Вряд ли этот аппарат поможет вам паять микросхемы или рассматривать что-то серьезное. Но такой самодельный микроскоп точно понравится вашему ребенку, а сам процесс сборки – чудесная возможность провести вместе время и показать, что у папы руки растут из нужного места.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/8cd/51e/4f5/8cd51e4f55d205468e97e1b3f6181915.jpg)
Итак, совместный досуг с ребенком на выходные – собираем usb-микроскоп из веб-камеры.
На хабре уже поднималась статья о том, как подключить обычный оптический микроскоп к компьютеру. Там же подробно расписана матчасть с линзами. Конечно, существует возможность купить уже готовый usb-микроскоп в магазине, но наша задача – показать ребенку устройство цифрового микроскопа и дать повод для дальнейшего изучения микро-мира.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/3ef/7d1/0f5/3ef7d10f5942075a47f9b9345b1f1205.jpg)
1. Веб-камера
2. Коробочка от конструктора (для корпуса)
3. Корпус от клея-карандаша
4. Колпачок от фламастера
5. Ночной фонарик
Опционально: Деталька-подставка от лего-человечка. Это если: а) не жалко, б) есть желание подключать микроскоп к конструктору).
6. Термоклей
7. Двусторонний скотч на мягкой основе
8. Отвертка
9. Канцелярский резак
10. Мини-лобзик
Для цифровой начинки была выбрана 0,3 мегапиксельная веб-камера Hama, купленная по распродаже за 100 рублей.
Разбираем камеру. Вообще принцип USB-микроскопа – это перевернуть собирающую линзу веб-камеры и сделать из нее увеличивающую, которая будет проецировать изображение на цифровую матрицу. В нашем случае 0,3 мегапикселей представляют собой малюсенький квадратик.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/844/04a/b63/84404ab63a8631347dd4f4bc243aa1ed.jpg)
Пластиковый корпус нам не нужен, поэтому его можно распилить лобзиком. Главное – не повредить провод. После того, как закончили с корпусом – можно выкрутить линзу.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/75c/c2c/ef7/75cc2cef7f4d032a3b14d08b60afb234.jpg)
Выкручивается линза очень просто. Но в таком виде, нам она не нужна, по крайней мере я не смог настроить фокус. Поэтому нужно удалить лишнюю линзу. Ободок оказался приклеен – удалим его резаком. В некоторых случаях линза может быть запаяна – придется повозиться.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/1fd/94a/cde/1fd94acdebd34dd2353e70357ef52957.jpg)
После удаления ободка – выпуклая линза легко извлекается. Внутри этого «бочонка» оказался цилиндр, фиксирующий вторую линзу, которая спряталась за поляризационным стеклышком. Если не закрепить цилиндр, то линза не будет держаться ровно. Я использовал ПВА и зубочистку. Теперь можно собирать камеру обратно.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/3a8/958/10d/3a895810d079afa894677592b79ea2e5.jpg)
Убедитесь, что резьба «бочонока» и фиксатора на микросхеме точно совпадают. В моем случае резьба не сделала ни одного оборота. Пришлось сажать на термоклей. Тестируем, чтобы убедиться в работоспособности микроскопа.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/6fe/76d/3ed/6fe76d3ed58938570e67f31226eae625.jpg)
В сети много сервисов, которые позволяют транслировать изображение с веб-камеры на страницу. Например вот.
Собственно на этом оптическую часть микроскопа можно считать готовой.
Подойдем к вопросам и фокусировки линзы. Первая мысль – собрать механизм из лего. Это будет здорово, хотя бы потому, что ваш ребенок получит крутую увеличивающую штуку, совместимую с его конструктором.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/c6c/4f1/5aa/c6c4f15aa65ae0619f4969124aca5de3.jpg)
Так, что если не жалко деталь – клейте к кубику. Если нет желания строить корпус из лего – идем дальше.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/ec5/e2c/518/ec5e2c5181571d1e7d99b0130152ac0d.jpg)
Винт фокусировки делаем из клея-карандаша. Удовлетворительная точность и короткий шаг делают эту деталь незаменимой. Была мысль сделать из шприца, но там даже удовлетворительной точности не добиться – слишком большое давление нужно оказывать на поршень.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/879/651/e39/879651e39f849b81a95278aabc46471e.jpg)
Шайба с клеевым стержнем сидит глубоко и напрямую к ней нашу микросхему не приклеить. Добавляем звено – колпачок от фломастера.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/a61/a58/bc6/a61a58bc673ff8846ab692bf474b1e83.jpg)
Вставляем трубку из колпачка в шайбу и заливаем термоклеем.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/322/e3a/d76/322e3ad761f92e234b429b71d8262d6a.jpg)
Осталось прикрепить к колпачку микросхему. Потребовался «лего-интерфейс». Удобно тем, что можно всегда отсоединить.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/07c/7f0/76b/07c7f076be40130701eb1d3e0a36a4a7.jpg)
Для устойчивой конструкции я использовал коробочку от конструктора. Теоретически, можно сделать ее из чего угодно. Главное, чтобы фокусировочный винт из клея карандаша держался вертикально, а снизу в линзу бил свет. На веб-камере уже есть свето-диоды, но фокусное расстояние не дает их свету падать на препарат. Да и из школьного курса биологии мы помним, что нужно направлять луч света через зеркальце, чтобы подсветить изучаемый образец. Я использовал ночной светильник. Кстати, его поверхность можно сразу использовать, как препаратное стекло.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/c9e/a74/347/c9ea743470f73e409f33b1f3dfd7acf1.jpg)
Осталось вырезать корпус и отверстие в крышке для клея-карандаша.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/d2b/745/04b/d2b74504b8d54f51d57c3f3fb633490f.jpg)
Используем лобзик и нож. Давать ребенку самостоятельно работать с ножом не стоит, лучше ему помочь и сделать это самостоятельно. Я использовал шуруповерт-дрель, для промежуточных отверстий, которые затем «соединял» ножом.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/2e6/63c/1e4/2e663c1e4184c64bf2e8ee9929d2f7f9.jpg)
Вертикально закрепить фокусировочный винт нам поможет двусторонний скотч на мягкой основе и термоклей. Вообще не представляю, как мы умудрялись в детстве обходиться без него. Хотя, нет, представляю. Я заливал все ПВА.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/post_images/897/cb5/d72/897cb5d72a7ad829fb5699b9229eb235.jpg)
Микроскоп готов! Даже формой он отдаленно стал напоминать настоящий. Подключаем его к компьютеру и заходим в веб-интерфейс.
Осталось научиться ловить фокусное расстояние. Это самое трудное во всем процессе! У меня оно получилось крайне маленьким (1-3 мм). Винт, при закручивании, не направлял линзу строго вертикально — ее болтало из стороны в сторону, это тоже добавило трудностей. Однако увеличение получилось весьма приличным.
![](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/habr/comment_images/454/c71/506/454c71506c216b9de04c7d2c14c18ced.jpg)
1. Крыло мухи
2. Ножка мухи
3. Тоже ножка мухи, но под другим ракурсом.
4. Волос с головы автора
А это видео, снятое таким же микроскопом, но с 1,2-мегапиксельной матрицей камеры. Личинка комара:
Видео процесса сборки:
Веб-камера 100 рублей
Клей-карандаш 20 рублей
Ночной фонарик 38 рублей
Инструменты не в счет.
Теперь вы знаете чем можно занять себя и своего ребенка на выходных. Удачных экспериментов!
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/8cd/51e/4f5/8cd51e4f55d205468e97e1b3f6181915.jpg)
Итак, совместный досуг с ребенком на выходные – собираем usb-микроскоп из веб-камеры.
На хабре уже поднималась статья о том, как подключить обычный оптический микроскоп к компьютеру. Там же подробно расписана матчасть с линзами. Конечно, существует возможность купить уже готовый usb-микроскоп в магазине, но наша задача – показать ребенку устройство цифрового микроскопа и дать повод для дальнейшего изучения микро-мира.
Что нам понадобится
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/3ef/7d1/0f5/3ef7d10f5942075a47f9b9345b1f1205.jpg)
1. Веб-камера
2. Коробочка от конструктора (для корпуса)
3. Корпус от клея-карандаша
4. Колпачок от фламастера
5. Ночной фонарик
Опционально: Деталька-подставка от лего-человечка. Это если: а) не жалко, б) есть желание подключать микроскоп к конструктору).
Инструменты:
6. Термоклей
7. Двусторонний скотч на мягкой основе
8. Отвертка
9. Канцелярский резак
10. Мини-лобзик
Оптика:
Для цифровой начинки была выбрана 0,3 мегапиксельная веб-камера Hama, купленная по распродаже за 100 рублей.
Разбираем камеру. Вообще принцип USB-микроскопа – это перевернуть собирающую линзу веб-камеры и сделать из нее увеличивающую, которая будет проецировать изображение на цифровую матрицу. В нашем случае 0,3 мегапикселей представляют собой малюсенький квадратик.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/844/04a/b63/84404ab63a8631347dd4f4bc243aa1ed.jpg)
Пластиковый корпус нам не нужен, поэтому его можно распилить лобзиком. Главное – не повредить провод. После того, как закончили с корпусом – можно выкрутить линзу.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/75c/c2c/ef7/75cc2cef7f4d032a3b14d08b60afb234.jpg)
Выкручивается линза очень просто. Но в таком виде, нам она не нужна, по крайней мере я не смог настроить фокус. Поэтому нужно удалить лишнюю линзу. Ободок оказался приклеен – удалим его резаком. В некоторых случаях линза может быть запаяна – придется повозиться.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/1fd/94a/cde/1fd94acdebd34dd2353e70357ef52957.jpg)
После удаления ободка – выпуклая линза легко извлекается. Внутри этого «бочонка» оказался цилиндр, фиксирующий вторую линзу, которая спряталась за поляризационным стеклышком. Если не закрепить цилиндр, то линза не будет держаться ровно. Я использовал ПВА и зубочистку. Теперь можно собирать камеру обратно.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/3a8/958/10d/3a895810d079afa894677592b79ea2e5.jpg)
Убедитесь, что резьба «бочонока» и фиксатора на микросхеме точно совпадают. В моем случае резьба не сделала ни одного оборота. Пришлось сажать на термоклей. Тестируем, чтобы убедиться в работоспособности микроскопа.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/6fe/76d/3ed/6fe76d3ed58938570e67f31226eae625.jpg)
В сети много сервисов, которые позволяют транслировать изображение с веб-камеры на страницу. Например вот.
Собственно на этом оптическую часть микроскопа можно считать готовой.
Фокусировка
Подойдем к вопросам и фокусировки линзы. Первая мысль – собрать механизм из лего. Это будет здорово, хотя бы потому, что ваш ребенок получит крутую увеличивающую штуку, совместимую с его конструктором.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/c6c/4f1/5aa/c6c4f15aa65ae0619f4969124aca5de3.jpg)
Так, что если не жалко деталь – клейте к кубику. Если нет желания строить корпус из лего – идем дальше.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/ec5/e2c/518/ec5e2c5181571d1e7d99b0130152ac0d.jpg)
Винт фокусировки делаем из клея-карандаша. Удовлетворительная точность и короткий шаг делают эту деталь незаменимой. Была мысль сделать из шприца, но там даже удовлетворительной точности не добиться – слишком большое давление нужно оказывать на поршень.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/879/651/e39/879651e39f849b81a95278aabc46471e.jpg)
Шайба с клеевым стержнем сидит глубоко и напрямую к ней нашу микросхему не приклеить. Добавляем звено – колпачок от фломастера.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/a61/a58/bc6/a61a58bc673ff8846ab692bf474b1e83.jpg)
Вставляем трубку из колпачка в шайбу и заливаем термоклеем.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/322/e3a/d76/322e3ad761f92e234b429b71d8262d6a.jpg)
Осталось прикрепить к колпачку микросхему. Потребовался «лего-интерфейс». Удобно тем, что можно всегда отсоединить.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/07c/7f0/76b/07c7f076be40130701eb1d3e0a36a4a7.jpg)
Корпус
Для устойчивой конструкции я использовал коробочку от конструктора. Теоретически, можно сделать ее из чего угодно. Главное, чтобы фокусировочный винт из клея карандаша держался вертикально, а снизу в линзу бил свет. На веб-камере уже есть свето-диоды, но фокусное расстояние не дает их свету падать на препарат. Да и из школьного курса биологии мы помним, что нужно направлять луч света через зеркальце, чтобы подсветить изучаемый образец. Я использовал ночной светильник. Кстати, его поверхность можно сразу использовать, как препаратное стекло.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/c9e/a74/347/c9ea743470f73e409f33b1f3dfd7acf1.jpg)
Осталось вырезать корпус и отверстие в крышке для клея-карандаша.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/d2b/745/04b/d2b74504b8d54f51d57c3f3fb633490f.jpg)
Используем лобзик и нож. Давать ребенку самостоятельно работать с ножом не стоит, лучше ему помочь и сделать это самостоятельно. Я использовал шуруповерт-дрель, для промежуточных отверстий, которые затем «соединял» ножом.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/2e6/63c/1e4/2e663c1e4184c64bf2e8ee9929d2f7f9.jpg)
Вертикально закрепить фокусировочный винт нам поможет двусторонний скотч на мягкой основе и термоклей. Вообще не представляю, как мы умудрялись в детстве обходиться без него. Хотя, нет, представляю. Я заливал все ПВА.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/897/cb5/d72/897cb5d72a7ad829fb5699b9229eb235.jpg)
Микроскоп готов! Даже формой он отдаленно стал напоминать настоящий. Подключаем его к компьютеру и заходим в веб-интерфейс.
Увеличиваем
Осталось научиться ловить фокусное расстояние. Это самое трудное во всем процессе! У меня оно получилось крайне маленьким (1-3 мм). Винт, при закручивании, не направлял линзу строго вертикально — ее болтало из стороны в сторону, это тоже добавило трудностей. Однако увеличение получилось весьма приличным.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/comment_images/454/c71/506/454c71506c216b9de04c7d2c14c18ced.jpg)
1. Крыло мухи
2. Ножка мухи
3. Тоже ножка мухи, но под другим ракурсом.
4. Волос с головы автора
А это видео, снятое таким же микроскопом, но с 1,2-мегапиксельной матрицей камеры. Личинка комара:
Видео процесса сборки:
Бюджет:
Веб-камера 100 рублей
Клей-карандаш 20 рублей
Ночной фонарик 38 рублей
Инструменты не в счет.
Теперь вы знаете чем можно занять себя и своего ребенка на выходных. Удачных экспериментов!