Микроскоп - очень важная и полезная вещь. Возможно, на первый взгляд это может показаться не так, но если вдуматься, то становится понятно, что данный прибор просто необходим во многих отраслях. Он не просто помогает рассмотреть невидимые глазу предметы, а открывает целый неопознанный мир. На сегодняшний день невозможно представить какие-либо исследование в науке, медицине, промышленности без микроскопа.
Современные приборы устроены таким образом, что полученное увеличенное изображение сохраняется и передается на персональный компьютер. Результат исследования можно подробно рассмотреть и изучить на мониторе. Для того чтобы такой вариант стал доступен, цифровая камера подключается к микроскопу специальным адаптером.
Определившись с выбором микроскопа и цифровой камеры, можно посмотреть , пользователь часто интересуется: каково будет увеличение на мониторе компьютера, как его рассчитать?
Максимальное увеличение микроскопа рассчитывается по формуле: значение увеличения объектива умножают на значение увеличения окуляра. Например, изображение, полученное из микроскопа с параметрами объектива 4х и окуляра 10х, будет в 40 раз больше исследуемого предмета.
Но есть несколько нюансов при расчетах величин увеличения. При рассмотрении изображения на мониторе окуляр не используется, а применяется дополнительная линза - адаптер. Помимо этого, картинка сначала проецируется на матрицу камеры, а за тем передается на экран. Поэтому, для получения наиболее корректного результата, вводятся дополнительные величины.
Величины для настройки монитора
Первая - увеличение адаптера . С учетом того, что сенсор камеры обычно меньше, чем поступающая с микроскопа картинка, используется уменьшающий адаптер (с увеличением меньшим единицы). К примеру, при применении камеры с форматом чувствительного элемента 1/2" используют адаптер 0.5х.
Вторая величина - соответствие размеров сенсора и монитора компьютера . Для ее расчета вводится специальный индекс увеличения. Он определяется довольно просто: размер диагонали монитора разделить на размер матрицы камеры. Возьмем стандартный монитор с диагональю 19" и камеру с сенсором 1/2". Для удобства расчетов дюймы переведем в миллиметры (1 дюйм = 25.4 мм), итого 19 * 25.4 = 482.6мм - это размер экрана. Диагональ сенсора можно определить из ниже приведенной таблицы:
- сенсор 1/3"- диагональ 6 мм;
- сенсор 1/2,5"- диагональ 7 мм;
- сенсор 1/2"- диагональ 8 мм;
- сенсор 2/3"- диагональ 11 мм;
- сенсор 1"- диагональ 16 мм.
В нашем случае камера имеет диагональ 8 мм, из чего следует, что индекс увеличение получаем такого размера: 482.6/8 = 60.325
С учетом всех выше перечисленных параметров, мы получаем итоговое увеличение монитора: объектив 4х * адаптер 0,5 * индекс увеличения (4*0.5*60.325). Итого получается число 120.65, что означает увеличение в 120,65 раз.
Стандартный биологический микроскоп имеет в комплекте объективы 4х, 10х, 40х, 100х. Соответственно, подставив в формулу каждое значение поочередно, мы получаем увеличенные изображения на мониторе в 120, 300, 1200, 3000 крат!
Исключением из данной формулы являются просчеты величин, получаемых со стереоскопических микроскопов, которые имеют плавный зум.
Для корректных расчетов вводится дополнительный множитель - увеличение трансфокатора.
Для сравнения возьмем все предыдущие параметры величин неизменными, только микроскоп поменяем на стереомикроскоп. Например, популярную модель Альтами СМ0745-Т. Без использования дополнительных расширяющих диапазон увеличения линз, (0.37х, 0.5х, 0.7х, 1.5х, 2х) с увеличением объектива равном единице. Минимальное значение трансфокатора этой модели - 0.7х. Теперь остается перемножить все просчитанные ранее величины с учетом нового значения: 1 х 0.7 х 0.5 х 60.325 = 21.11х. Если установить трансфокатор в максимальное положение (4.5), то получается: 1 х 4.5 х 0.5 х 60.325 = 135.73х. Если дополнительно применяются еще какие-либо линзы, то в данной формуле значение их увеличения подставляется вместо объектива 1х.
В связи с сумасшедшими темпами развития радиотехники и электроники в сторону миниатюризации, всё чаще при ремонте аппаратуры приходится иметь дело с SMD радиокомпонентами, которые без увеличения, порой, даже рассмотреть невозможно, не говоря уж об аккуратном монтаже и демонтаже.
Итак, жизнь заставила поискать в интернете прибор, типа микроскопа, который можно было бы изготовить своими руками. Выбор пал на USB-микроскопы, самоделок которых предлагается очень много, но все они не могут быть использованы для пайки, т.к. имеют очень маленькое фокусное расстояние.
Я решил поэкспериментировать с оптикой и сделать USB-микроскоп, который бы удовлетворял моим требованиям.
Вот его фото:
Конструкция получилась довольно-таки сложной, поэтому подробно описывать каждый шаг изготовления не имеет смысла, т.к. это очень загромоздит статью. Опишу основные узлы и пошаговое их изготовление.
Итак, «не растекаясь мыслью по древу», начнём:
1. Я взял самую дешёвую веб-камеру A4Tech, честно скажу, мне её просто подарили из-за фигового качества изображения, на что мне было глубоко наплевать, лишь бы была исправной. Конечно, если бы я взял более качественную и, естественно, дорогую веб-камеру микроскоп получился бы с лучшим качеством изображения, но я, как Самоделкин, действую по правилу – «За неимением горничной, «любят» дворника», да и, к тому же, качество изображения моего USB-микроскопа для пайки меня устроило.
Новую оптику я взял из какого-то детского оптического прицела.
Чтобы крепить оптику в бронзовой втулке, я просверлил в ней (втулке) два отверстия ø 1,5 мм и нарезал резьбу М2.
В полученные отверстия с резьбой ввернул болтики М2, на концы которых приклеил бусинки для удобства откручивания и закручивания, чтобы менять положение оптики относительно пиксельной матрицы с целью увеличения или уменьшения фокусного расстояния моего USB-микроскопа.
Далее, я задумался о подсветке.
Конечно, можно было сделать светодиодную подсветку, например, из газовой зажигалки с фонариком, которая стоит копейки, или ещё из чего-нибудь с автономным питанием, но я решил не загромождать конструкцию и использовать питание веб-камеры, которое подаётся по USB кабелю от компьютера.
Для питания будущей подсветки, с USB кабеля, которым соединяется веб-камера с компьютером, я вывел два провода с мини-разъёмом (папа) – «+5v, от красного провода USB кабеля» и «-5v, от чёрного провода».
Чтобы минимизировать конструкцию подсветки, я решил использовать LED-светодиоды, которые выпаял из ленты LED-подсветки от разбитой матрицы ноутбука, благо, такая лента у меня давно лежала в «загашнике».
Изготовив при помощи ножниц, подходящего сверла и напильника кольцо нужного размера из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита и, вырезав с одной стороны кольцА дорожки для пайки LED-светодиодов и гасящих SMD-резисторов номиналом 150 ом, (в разрыв плюсового провода питания каждого светодиода поставил резистор 150 ом) спаял нашу подсветку. Для подключения питания с внутренней стороны кольца припаял мини-разъём (мама).
Чтобы соединить подсветку с объективом я применил (неиспользуемую для крепления стёкол объектива) круглую гайку с резьбой, которую припаял к внутренней стороне кольца подсветки (вот для чего я взял именно двухсторонний стеклотекстолит).
Итак, электронно-оптическая часть USB-микроскопа готова.
Теперь необходимо подумать о подвижном механизме для точной настройки резкости, подвижном штативе, основании и рабочем столике.
В общем, осталось придумать и создать механическую часть нашей самоделки.
Поехали…
2. В качестве подвижного механизма для точной настройки резкости я решил взять устаревший механизм для чтения дискет (в народе его называли «флопповод»).
Для тех, кто не застал сие «чудо техники», выглядит он вот так:
Короче, после полной разборки этого механизма, я взял ту часть, которая отвечала за движение считывающей головки, и, после механической доработки (обрезки, спиливания и обработки напильником) получилось вот что:
Для перемещения головки в флопповоде использовался микродвигатель, который я разобрал и взял из него только вал, закрепив его обратно на подвижный механизм. Для удобства вращения вала, на его конец, который был внутри корпуса двигателя, я надел ролик от скроллера старой компьютерной мышки.
Всё получилось, как я хотел, движение механизма было плавным и точным (без люфтов). Ход механизма составил 17 мм, что идеально для точной настройки резкости микроскопа при любом фокусном расстоянии оптики.
При помощи двух болтов М2 я закрепил электронно-оптическую часть USB-микроскопа на подвижный механизм для точной настройки резкости.
Создание подвижного штатива у меня не вызвало особых трудностей.
3. С времён СССР у меня в сарае валялся увеличитель УПА-63М, детали которого я и решил использовать. Для стойки штатива я взял вот такую готовую штангу с креплением, которая была в комплекте увеличителя. Данная штанга изготовлена из алюминиевой трубки с наружным ø 12 мм и внутренним ø 9,8 мм. Для её крепления к основанию я взял болт М10, ввернул его на глубину 20 мм (с усилием) в штангу, а остальную часть резьбы оставил, отрезав шляпку болта.
Крепление пришлось немного доработать, чтобы соединить его с подготовленными во 2 пункте деталями микроскопа. Для этого конец крепления (на фото) я изогнул под прямым углом и в отогнутой части просверлил отверстие ø 5,0 мм.
Далее всё просто – болтом М5 длиной 45 мм через гайки соединяем предварительно собранную часть с креплением и надеваем на стойку, закрепив стопорным винтом.
Теперь основание и столик.
4. С давних времён лежал у меня кусок полупрозрачной пластмассы светло-коричневого цвета. Поначалу я думал, что это оргстекло, но при обработке понял, что нет. Ну, да ладно – решил я его применить для основания и столика моего USB-микроскопа.
Исходя из габаритов ранее получившейся конструкции, и желании сделать большой столик для надёжного крепления плат при пайке, я вырезал из имеющейся пластмассы прямоугольник размером 250х160 мм, просверлил в нём отверстие ø 8,5 мм и нарезал резьбу М10 для крепления штанги, а так же отверстия для крепления основания столика.
К нижней части основания приклеил ножки, которые вырезал из подошвы от старых ботинок самодельным сверлом.
5. Столик выточил на токарном станке (на моём бывшем предприятии, у меня, конечно же, нет токарного станка, хотя есть 5-й разряд токаря) размером 160 мм.
В качестве основания для столика взял подставку для выравнивания мебели относительно пола, она отлично подошла по габаритам и выглядит презентабельно, к тому же, мне её подарил знакомый, у которого этой фурнитуры, «как у дурака махорки».
Сейчас в магазинах можно найти множество разнообразного оборудования для захвата изображений. Среди таких устройств отдельное место занимают USB-микроскопы. Они подключаются к компьютеру, а с помощью специального софта осуществляется мониторинг и сохранение видео, картинки. В этой статье мы подробно рассмотрим несколько самых популярных представителей подобного софта, поговорим об их преимуществах и недостатках.
Первым в списке выступит программа, функциональность которой сосредоточена исключительно на захвате и сохранении изображений. В Digital Viewer нет никаких встроенных инструментов по редактированию, черчению или расчету найденных объектов. Подходит данное ПО только для просмотра картинки в реальном времени, сохранении изображений и записи видео. С управлением справится даже новичок, поскольку все осуществляется на интуитивном уровне и не требуется наличия специальных навыков или дополнительных знаний.
Особенностью Digital Viewer является корректная работа не только с оборудованием разработчиков, но и со многими другими похожими устройствами. От вас требуется только установить подходящий драйвер и приступить к работе. К слову, настройка драйвера в рассматриваемой программе также имеется. Все параметры распределены на несколько вкладок. Вы можете перемещать ползунки, чтобы выставить подходящую конфигурацию.
AMCap
AMCap является многофункциональной программой и предназначена она не только для USB-микроскопов. Данное ПО корректно работает практически со всеми моделями различных устройств захвата, в том числе и цифровыми камерами. Все действия и настройки осуществляются через вкладки в главном меню. Здесь вам доступно изменение активного источника, настройка драйвера, интерфейса и применение дополнительных функций.
Как и во всех представителях подобного софта, в AMCap имеется встроенный инструмент по записи видео в реальном времени. Параметры трансляции и записи редактируются в отдельном окне, где вы можете подстроить под себя используемое устройство и компьютер. Распространяется AMCap платно, однако пробная версия доступна для скачивания на официальном сайте разработчика.
DinoCapture
DinoCapture работает со многими устройствами, однако разработчик обещает корректное взаимодействие исключительно с его оборудованием. Преимущество рассматриваемой программы в том, что хоть она и разрабатывалась под определенные USB-микроскопы, скачать ее может любой пользователь бесплатно с официального сайта. Из особенностей стоит заметить наличие инструментов для редактирования, черчения и расчета на обработанных инструментах.
Кроме всего, больше всего внимания разработчик уделил работе с директориями. В DinoCapture вам доступно создание новых папок, их импорт, работа в файловом менеджере и просмотр свойств каждой папки. В свойствах отображается основная информация по количеству файлов, их типам и размерам. Присутствуют и горячие клавиши, с помощью которых работать в программе становится проще и быстрее.
MiniSee
Компания SkopeTek разрабатывает собственное оборудование для захвата изображений и предоставляет копию своей программы MiniSee только при покупке одного из доступных устройств. В рассматриваемом ПО нет никаких дополнительных инструментов по редактированию или черчению. MiniSee обладает только встроенными настройками и функциями, с помощью которых корректируется, выполняется захват и сохранение изображений и видео.
MiniSee предоставляет пользователям достаточно удобную рабочую область, где присутствует небольшой обозреватель и режим предпросмотра открытых изображений или записей. Ко всему прочему есть настройка источника, его драйверов, качества записи, форматов сохранения и многого другого. Из недостатков нужно отметить отсутствие русского языка и инструментов по редактированию объектов захвата.
AmScope
Следующей в нашем списке находится AmScope. Данная программа предназначена исключительно для работы с USB-микроскопом, подключенным к компьютеру. Из особенностей софта хочется отметить полностью настраиваемые элементы интерфейса. Практически любое окно можно изменить в размере и передвинуть в необходимую область. В AmScope имеется основной набор инструментов по редактированию, черчению и замерам объектов захвата, что будет полезно многим пользователям.
Встроенная функция видеомаркера поможет откорректировать захват, а текстовый оверлей всегда будет отображать необходимую информацию на экране. Если требуется изменить качество картинки или придать ей новый вид, задействуйте один из встроенных эффектов или фильтров. Опытным юзерам будет полезна функция подключаемых плагинов и сканирование диапазона.
ToupView
Последним представителем выступит ToupView. При запуске данной программы в глаза сразу бросается множество параметров настройки камеры, съемки, масштабирования, цвета, скорости кадров и антивспышки. Такое обилие различных конфигураций поможет вам оптимизировать ToupView и комфортно работать в этом ПО.
Присутствуют и встроенные элементы редактирования, черчения и расчетов. Все они выведены в отдельную панель в главном окне программы. ToupView поддерживает работу со слоями, наложение видео и отображает лист измерений. Недостатками рассматриваемого софта является долгое отсутствие обновлений и распространение только на дисках при покупке специального оборудования.
Выше мы рассмотрели несколько самых популярных и удобных программ по работе с подключенным к компьютеру USB-микроскопом. Большинство из них ориентированы исключительно на работу с определенным оборудованием, но ничто не машет вам установить требуемые драйверы и подключить имеющийся в наличии источник захвата.
Оптические микроскопы существуют уже очень много лет, долгие годы ученые и любители наблюдали макромир своими глазами через окуляры этих приборов. Но не стоит забывать, что прогресс не стоит на месте с появлением компьютеров и других цифровых устройств, все изменилось. У пользователей появился вопрос: «Можно ли подключить оптический микроскоп к компьютеру и как это сделать?» На этот вопрос есть однозначный ответ, такая возможность есть, при этом нет необходимости функционального преобразования микроскопа. Сейчас на рынке появились так называемые системы визуализации для микроскопа. Система визуализации это общее название для устройств позволяющих выводить изображение получаемое микроскопам на экран монитора. Такие системы представлены на рынке разнообразными устройствами: видоокуляры, цифровые микроскопы, USB-микроскопы и так далее.
Цифровая окулярная камера
Окулярная камера (видеоокуляр) – цифровая камера, которую без труда можно установить вместо стандартного окуляра микроскопа. Стандартный окуляр имеет диметр 23.2мм (C-mount), если Ваш микроскоп оснащен не стандартным окуляром, необходимо воспользоваться переходными кольцами различных диаметров.
Окулярные камеры различны по своим характеристикам и исполняемым функциям. Продукция компании ToupTek делит окуляры на два типа: компактные окулярные камеры и цифровые камеры. Компактные камеры имеют небольшой размер и просты в использовании, все настройки проводятся автоматически. Такие камеры прекрасно подойдут для ознакомления с технологией и для исследователей любителей. Более серьезные камеры позволяют проводить ручную настройку (баланс белого, яркость и так далее) через специализированную программу ToupView. Представляем Вашему выбору камеры с различными характеристиками (разрешение матрицы, вид матрицы, интерфейсы передачи данных и так далее)
Подключение микроскопа к компьютеру
Микроскопы бывают трех типов: монокулярные, бинокулярные и тринокулярные. Для установки окуляра в монокулярные и бинокулярные микроскопы необходимо:
- Установить на компьютер специализированное ПО ToupView (поставляется в комплекте, так же доступно для скачивания на нашем сайте)
- Извлечь оптический окуляр, и на его место установить видеоокуляр
- Подключить видеоокуляр к компьютеру по соответствующему интерфейсу (чаще всего USB), подождать пока пойдет первая настройка и установка драйверов устройства.
- Выбрать устройство в списке доступных камер, через программу ToupView
Для тринокулярных микроскопов порядок подключения такой же. Отличие в том, что такие микроскопы оснащены специальным разъемом для видеоокуляров и могут быть использованы одновременно как цифровой и оптический микроскоп.
Подключить микроскоп к компьютеру совсем несложно при наличии качественного оборудования.
Подробнее о USB микроскопе с подсветкой, увеличивающем от 50 до 200 раз.
Конструкция устройства:
В комплект входит:
Цифровой USB микроскоп, подключаемый по USB порту к компьютеру
Кронштейн
Крышка - заглушка для объектива
Инструкция пользователя
342 0руб 2340 руб.
Инструкция пользователя:
1. Включение
Подключите кабель от USB микроскопа к USB порту вашего компьютерас установленной операционной системой Windows XP , Windows 7 (32- бит) . Дождитесь, пока система автоматически определит устройство и установит на него необходимые драйверы.
Проверка правильности установки драйверов - Пуск -> Мой Компьютер (на ярлыке нажимаем правой кнопкой мыши) -> Свойства -> Вкладка Оборудование -> Кнопка "Диспетчер устройств" -> В открывшемся окне раскрываем список "Устройства обработки изображений" (Для этого нажмите "+"):
2.Работа с устройством.
Для просмотра изображения с камеры микроскопа, необходимо сделать следующее:
Зайдите в Пуск -> Мой Компьютер. Среди ярлыков устройств найдите USB внешнюю камеру и нажмите на этом ярлыке два раза левой кнопкой мыши.
Откроется отдельное окно с изображением с камеры микроскопа.
3. Фокусирование изображения.
Фокусировка производиться с помощью прокручивания колёсика на корпусе USB микроскопа. Установите микроскоп над необходимым предметом и прокрутите колесо фокусировки в сторону, необходимого увеличения (в 50,или 200 раз). При прокручивании колеса необходимо следить за изображением в режиме реального времени на экране компьютера.
4. Захват изображения (фотографирование)
Для сохранения изображения с камеры микроскопа, во время его работы, нажмите однократно на корпусе устройства кнопку "Snap " (или в окне отображения изображения выберете пункт "Сделать новый снимок"), при этом изображение с камеры микроскопа сохраниться и появиться в списке изображений в нижней части окна:
5. Регулировка яркости подсветки.
Для регулировки яркости светодиодной подсветки используйте регулятор, находящийся на USB кабиле, идущем от USB микроскопа. Цифровой микроскоп для компьютера с LED подсветкой, увеличивающий от 50-500 раз.
6. Использование программы и драйверов с диска для записи видео с USB микроскопа.
Вставьте диск с П.О. входящий в комплект к USB микроскопу в CD привод вашего компьютера. Установите программу "Driver.exe" из папки Driver, расположенной на диске себе на компьютер. После установки программы, включите программу "CamApp" (Пуск-> Все программы->USB2.0 PC Camera-> CamApp)
Пункт"File " - выбор места сохранения видео \фото данных
Пункт "Device " - выбор устройства
Пункт "Option " - опции настройки видео (Яркость, контрастность и т.д.)
Capture - Still Image Capture - Сохранение фотографии
Capture - Still Capture Size - Время сохранения видеозаписи - от 2-х минут
Capture - Start Capture - начало видеозаписи
Capture - Video Format - Формат записи видео
Capture -Record Audio - Запись аудио - если стоит флажок
Capture -Record time limit - ограничение записи по времени
Технические характеристики USB микроскопа:
Диапазон увеличения - от 50 до 500 раз
Подсветка - 8 сверх ярких светодиода с возможностью регулировки яркости
Камера - CMOS , 1.3 Мп
Разрешение фото\видео - 640x480
Формат снимков - JPG , bmp
Совместимость с операционными системами - Windows XP, Vista (32 бита), Windows 7
Подключение к компьютеру - USB 2.0\1.1
Питание камеры и подсветки - от USB порта компьютера
Размеры устройства - 110x33 мм
Стоимость USB микроскопа, увеличивающего в 50 и 200 раз - 342 0руб 2340 руб.