Za svoju takmer 300-ročnú históriu vývoja sa mikroskop stal pravdepodobne jedným z najpopulárnejších optických prístrojov, široko využívaných vo všetkých oblastiach ľudskej činnosti. Obzvlášť ťažké je preceňovať jeho úlohu pri výučbe školákov, ktorí spoznávajú mikrosvet okolo seba na vlastné oči.
Charakteristickým rysom navrhovaného mikroskopu je „neštandardné“ použitie bežnej webovej kamery. Princíp činnosti spočíva v priamej registrácii projekcie skúmaných objektov na povrch matrice CCD pri osvetlení paralelným lúčom svetla. Výsledný obrázok sa zobrazí na monitore počítača.
V porovnaní s bežným mikroskopom nemá navrhovaná konštrukcia optický systém pozostávajúci zo šošoviek a rozlíšenie je určené veľkosťou pixelov matrice CCD a môže dosiahnuť niekoľko mikrónov. Vzhľad mikroskopu je znázornený na obr. 1 a obr. 2. Ako webová kamera bol použitý model “Wcam 300A” od Musteku, ktorý má farebnú CCD maticu s rozlíšením 640x480 pixelov. Elektronická doska s CCD maticou (obr. 3) sa vyberie z puzdra a po menších úpravách sa osadí do stredu svetlotesného puzdra s otváracím vekom.Úprava dosky spočívala v prespájkovaní USB konektora, aby bolo možné na povrch CCD matrice osadiť dodatočné ochranné sklo a utesniť povrch dosky.
V kryte krytu je vytvorený priechodný otvor, v strede ktorého je blok troch LED diódy rôzne farby žiary (červená, zelená, modrá), ktorá je zdrojom svetla. Blokovať LED diódy, je zas pokrytá svetlo nepriepustným plášťom. Vzdialené umiestnenie LED diódy z povrchu matrice umožňuje vytvoriť približne paralelný lúč svetla na meranom objekte.
CCD matica je pripojená k PC pomocou USB kábla. Softvér je štandardný a je súčasťou webovej kamery.
Mikroskop poskytuje zväčšenie obrazu 50...100 krát, s optickým rozlíšením cca 10 mikrónov s obnovovacou frekvenciou obrazu 15 Hz.
Konštrukcia mikroskopu je znázornená na obr. 4 (nie v mierke).
Na ochranu pred mechanickým poškodením je na vstupnom okienku CCD matrice 7 nainštalované kremenné ochranné sklo 6 s rozmermi 1x15x15 mm, ktoré ho chráni pred mechanickým poškodením. Ochrana dosky elektroniky pred kvapalinami a mechanickým poškodením je zabezpečená utesnením jej povrchu silikónovým tmelom 8. Sledovaný objekt 5 je umiestnený na povrchu ochranného skla 6. Osvetlenie LED diódy 2 sú inštalované v strede otvoru v kryte 4 a sú z vonkajšej strany zakryté svetlo nepriepustným plastovým krytom 3. Vzdialenosť medzi skúmaným objektom a blokom LED diódy je približne 50...60 mm.
Osvetľovacie LED (obr. 5) sú napájané z batérie 12 troch sériovo zapojených galvanických článkov s napätím 4,5 V.Napájanie sa zapína spínačom SA1, LED HL1 (1 na obr. 4) je kontrolka, umiestnená na ochrannom kryte a signalizuje prítomnosť napájacieho napätia. Svetelné LED diódy EL1–EL3 sa rozsvietia a tým sa farba osvetlenia volí pomocou spínačov SA2–SA4 (13) umiestnených na bočnej stene krytu 11.
Rezistory R1, R3-R5 sú prúdovo obmedzujúce. Rezistor R2 (14) je určený na nastavenie jasu LED diód EL1-EL3, je inštalovaný na zadnej stene puzdra. Zariadenie používa konštantné odpory S2-23, MLT, variabilné odpory - SPO, SP4-1. Sieťový vypínač SA1 - MT1, vypínače SA2 - SA4 - tlačidlový SPA-101, SPA-102, LED AL307BM je možné nahradiť KIPD24A-K
Keďže zdanlivá veľkosť výstupných obrázkov závisí od vlastností použitej grafickej karty a veľkosti monitora, mikroskop vyžaduje kalibráciu. Pozostáva z registrácie testovacieho objektu (priehľadného školského pravítka), ktorého rozmery sú známe (obr. 6). Meraním vzdialenosti medzi ťahmi pravítka na obrazovke monitora a ich koreláciou so skutočnou veľkosťou môžete určiť mierku obrazu (zväčšenie). V tomto prípade 1 mm obrazovky monitora zodpovedá 20 mikrónov meraného objektu.
Pomocou mikroskopu môžete pozorovať rôzne javy a merať predmety. Na obr. Obrázok 7 zobrazuje laserovú perforáciu 500 rubľovej bankovky. Priemerný priemer otvorov je 100 µm a je viditeľná variácia v tvare otvorov. Na obr. Obrázok 8 zobrazuje obraz masky farebnej trubice Hitachi. Priemer otvorov je asi 200 mikrónov.
Ako príklad biologických objektov bol vybraný pavúk, jeho noha a fúzy; sú znázornené na obr. 9 a obr. 10 (priemer fúzy je asi 40 mikrónov), vlasy autora (priemer 80 mikrónov) - na obr.11, rybie šupiny - na obr. 12. Je zaujímavé sledovať procesy rozpúšťania látok vo vode. Ako príklad sú uvedené procesy rozpúšťania soli a cukru. Na obr. 13,a a obr. 14a ukazuje častice suchých kryštálov soli a cukru a na obr. 13.6 a obr. 14.6 - proces ich rozpúšťania vo vode. Zóny zvýšenej koncentrácie látok a efekty zaostrenia svetla v rozpúšťacích centrách sú jasne viditeľné.
