Mikroskop bez šošoviek.

Za svoju takmer 300-ročnú históriu vývoja sa mikroskop stal pravdepodobne jedným z najpopulárnejších optických prístrojov, široko využívaných vo všetkých oblastiach ľudskej činnosti. Zvlášť ťažké je preceňovať jeho úlohu pri výchove školákov, ktorí spoznávajú okolitý mikrokozmos na vlastné oči.

Charakteristickým rysom navrhovaného mikroskopu je „neštandardné“ použitie bežnej webovej kamery. Princíp činnosti spočíva v priamej registrácii projekcie skúmaných objektov na povrch CCD matrice pri osvetlení paralelným lúčom svetla. Výsledný obrázok sa zobrazí na monitore počítača.

V porovnaní s bežným mikroskopom navrhovaná konštrukcia nemá 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 webkamera bol použitý model "Wcam 300A" značky Mustek, ktorý má farebnú CCD maticu s rozlíšením 640x480 pixelov. Elektronická doska s CCD matricou (obr. 3) bola z puzdra demontovaná a po miernej úprave osadená do stredu nepriehľadného puzdra s otváracím vekom. Finalizácia dosky spočívala v prespájkovaní USB konektora s cieľom poskytnúť možnosť inštalácie dodatočného ochranného skla na povrch CCD poľa a utesnenie povrchu dosky.

V kryte krytu je vytvorený priechodný otvor, v strede ktorého je blok troch LED diód rôznych farieb žiaru (červená, zelená, modrá), ktoré sú zdrojom svetla. Blok svetelných diód zasa uzatvára nepriehľadný obal. Vzdialené umiestnenie LED od povrchu matice umožňuje vytvoriť približne paralelný lúč svetla na meranom objekte.

CCD matica je pripojená k PC pomocou USB kábla. Softvér - bežný, súčasťou dodávky Web-kamery.

Mikroskop poskytuje zväčšenie obrazu 50 ... 100 krát, s optickým rozlíšením asi 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. Ochrana dosky elektroniky pred kvapalinami a mechanickým poškodením je zabezpečená utesnením jej povrchu silikónovým tmelom 8. Predmet 5 je umiestnený na povrchu ochranného skla 6. Osvetľovacie LED 2 sú inštalované v strede otvoru v kryte 4 a sú zvonku zakryté nepriehľadným plastovým puzdrom 3. Vzdialenosť medzi skúmaným objektom a blokom LED je približne 50 ... 60 mm.

Osvetľovacie LED (obr. 5) sú napájané batériou 12 z troch 4,5 V galvanických článkov zapojených do série.napájacie napätie. Zapnutie osvetlenia LED EL1-EL3 a tým aj výber farby osvetlenia sa vykonáva spínačmi SA2-SA4 (13) umiestnenými na bočnej stene krytu 11.

Rezistory R1, R3-R5 - obmedzenie prúdu. Rezistor R2 (14) je určený na nastavenie jasu LED diód EL1-EL3, je inštalovaný na zadnej stene puzdra. Zariadenie používa pevné odpory C2-23, MLT, variabilné - SPO, SP4-1. Sieťový vypínač SA1 - MT1, vypínače SA2-SA4 - tlačidlá SPA-101, SPA-102, LED AL307BM je možné nahradiť KIPD24A-K

Keďže viditeľné rozmery zobrazených obrázkov závisia od vlastností použitej grafickej karty a veľkosti monitora, mikroskop vyžaduje kalibráciu. Spočíva v zaregistrovaní 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 µm meraného objektu.