны!
С «ежом» разобрались, расскажу немного об «уже».
Я с самого начала планировал применить в качестве «штатива» старый фотоувеличитель. Но, как оказалось, найти его – проблема. Опрос знакомых ничего не дал, многие вообще на меня смотрели как на тронутого. Действительно, ведь это вещь, которая ушла в прошлое. Просмотр объявлений на сайтах «куплю/продам» тоже ничего путного, ну как, там увидел несколько предложений, но в других городах. Не подходит. В голове крутились варианты разного колхоза, даже с применением сан. тех. труб и фитингов. И вот в один прекрасный для меня день я проходил через соседний двор. Вижу – люди выносят старую мебель и среди неё стоит ОН. Подошёл, пообщался. Оказалось – купили квартиру, выносят хлам. Отдали бесплатно. Ну я отблагодарил, конечно. После таких событий начинаешь верить в материальность мысли. К тому же, это оказался увеличитель именно такой конструкции, как я и хотел. А ведь я сам лет 5 назад выбросил фотоувеличитель. Надеюсь, кто-то тоже дал ему вторую жизнь. Итак, это – «Ленинград-4», точнее какой-то его клон. Абсолютно идентичный. Нашёл фото в нете – так он и выглядел. Состояние было «повидал многое в жизни», не было оптики, но я почистил, смазал трущиеся части, всё отлично.
Почему хотел именно такой? Он вращается в верхней части ноги. Получается – когда работаем так –
Когда не нужен – убираем –
Сборка – тут всё просто, убрал всё лишнее, сделал из куска пластика проставку, так как отверстие на увеличителе слишком большое по диаметру. Три отверстия, три болтика, сам модуль закрепил «временно» на двухсторонний скотч из хозмага. Из фото всё более-менее понятно. Ногу прикрепил непосредственно к столешнице. Просверлил в ней два отверстия.
В работе.
Мой рабочий монитор – Samsung 930BF. 19” 1280х1024. Подключен по VGA. Пробовал подключать по HDMI к второму монитору Dell разрешение FullHD. Всё работает. Только при первом включении в настройках надо было переключить картинку в 16:9. Потом настройки запомнились. Несколько фото работы получившегося устройства. Сразу извиняюсь за качество – захвата картинки на устройстве нет, просто фотографировал смартфоном монитор. Немного SMD (фокус около 16см) —
Можно прикинуть увеличение при этом фокусе, нижняя сторона матрицы — 38см —
Мультиконтроллер (шаг выводов 0.4мм), тот же фокус —
Он же, при фокусе 9см (ещё возможна работа паяльником, феном уже не стоит) —
Работаю, в основном, при фокусном расстоянии от 15 до 20см. Фото для понимания увеличения с рулеткой. В фокусе – микро USB.
Для проверки пайки иногда делаю минимально возможное с этой конструкцией, около 9см. Сам микроскоп может фокусироваться с расстояния около 4см. Но это надо переделывать ногу. Меня устраивает и нынешний вариант. Максимальное фокусное расстояние около 40см, при этом захватывается поле 2.5см на 3см. Фокус настраивается вручную, кольцом на объективе, нижняя часть объектива при этом остаётся неподвижной, не вращается, хорошо для крепления подсветки. Микро USB c фокусом 9см —
Фото практического применения – восстановим дорожку к микро USB разъёму планшета.
Я ей пользуюсь, у неё есть плюсы – удобное крепление, регулировка света. Питание – напрямую от сети, преобразователь внутри. Работать можно. Светит вроде неплохо, но без запаса. И я бы, наверное, предпочёл подсветку из пары боковых светильников. Иногда картинка с такой, чисто вертикальной подсветкой какая-то невнятная, особенно при инспекции пайки. Подсветишь сбоку – тогда хорошо. Это проблема конкретно из-за подсветки. Наверное, буду дорабатывать. Добавлю, что подсветка здесь обязательна, причём довольно сильная. Если включить без какой-либо подсветки — увидите на мониторе чёрный экран.
Удобно ли на нём работать – мне вполне. Но сразу скажу, что работать на таком устройстве, когда глаза смотрят не на руки, а на монитор, получается не у всех. Давал попробовать своему товарищу – ничего путного у него не вышло. Хотя, думаю, после какого-то времени пошло бы дело, возможно надо потренироваться. Так что лучше бы попробовать, прежде чем делать такие девайсы. У меня это не вызвало никаких проблем, руки спокойно «синхронизируются». Могу делать довольно тонкие работы. Подведём итог – плюсы устройства: — отсутствие задержки при отображении картинки. — прямой вывод видео на монитор. — фокусное расстояние, позволяющее работать с паяльником. — цена (относительно бинокулярного стереомикроскопа). — компактно вписался в рабочее место. Минусы: — Нет захвата картинки. Мне не нужно совсем, кому-то, возможно, будет важно. — Маленькое поле захвата при максимальном фокусе. — Это не бинокулярный стереомикроскоп =) Доволен ли я? Да, вполне. Пользуюсь два месяца. Устройство позволяет выполнять задачи, которые я однозначно не смог бы решить с моими «очками» в виде всяких луп и других устройств. Это ещё «бета-версия». Планирую немного укоротить ногу, буду что-то делать с подсветкой. Но я не профессионал, это моё хобби. И это ни в коем случае не противовес профессиональным микроскопам. Предупреждая возможный холивар, скажу так – более-менее приличный стереомикроскоп на порядок более годная вещь. Но – цена. И сопоставление моих потребностей и возможностей делают моё устройство вполне достойным занять место на рабочем столе.
Всех благодарю за внимание. Всем здоровья!
Пошаговая методика сбора микроскопа
Подберите готовый или соберите сами цилиндр указанной длины и под окружности подобранных линз. Разделите его на 2 одинаковые части. В них укрепите диоптрийные стекла.
Внутренности закрасьте чёрной гуашью. Линзы в полутубусах приклейте картонными вставками-кольцами. Затем изготовьте ещё одну трубку – будущий тубус – с диаметром, чтобы две половинки с оптикой вошли в него плотно одна над другой. Внутри также окрасьте чёрным.
Доработка деталей
Электронный микроскоп можно начать собирать лишь после тщательной проверки и доработки всех подобранных ранее деталей. При этом должны учитываться следующие важные моменты:
- для крепления оптики в основании бронзовой втулки необходимо просверлить два отверстия диаметром приблизительно 1,5 миллиметра, а затем нарезать в них резьбу под винт М2;
- затем в готовые отверстия вворачиваются соответствующие установочному диаметру болтики, после чего на их торцы наклеивают небольшие бусинки (с их помощью управлять положением оптической линзы микроскопа будет намного легче);
- затем нужно будет организовать подсветку обзорного поля пайки, для чего берутся приготовленные ранее светодиоды от старой матрицы.
Регулировка положения линзы позволит при работе с микроскопом произвольно изменять (уменьшать или увеличивать) фокусное расстояние системы, улучшая условия пайки.
Для питания системы освещения от USB кабеля, которым веб-камера подключается к компьютеру, отводятся два провода. Один – красного цвета, идущий на контакт «+5 Вольт», а другой – чёрной расцветки (он подсоединяется к клемме «-5 Вольт»).
Перед сборкой микроскопа для пайки нужно будет изготовить основание подходящего размера. Оно пригодится для распайки светодиодов. Для этого подойдёт кусочек фольгированного стеклотекстолита, вырезанный по форме кольца с площадками для пайки LED-светодиодов.
Фото микроскопа своими руками
Платформа для телефона
Чтобы получить четкое представление об образце, нам нужно, чтобы вся установка была устойчивой. Для этого мы используем медный лист, чтобы он соответствовал смартфону. Размеры листа будут всего на 2 мм больше, чем у смартфона по длине и ширине
Теперь у нас есть платформа, которая подходит для нашего смартфона. Следующий шаг — сделать отверстия для объектива и четыре винта. Перед этим я должен кое-что рассказать о дизайне. Для держателя телефона требуется механизм, позволяющий идеально сфокусировать установку на наблюдаемом образце. Для этого я буду использовать четыре винта, которые позволят изменить расстояние между линзой и образцом. Эти винты будут размещены в четырех углах платы держателя. При сверлении отверстия для камеры уделите время и отметьте точку, где находится камера.
После сверления отверстий самое время поместить четыре гайки болтов в углы. С помощью сильного клея поместите их идеально выровненными. Следите за тем, чтобы клей не пролился на резьбу винтов.
После установки четырех гаек самое время разместить линзу. Перед установкой линзы очистите неровные края просверленного отверстия. Затем поместите линзу на просверленное отверстие. 2 мм отверстие идеально облегают линзу и она не падает. Затем приклейте линзу небольшим количеством клея. Это очень сложная часть. Будьте осторожны, любое крошечное смещение может привести к ложному результату. Подставка для телефона готова!
Материалы для изготовления
Полный список необходимых материалов для проекта:
- -болт м8 10-12 см — 3 шт;
- гайка М8 — 9 шт.;
- гайка М8 с барашком — 2 шт.;
- кусок фанеры 7 х 7 см;
- кусок оргстекла;
- лазерная указка, или линза. (2 штуки);
- маленький диодный фонарик.
