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:
- Свободный дизайн, который вы сможете повторить
- Встроенный отсек для подсветки — когда вы подсвечиваете микроскоп, многие вещи становятся более различимыми
- Он открывает широкий угол обзора, и вы легко сможете рассмотреть исследуемый образец
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:
- Боросиликатный стеклянный шар на 1/4 дюйма (8996K25)
- Боросиликатный стеклянный шар на 3/23 дюйма (8996K21)
- дюймовый винт 4-40 (винт M3 длиной 25mm тоже подойдёт) (90283A115)
- 5mm белый светодиод (например такой)
- Батарейка CR2032
- Скрепки (например такие)
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.
Файлы
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.
Вот несколько советов по поиску хороших образцов для изучения:
- Чем тоньше — тем лучше. Если свет не может проникнуть сквозь образец, то его будет сложнее изучить
- Если ваш образец всё-таки толстый — рассмотрите его край
- При фокусировке ищите легко различимую часть вашего образца, например, если вы изучаете лист растения — фокусируйтесь на жилке или каком-либо изъяне.
- Закрепляйте маленькие предметы между двумя слоями прозрачной плёнки
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
Показать еще 5 изображений
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.
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:
- Один белый светодиод.
- Провод сечением 0,05 мм2.
- Термоусадочная трубка или изоляционная лента.
- Клеевой пистолет (или любой другой подходящий клей).
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
Соберите корпус.
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.
Перед тем как сделать микроскоп своими руками, следует разобраться с тем, для чего его можно использовать, а также какие материалы для этого потребуются. Надо сразу отметить, что соорудить такую конструкцию можно самому, при этом вам не нужны какие-либо дорогие элементы.
Для чего используется устройство?
В принципе, основная цель любого микроскопа - увеличение объекта в несколько десятков или сотен раз. Применяются представленные аппараты не только на уроках биологии в школе, но и в медицине, электронике и других сферах. Например, благодаря цифровому микроскопу, существует возможность осуществлять ремонт очень маленьких микросхем, мобильных и компьютерных плат.
Самым удобным является электронный аппарат, так как он способен увеличивать объект очень сильно. Следует отметить, что соорудить микроскоп своими руками нетяжело. Необходимо просто знать его устройство, а также собрать нужные материалы.
Из чего можно сделать устройство?
Естественно, сконструировать микроскоп своими руками можно и с нуля. Однако часто те люди, которые разбираются в электронике, компьютерных технологиях и оптике, изготавливают представленное устройство на базе других агрегатов: фотоаппаратов, биноклей, веб-камер.
Прежде чем начинать изготовление конструкции, необходимо точно определиться с ее функциями, подобрать нужные элементы. Желательно также сделать чертеж устройства на бумаге. Естественно, производятся все необходимые расчеты.
Делаем аппарат с нуля: необходимые материалы и инструменты
Для того чтобы сделать микроскоп своими руками без готовых приборов, вам потребуется такое оборудование:
Трубка из стекла. Ее длина должна составлять примерно 20 см, а диаметр - до 6 мм.
Несколько пластин (желательно из меди). Толщина металла не должна быть большой (около 1 мм). Что касается общих размеров пластин, то они составляют 3*6 см.
Несколько небольших стеклышек.
Сверло небольшого диаметра.
Газовая горелка.
Молоток.
Отвертка.
Гайки и винтики.
Если у вас нет металла, который будет служить основанием для конструкции, то можете использовать плотный картон. Однако учтите, что в этом случае аппарат не будет прочным и не прослужит длительное время.
Изготавливаем устройство: инструкция
Перед тем как сделать микроскоп, ознакомьтесь с последовательностью произведения работы:
1. Прежде всего, из стеклянной трубки при помощи горелки надо изготовить небольшой шарик, который будет служить линзой для устройства. Учтите, что этот элемент ни в коем случае нельзя трогать руками, так как на поверхности останутся следы, которые впоследствии будут искажать изображение.
2. На данном этапе нужно сделать корпус для линзы. Для этого понадобятся металлические пластины. Чтобы использование такого аппарата было удобным и безопасным, нужно обязательно закруглить углы. В «корпусе» следует просверлить отверстия: 4 крепежных и одно смотровое.
3. Теперь можно собрать всю конструкцию воедино. Для этого между пластинами устанавливается «линза», и корпус скрепляется болтами. Далее с одной стороны линзы при помощи скотча можно приклеить стекло, на которое и будет укладываться объект.
Такая конструкция микроскопа является ручной и самой простой. Представленным устройством могут пользоваться взрослые в домашних условиях и дети. Для профессиональных работ вам понадобится более сложный, цифровой аппарат. Далее вы узнаете, как его соорудить.
Как сделать электронный микроскоп: необходимые материалы
Для изготовления представленного устройства обычно используется веб-камера. Перед тем как сделать микроскоп такого типа, соберите весь необходимый материал и инструмент:
Персональный компьютер или ноутбук.
Веб-камера (желательно с ручной настройкой фокуса). Учтите, что нам понадобится объектив, так что он должен легко выниматься из первоначального устройства.
Несколько больших и маленьких уголков, из которых впоследствии будет сооружена стойка.
Трубка стальная небольшого диаметра и специальное крепление, которое может передвигаться и фиксироваться на поверхности металла.
Небольшое зеркало или вспышка из мобильного телефона для конструирования подсветки.
Металлическая пластина для изготовления платформы.
Крепежи, а также пистолет с термоклеем.
Инструкция по изготовлению цифрового микроскопа
Цифровой микроскоп своими руками делается очень просто, нужно только соблюдать определенную последовательность действий:
1. Для начала следует соорудить «скелет» конструкции. Для этого нужно металлическую пластину соединить с уголками. Все элементы можно скрепить болтами. В качестве штатива можно использовать металлическую трубу небольшого диаметра. Она имеет определенные плюсы. Например, при помощи специальных крепежей вы можете к вертикальному элементу прикрутить еще один небольшой кусочек трубы, к которой прикрепится объектив. При необходимости вы сможете поднимать или опускать данный элемент. Кроме того, для сооружения платформы можно также использовать небольшую картонную коробку, в которую вставляется штатив и заливается плиточным (или другим) клеем. Учтите, что конструкция должна быть максимально устойчивой.
2. Далее можно сделать регулятор настройки фокуса. Для этого используется капроновая нить (или резинка), подвижная втулка, ушко для фиксации нити на штативе. То есть вам нужно сделать своеобразный редуктор, благодаря которому точность фокуса объектива увеличивается.
3. Далее электронный микроскоп своими руками делается просто. Теперь следует выкрутить объектив из веб-камеры. Делайте это осторожно, чтобы не повредить элемент. Далее нужно перевернуть его и поставить на место. Для крепления используйте термоклей. Готовую конструкцию можно прикрепить к подвижной части штатива. Под ней следует организовать предметный столик с подсветкой. Для этого используется обычный светодиод.
4. В последнюю очередь нужно обработать провод веб-камеры. То есть следует срезать его толстую оплетку. В этом случае он станет более гибким и не будет мешать передвижению объектива.
Теперь вы знаете, как сделать микроскоп своими руками. Удачи!
В этом топике расскажу о том, как я из старенького цифровика и линзы из CD-ROM"а сделал инструмент для микрофотографии.
Итак, началось все с того, что в процессе реализации задумки были испробованы различные вариации фотоаппарата (Olympus C-350) с линзами из CD-ROM, DVD-ROM и пары других, снятых с различной оптики. По степени увеличения и качеству картинки линзы CD и DVD-ROM"ов были близки, но в итоге была выбрана линза CD из-за более удобной конструкции (легче было сделать оправу для нее).
На фотографии справа эта линза (не путать с пепельницей), сфотографированная через другую линзу, имеющую большее фокусное расстояние, а соответственно более подходящую для макросъемки.
Для крепления линзы к объективу фотоаппарата сделал оправу из пенопласта и раскрасил ее черным маркером, для пущей светонепроницаемости:
Уже в начале экспериментов стало ясно, что держа в руках цифровик, сделать качественный снимок не получится из-за сильной вибрации, поэтому из подручных материалов за вечер был сделан штатив с гидравлической фокусировкой (звучит блин).
Штатив собран из куска пластиковой трубы в качестве каркаса, двух шприцов различного диаметра, шприц с более крупным диаметром используется для крепления на него предметного столика, шприц меньшего диаметра для управления передвижением предметного столика. Сам столик вырезан из CD-кейса. Для крепления всего этого дела к столу отыскал у себя крепежную скобу.
В пластиковой трубке сделал 2 отверстия, сверху для болта, которым прикручивается фотоаппарат (кстати, отлично подошел обычный мебельный болт, который ради науки я позаимствовал у стола), снизу для крепежной скобы.
Шприцы соединил с помощью капельницы, заправив все это дело водой. Большой шприц был, не мудрствуя лукаво, примотан к трубке скотчем.
В итоге получился вот такой штатив:
Теперь прикручиваем мыльницу к штативу и аппарат готов к микрофотографии!
Извиняюсь за качество фотографии, пришлось использовать телефон.
Вот несколько фотографий которые были сделаны в процессе тестирования девайса:
По моим профанским подсчетам (сравнил реальный размер пикселя и размер его на фотографии) увеличение достигает х500, хотя, конечно, полезное увеличение меньше.
Фотографирую без вспышки, освещая объект съемки карманным фонариком. Дабы исключить колебания при «спуске затвора» использую функцию задержки съемки. Жаль в C350 нет отключения автофокусировки, т.к. точно настроив фокус с помощью шприцов автофокус его немного сбивает. Качество съемки, также, значительно портится из-за сферической аберрации, но моих познаний в оптике хватило только на добавление диафрагмы, которая ощутимого улучшения не дала.
Еще один минус, фотографии непрозрачных объектов получаются плохо, из-за того, что приходится освещать их сбоку, что ведет к таким последствиям, как на фотографии волоса.
PS В процессе поиска блога для публикации наткнулся на пост с описанием похожей связки «телефонный фотоаппарат + DVD-линза», но отказываться от публикации не стал, все-таки там описывается не микро, а макросъемка.
Все из нас в детстве мечтали иметь микроскоп. Признаюсь и был в числе этиx мечтателей. Микроскоп очень полезная вещь и всегда пригодится, особенно если вы радиолюбитель, ведь им можно изучать микродетали мобильного телефона и компьютера. И вот однажды мне подарили старый бинокль, который несколько лет стоял без дела на полке. Поэтому было решено собрать из него что то полезное. Линзы есть - так что можно из ниx смастерить неплоxой микроскоп. Для этого нужно всего разобрать и снять те две линзы которые есть на нем. Далее смотрите фотографии. Черная трубка имеет длину 15 сантиметров и его нужно изнутри обклеить алюминевой фольгой, а это делаем для получения максимальной освещенности внутри трубы поскольку микроскоп у нас не имеет подсветку как в заводскиx моделяx. Труба в данном случае пластмассовая, но можно также применить отрезок водопроводной трубы с диаметром 0,5 дюйма.
Линзы прикрепляем к трубе при помощи клея момент и силикона, если у вас металлическая труба то очень советую использовать xолодную сварку. Микроскоп готов теперь можно поглядеть на вещи которые слишком маловаты для обыкновенного человеческого глаза.
Сравнил изготовленный микроскоп с обыкновенной лупой, результат - лупа увеличивает раз в 5, а микроскоп примерно в 20 раз, спокойно можно смотреть в глаза муравью или глядеть на молюсков которые скрываются под листьями деревьев.
Для микроскопа можно изготовить подставку для более профессионального использования и лучше иметь под рукой несколько стекол с размерами в спичечную коробку, стекла очень удобно использовать для просматривания листьев, насекомыx и разнообразныx жидкостей. Подставку можно изготовить следующим образом - берем сд диск и алюминевый провод диаметром 3 мм. Один конец провода скручиваем в виде обруча, в который свободно должен вxодить и выxодить микроскоп. Второй конец тоже скручиваем таким образом и при помощи силикона крепим к центру диска, таким образом если смотреть в микроскоп мы увидим диск!
Именно на этом месте диска при помощи суперклея нужно склеить чистый лист бумаги для того, чтоб разноцветные лучи диска не мешали просмотру, а на бумаге можно при помощи клея момент намертво приклеить прямоугольный кусок стекла. Таким образом мы с вами из бинокля создали почти полупрофессиональный микроскоп, который незаменим во многиx делаx. Создавайте прибор и изучайте все, что можно. Удачи - АКА.
Обсудить статью МИКРОСКОП ИЗ БИНОКЛЯ