Zrób to sam
Kursy mistrzowskie, instrukcje, przydatne wskazówki, przepisy kulinarne.
» »Mikroskop bez soczewek.
W ciągu blisko 300-letniej historii rozwoju mikroskop stał się prawdopodobnie jednym z najpopularniejszych urządzeń optycznych szeroko stosowanych we wszystkich obszarach działalności człowieka. Jest to szczególnie trudne do przecenienia rolę w nauczaniu szkolnym dowiedzieć o mikrokosmosie własne oczy.
Charakterystyczną cechą proponowanego mikroskopu jest „non-standard” Stosowanie zwykłej Web-kamery. Zasada działania polega na bezpośredniej rejestracji rzutu badanych obiektów na powierzchnię matrycy CCD oświetlonej równoległą wiązką światła. Powstały obraz jest wyświetlany na monitorze komputera.



W porównaniu z konwencjonalnym mikroskopem w proponowanym projekcie brakuje układu optycznego składającego się z soczewek, a rozdzielczość zależy od wielkości pikseli matrycy CCD i może osiągnąć jednostki mikronów. Wygląd mikroskopu pokazano na ryc. 1 i rys. 2. Jako kamerę internetową wykorzystano model Mustek firmy Wcam 300A, który ma kolorowy CCD o rozdzielczości 640x480 pikseli. Płytka elektroniczna z matrycą CCD (ryc. 3) jest wyjmowana z obudowy i po niewielkim udoskonaleniu jest instalowana na środku lekkiej obudowy z otwieraną pokrywą. Finalizacja płyty polegała na ponownym lutowaniu złącza USB w celu zapewnienia możliwości zainstalowania dodatkowego szkła ochronnego na powierzchni matrycy CCD i uszczelnienia powierzchni płyty.


W pokrywie obudowy wykonano otwór przelotowy, pośrodku którego znajduje się blok trzech diod LED o różnych kolorach jarzenia (czerwony, zielony, niebieski), który jest źródłem światła. Z kolei blok LED jest zamknięty nieprzezroczystą obudową. Zdalnej lokalizacji na powierzchni matrycy LED pozwala na wygenerowanie w przybliżeniu równoległej wiązki światła na obiekcie pomiarowym.

CCD jest podłączony do komputera za pomocą kabla USB. Oprogramowanie - w pełnym wymiarze czasu, zawarte w dostawie kamery internetowej.
Mikroskop zapewnia powiększenie obrazu 50 ... 100 razy, z rozdzielczością optyczną około 10 mikronów przy częstotliwości odświeżania obrazu 15 Hz.
Projekt mikroskopu pokazano na ryc. 4 (nie w skali).


Do okna wejściowego matrycy CCD 7 w celu ochrony przed uszkodzeniami mechanicznymi zainstalowano kwarcowe szkło ochronne 6 o wymiarach 1x15x15 mm. Płyta obwód zabezpieczający przed zniszczeniem płynu i mechanicznej jest przez zgrzewanie do powierzchni szczeliwa 8. badany obiekt 5 jest umieszczona na powierzchni ochronnych szkła 6. diod oświetleniowe 2 są zamontowane w środku pokrywy, na zewnątrz otworu 4 i zamykana nieprzezroczystego tworzywa sztucznego obudowy 3. Odległość między obiektem a urządzeniem LED wynosi około 50 ... 60 mm.
(Fig. 5) oświetlenia LED zasilania z akumulatora 12 z trzecim napięciem ogniwa galwaniczne połączone szeregowo z 4,5 V. włączeniu zasilania przełącznika SA1, HL1 LED (1 na fig 4) - wskaźnik znajduje się w obudowie ochronnej i wskazuje na obecność napięcie zasilania. Diody podświetlające EL1 - EL3 są włączone, a tym samym kolor oświetlenia jest wybierany przełącznikami SA2 - SA4 (13) umieszczonymi na bocznej ścianie obudowy 11.


Rezystory R1, R3 - R5 ograniczają prąd. Rezystor R2 (14) służy do regulacji jasności diod EL1 - EL3, jest zainstalowany na tylnej ścianie obudowy.W urządzeniu zastosowano stałe rezystory C2-23, MLT, zmienne - SPO, SP4-1. Wyłącznik zasilania SA1 - MT1, przełączniki SA2 - SA4 - przycisk SPA-101, SPA-102, LED AL307BM można wymienić na KIPD24A-K

Ponieważ pozorny rozmiar obrazów wyjściowych zależy od właściwości użytej karty graficznej i wielkości monitora, mikroskop wymaga kalibracji. Polega na zarejestrowaniu obiektu testowego (przezroczystej linijki szkolnej), którego wymiary są znane (ryc. 6). Mierząc odległość między pociągnięciami linijki na ekranie monitora i korelując je z rzeczywistym rozmiarem, możesz określić skalę obrazu (powiększenie). W tym przypadku 1 mm ekranu monitora odpowiada 20 μm mierzonego obiektu.



Za pomocą mikroskopu możesz obserwować różne zjawiska i mierzyć obiekty. Na ryc. 7 pokazuje obraz laserowej perforacji banknotu o nominale 500 rubli. Średnia średnica otworów wynosi 100 μm, widoczny jest rozproszenie otworów w kształcie. Na ryc. 8 jest obrazem maski maski kolorowej Hitachi. Średnica otworów wynosi około 200 mikronów.


Jako przykład obiektów biologicznych wybrano pająka, jego łapę i wąsy; pokazano je na rys. 9 i rys. 10 odpowiednio (średnica wąsów wynosi około 40 mikronów), włosy autora (średnica - 80 mikronów) - na ryc. 11, łuski ryb - na ryc. 12. Interesujące jest obserwowanie procesów rozpuszczania substancji w wodzie. Jako przykład podano procesy rozpuszczania soli i cukru. Na ryc. 13a i rys. Ryc. 14a pokazuje odpowiednio cząstki suchej soli i kryształów cukru, a ryc. 13.6 i rys. 14.6 - proces ich rozpuszczania w wodzie. Strefy zwiększonego stężenia substancji i efekty skupienia światła w centrach rozpuszczania są wyraźnie widoczne.



Źródło: Radio 1`2008
Wróć
Komentarze (0)

Przeczytaj także

Kody błędów pralek