Микроскоп без лещи.

През своята почти 300-годишна история на развитие микроскопът вероятно се е превърнал в един от най-популярните оптични инструменти, широко използван във всички области на човешката дейност. Особено трудно е да се надцени ролята му в обучението на ученици, които изучават околния микрокосмос със собствените си очи.

Отличителна черта на предложения микроскоп е "нестандартното" използване на конвенционална уеб камера. Принципът на действие се състои в директно регистриране на проекцията на изследваните обекти върху повърхността на CCD матрицата при осветяване от паралелен лъч светлина. Полученото изображение се показва на компютърен монитор.

В сравнение с конвенционалния микроскоп, в предложения дизайн липсва оптична система, състояща се от лещи, а разделителната способност се определя от размера на пиксела на CCD матрицата и може да достигне няколко микрона. Външният вид на микроскопа е показан на фиг. 1 и фиг. 2. За уеб-камера е използван моделът "Wcam 300A" на Mustek, който е с цветна CCD матрица с резолюция 640х480 пиксела. Електронната платка с CCD матрица (фиг. 3) е демонтирана от корпуса и след лека модификация е монтирана в центъра на непрозрачния корпус с отварящ се капак. Финализирането на платката се състоеше в запояване на USB конектора, за да се осигури възможност за инсталиране на допълнително защитно стъкло върху повърхността на CCD матрицата и запечатване на повърхността на платката.

В капака на корпуса е направен проходен отвор, в центъра на който има блок от три светодиода с различни цветове на светене (червен, зелен, син), който е източник на светлина. Блокът от светодиоди от своя страна е затворен от непрозрачен корпус. Отдалеченото разположение на светодиодите от повърхността на матрицата ви позволява да формирате приблизително успореден лъч светлина върху обекта на измерване.

CCD матрицата се свързва към компютъра с USB кабел. Софтуер - стандартен, включен в доставката на Web-камерата.

Микроскопът осигурява увеличение на изображението 50 ... 100 пъти, с оптична разделителна способност около 10 микрона с честота на опресняване на изображението 15 Hz.

Конструкцията на микроскопа е показана на фиг. 4 (не в мащаб).

На входния прозорец на CCD матрицата 7 е монтирано кварцово защитно стъкло 6 с размери 1x15x15 mm за защита от механични повреди. Защитата на електронната платка от течности и механични повреди се осигурява чрез запечатване на повърхността й със силиконов уплътнител 8. Изследваният обект 5 се поставя върху повърхността на защитното стъкло 6. Осветителните светодиоди 2 са монтирани в центъра на отвора в капака 4 и са покрити отвън с непрозрачен пластмасов корпус 3. Разстоянието между обекта, който се изследва, и блока от светодиоди е приблизително 50 ... 60 mm.

Осветителните светодиоди (фиг. 5) се захранват от батерия от 12 от три последователно свързани галванични елемента 4,5 V. захранващо напрежение. Включването на светодиодите за осветление EL1-EL3 и по този начин изборът на цвета на осветлението се извършва от превключватели SA2-SA4 (13), разположени на страничната стена на корпуса 11.

Резистори R1, R3-R5 - ограничаване на тока. Резистор R2 (14) е предназначен за регулиране на яркостта на светодиодите EL1-EL3, монтиран е на задната стена на кутията. Устройството използва постоянни резистори C2-23, MLT, променливи - SPO, SP4-1. Силов ключ SA1 - MT1, ключове SA2-SA4 - бутони SPA-101, SPA-102, LED AL307BM може да се замени с KIPD24A-K

Тъй като видимите размери на показаните изображения зависят от характеристиките на използваната видеокарта и размера на монитора, микроскопът изисква калибриране. Състои се в регистриране на тестов обект (прозрачна училищна линийка), чиито размери са известни (фиг. 6). Чрез измерване на разстоянието между ударите на линийката на екрана на монитора и съпоставянето им с истинския размер, можете да определите мащаба на изображението (увеличение). В този случай 1 mm от екрана на монитора съответства на 20 µm от измервания обект.