1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Микроскоп из AV камеры своими руками

Мой самодельный микроскоп из веб-камеры

Как сделать микроскоп из веб-камеры

Если разобрать подходящую (с настраиваемым фокусом) веб-камеру, то можно снять объектив и перевернуть его. В этом случае камера превращается в . микроскоп!

Я использовал вот такую камеру Vimicro USB Camera (на чипсете VC0345 с сенсором OmniVision OV7670) с объективом из двух линз:

Так как в кабеле камеры были добавлены провода для микрофона, что вызывало неудобства в использовании, то я отпаял штатный кабель и припаял другой USB-кабель:

В качестве предметного столика для наблюдения объектов на просвет я использую матовое стекло:

Стекло установлено на пластиковую трубку, а снизу я освещаю его белыми светодиодами фонарика:

Такой микроскоп представляет собой микроскоп проходящего света и позволяет наблюдать интересующий объект в проходящем свете в светлом поле. В результате получается теневое изображение объекта.

Главная проблема заключается в удержании веб-камеры на нужном расстоянии от наблюдаемого объекта, поэтому я делаю много кадров и выбираю лучший:

Для этого я использую написанную мной программу CamScope:

Увеличение моего самодельного цифрового микроскопа

Визуальное (геометрическое) увеличение показывает во сколько раз наблюдаемый объект на экране компьютера больше, чем в натуральную величину. Для оценки этого параметра можно использовать, например, расстояние между штрихами штангенциркуля. Это увеличение зависит от используемого монитора и определяется произведением увеличения объектива на собственное увеличение камеры.
Собственное увеличение камеры определяется отношением размера картинки на экране (например, диагонали) на размер светоприемной матрицы.

Для моего микроскопа на экране ноутбука расстояние между соседними штрихами штангенциркуля (1 миллиметр) составляет 9 сантиметров:

Таким образом, увеличение моего самодельного микроскопа составляет 90 крат .

Оптическое увеличение микроскопа определяется апертурным числом объектива. Апертурное число $F$ (англ. F-number, optical speed — оптическая скорость) прямо пропорционально фокусному расстоянию объектива $f$ и обратно пропорционально диаметру $D$ его входного зрачка: $F = < f over D >$. Эта величина теоретически (из-за волновой природы света) не может превысить 1500 раз.

Для определения линейных размеров предметов в увеличенном виде я определил, что расстояние между штрихами штангенциркуля (1 мм) на снимке составляет 365 пикселей:

Пиксели ЖК-дисплеев

С помощью такой «модифицированной» камеры я получил вот такие изображения пикселей LCD-панели ноутбука:

Слева показано, что при наведении объектива камеры область монитора с белым цветом светятся все три группы субпикселей — красные (R), зеленые (G) и синие (B).
При этом сам пиксель имеет квадратную форму, хотя субпиксели являются прямоугольными, а длина стороны пикселя составляет около 0,25 мм.
На левом изображении видно, что ширина промежутка между красными и синими пикселями больше, чем между синими и зелеными и между зелеными и красными. Но изображение перевернуто, т.е. истинный порядок следования субпикселей RGB. Это подтверждается тестом.
Справа показано, что для создания желтого цвета пикселя светятся только красные (R) и зеленые (G) субпиксели.

А вот изображение субпикселей монитора другого ноутбука при свечении белым цветом вместе с фрагментом символа:

А вот такую картинку я получил для белого цвета на экране телефона Nokia 2710 Navigation Edition:

Вот такая интересная форма у пикселей ЖК-телевизора (воспроизводится голубой цвет):

Поваренная соль

Песок

Глина

Биологические объекты

Слюна

Слюна является одним из популярных объектов наблюдения под микроскопом. Как утверждается, по слюне можно выполнять диагностику.

Волос

Комар

Перо птицы

Видна структура пера — стержень, несущий бородки, которые держат бородочки.

Семя колокольчика

Семена колокольчика очень маленькие — масса одного семечка около 0,2 миллиграмма.

Читать еще:  Домик на дереве своими руками

Лист винограда

Тычинка и пестик цветка

Ость колоска ржи

Как видно на снимке, ость имеет зазубрины.

Плесень

Я исследовал выросшую на моркови плесень:

Вот так она выглядит при рассмотрении в мой импровизированный микроскоп:

Кока-кола

Шероховатые поверхности

Матовое стекло

Линза Френеля

Расстояние между бороздками составляет около 0,3 мм.

Печатные платы и радиодетали

Надпись припоем на печатной плате

вид надписи без увеличения:

Если прижать камеру лицевой стороной (без объектива) к темной поверхности, то свет, проходящий с тыльной стороны, высвечивает на оптическом сенсоре проводники печатной платы камеры:

Для ослабления этого эффекта я постарался затемнить тыльную часть печатной платы камеры.

Продолжение следует

Цифровой микроскоп из веб камеры

Всем давно известно, что весь окружающий мир имеет в своей структуре тонкую организацию, строение которой невозможно различить человеческим глазом. Вся вселенная оставалась долгое время недосягаемой и непознанной, пока ученными не был изобретен микроскоп.
Что такое микроскоп мы все знаем еще со школы. В нем мы рассматривали бактерий, живые и мертвые клетки, предметы и объекты, которые все мы видим каждый день. Через узкий смотровой объектив они чудесным образом превращались в модели из решеток и мембран, нервных сплетений и кровеносных сосудов. В такие моменты осознаешь, насколько этот мир велик и многогранен.
С недавнего времени микроскопы начали делать цифровыми. Они намного удобней и эффективнее, ведь теперь не надо пристально вглядываться в объектив. Достаточно взглянуть на экран монитора, и перед нами предстает увеличенное цифровое изображение рассматриваемого объекта. Представьте, что такое чудо техники можно сделать своими руками из обычной веб-камеры. Не верите? Предлагаем вам убедится в этом вместе с нами.

Необходимые ресурсы для изготовления микроскопа

  • Перфорированные пластина, уголок и кронштейны для крепления деревянных деталей;
  • Отрезок профильной трубы 15х15 и 20х20 мм;
  • Небольшой фрагмент стекла;
  • Веб-камера;
  • Светодиодный фонарик;
  • Болт М8 с четырьмя гайками;
  • Винты, гайки.
  • Электродрель или шуруповерт со сверлом на 3-4 мм;
  • Плоскогубцы;
  • Отвертка крестовая;
  • Термоклеевой пистолет.

Пошаговая инструкция по сборке цифрового микроскопа

Для штативной основы микроскопа используем перфорированные пластины и уголки из металла. Их используют для соединения деревянных изделий. Они легко скрепляются болтами, а множество отверстий позволяет это сделать на требуемом уровне.

Шаг первый – монтируем основание

Плоскую перфорированную пластину обкладываем с тыльной стороны мягкими мебельными подпятниками. Их просто наклеиваем по углам прямоугольника.

Самоклейка для дорожек

Следующим элементом будет кронштейн или уголок с разносторонними полками. Скрепляем короткую полку кронштейна и пластину-основание болтом с гайкой. Подтягиваем их плоскогубцами для надежности.

Два мелких кронштейна монтируем на край пластины по обеим ее сторонам. К ним прикрепляем еще два уголка подлиннее так, чтобы у нас образовалась небольшая рамка. Это будет основание для смотрового стекла микроскопа. Его можно сделать из небольшого отрезка тонкого стекла.

Микроскоп для пайки на экшен камере

Понадобилось мне недавно паять корпус lga-16. Обычно пользуюсь dip, soic и проблем не знаю. Но акселерометры в dip что-то не встречаются. В итоге после боданий с лутом удалось получить 0.2-е дорожки. Но вот правильно припаять микросхему размером 3х3 мм c 16 выводами как то не вышло — не получается точно позиционировать. Стало ясно — лупы уже для работы не хватает, нужен микроскоп, да такой что бы фен спокойно гулял под объективом. Стереоскопический особо пока не нужен, так что решил остановится на USB микроскопе. Гугление и али-шатания показали, что цены на хорошие USB микроскопы гуманностью не страдают. За несчастные 1.5-2 килорубля впаривают VGA с интерполяцией, максимум 30 кадров (если повезет с освещением) и крошечным дисплеем. А хочется то православные 1080/60. С такими характеристиками только модуль камеры типа ov2710/ov4689 стоит порядка 2.5-4 килорублей, а ведь надо еще основу и оптику, да и бестеневое освещение не помешает. Плюс недорогие микроскопы страдают коротким фокусным расстоянием — фен надо держать под углом, а это не очень удобно — можно что нить сдуть.
Было решено колхозить свой вариант в самом популярном на youtube формате — штатив от старого фотоувеличителя, добрая советская оптика и какая нибудь камера с интерфейсом USB/HDMI.

Читать еще:  Суперклей из молока своими руками

Итак первый блин был комом — vga вэб-камера, ушатанный фотоувеличитель типа упа-50* и пластиковые канализационные трубы. Все это работало, но очень медленно — лаги при пайке паяльником не доставляли удовольствия, ибо максимум было 10-15 кадров/с при разрешении 640 на 480. Плюс штатный объектив фотоувеличителя не позволял плавную фокусироку.

В итоге было решено все-таки найти нормальную оптику. Youtube и барахолка на рынке помогли определиться — Гелиос 44.

Перебрав пяток разных экземпляров, скрепя душой, отдал 800р за более менее сносный объектив. Также пересмотрен был штатив (старый скрипел и регулировался очень коряво — все таки 76 год выпуска) — нашел практически не использовавшийся с 90-х годов штатив типа УПА-720 за 500 рэ (фото с инета, свой перед разборкой забыл сфотографировать).

Чтобы менять фокусное расстояние и разрешение микроскопа, были закуплены переходные кольцы с резьбой типа м42 — три штуки разной длины в комплекте.

Ну и венец всего этого комплекта — экшен камера Eken H9R.

Весь ютуб был завален поделками на вэбках или аналоговых камерах. Но это все было не то — не давали они желанных 60 кадров при 1080. Самые крутые вэбки — от Logitech/Microsoft — стоили дороже чем весь мой набор компонентов и при этом все равно не давали 60 кадров. Смотря какой-то ролик, в котором разбирали дешевую китайскую экшен камеру, я увидел, что в ней стоит желанный 4-мегпиксельный модуль фирмы OmniVision и достаточно шустрый процессор что бы выдавать требуемые цифры по кадрам и разрешению.

В итоге долгих поисков и компромиссов с жабой удалось найти подобную камеру за 1900р — это был почти подарок, ибо с учетом гуляний доллара эти камеры уже взлетели до 2500.

Преимущества экшен камеры перед вэбкамми (даже очень крутыми) следующие:

  • благодаря связке Sunplus 6350А(чипсет) + OV4689(оптический сенсор) получаем следующий спектр разрешений 1080p at 60 / 30fps, 720p at 120 / 60fps. Не уверен насчет 120 кадров — разницы между этим режимом и 60 кадров не заметил особо. Ну оно и понятно — я же не гонки снимаю, паяло двигается весьма плавно:)
  • есть контрольный дисплей, хоть и небольшой (в принципе даже под ним паял — вполне себе сносно, если рядом нет монитора)
  • два интерфейса — HDMI (1080/60) и USb (1080/30) — USB конечно удобнее, не приходится монополизировать монитор микроскопом. Но режутся кадры — пока не знаю почему, надо поковырять линуксовые проги.
  • WIFi из коробки — спокойно передаю 1080/30 на телефон — еще один вариант, если нет свободного монитора.
  • microSD — тут же можно писать снимки/видео на флэшку.

На этом преимущества заканчиваются:) Теперь перейдем к недостаткам конкретной камеры:

  • греется адски — после вскрытия зверька было обнаружено, что процессор и флэш через термопрокладки прилегают к ПЛАСТИКОВОМУ корпусу! Причем к стенке смежной с акб. Причем камера греется всегла — даже когда просто стоит на зарядке. Скорее всего прилеплю алюминиевый радиатор на проц. Память вроде не сильно греется.
  • выдает желтый треугольник с черным указательным знаком посреди экрана если не установлены карта памяти. Причем карту надо ставить желательно класса 10 иначе режим 1080/60 не включится. Ну да ладно — карту нашел, режим стал доступен.
  • разъем micro HDMi расположен впритык с micro USB — не всякий кабель воткнешь. Мелочь, но неприятно.
  • при работе через USB не удалось получить 60 кадров — пока разбираюсь. Так что если хочется быстрого отклика — использую второй монитор.
  • объектив расположен не по центру платы камеры — это не очень удобно при монтаже ее на штатив. Вэбки в этом плане проще — там платы с центральным расположением сенсора.
Читать еще:  Береста - природный материал для поделок своими руками

Достоинства перевешивают недостатки и в сухом остатке имеем следующее:

  • камера — 1900р
  • штатив — 500 р
  • кольца переходные — 250р
  • объектив — 800р
  • USB кабель — был в наличии
  • microHDMI кабель — 120р на али

Итого 3570 — вроде и не слишком дешево, но я доволен. Акселерометр припаял — пакетики по i2c бегают:) Планирую еще добавить на объектив кольцо бестеневой подсветки, но это уже не так критично, хватает и обычной лампы.

Как сделать микроскоп из веб-камеры

  • 1. Материалы и инструменты для изготовления микроскопа
  • 2. Как сделать микроскоп из веб-камеры

Сделать простенький, но достаточно эффективный микроскоп из USB веб-камеры, под силу каждому. Наверняка самодельный микроскоп будет интересен тем, кто увлекается биологией и изучением мира сего.

Сегодня, когда происходит компьютеризация всего и вся, все чаще доводится иметь дело с микроскопичными радиокомпонентами. Оказывается, что если перевернуть объектив компьютерной веб-камеры наоборот, то произойдёт тысячекратное увеличение.

Соответственно, немного переделок, плюс подсветка, и самодельный микроскоп готов, даже из самой недорогой по стоимости веб-камеры.

Материалы и инструменты для изготовления микроскопа

Мир — окружающий нас вокруг, полон множества микроскопических элементов, которые невозможно увидеть человеческим глазом. Для этих целей люди используют микроскоп, позволяющий изучать то, что скрыто обычному взору.

В отличие от покупного микроскопа, самодельный, не имеет такого же мощного увеличения, однако он вполне сходится для своих целей.

Чтобы сделать простой микроскоп из компьютерной веб-камеры, потребуется подготовить:

1. Веб-камеру — лучше если она будет иметь настраиваемый фокус.
2. Перфорированные алюминиевые уголки — они понадобятся для изготовления штатива и подвижной части микроскопа. Как временный вариант или для пробы, можно использовать толстый картон.
3. Небольшой кусок стекла (он нужен в качестве рабочей поверхности, на которой будет происходить исследование объектов);
4. Болты, винты и гайки небольшого диаметра (под перфорированный уголок);
5. Клеевой пистолет, если основание и штатив микроскопа будут собираться из картона.

Также, в качестве подсветки установленной под стеклом, понадобится небольшой светодиодный фонарик.

Как сделать микроскоп из веб-камеры

Начинать изготовление микроскопа следует с переделки компьютерной веб-камеры. С этой целью понадобится аккуратно разобрать корпус веб-камеры, чтобы добраться до её объектива. Весь смысл заключается в том, чтобы выкрутить объектив (если он на резьбе), снять его, перевернуть другой стороной, и установить обратно на веб-камеру. Только в таком случае она будет работать на увеличение.

Затем, когда usb веб-камера переделана, можно приступать к изготовлению штатива микроскопа. Здесь в качестве материалов можно использовать всё что угодно, или на что хватит фантазии. Можно собрать штатив для микроскопа, как из обычного картона, так и из оргстекла, древесины, перфорированных уголков, и т. д.

Однако, наилучшим образом, показывают себя всё-таки перфорированные уголки. Они имеют множество отверстий, через которые их легко соединить друг с другом посредством болтов и гаек. Штатив из этих материалов получится прочным, надежным и долговечным.

Сначала нужно сделать небольшое основание микроскопа, к которому прикручивается перфорированный уголок, длиной 20 см. Чтобы штатив был подвижным, потребуется ещё один уголок с полкой наверху, для крепления веб-камеры. Осуществлять регулировку микроскопа в дальнейшем, можно будет при помощи болтового соединения.

Если штатив микроскопа будет изготавливаться из картона, то сначала следует сделать его основание, в виде буквы «П», затем, используя клеевой пистолет, к нему потребуется приклеить вертикальную стойку, по которой будет двигаться веб-камера.

По центру стойки микроскопа следует предусмотреть крепления для небольшого стекла, под которым будет расположен, небольшой светодиодный фонарик. Работает самодельный микроскоп от компьютера, как и веб-камера. Только теперь на мониторе будет отображаться не обычное изображение, а в 100 крат увеличенное.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector