Mikroskop brez leč.

Skozi skoraj 300-letno zgodovino razvoja je mikroskop verjetno postal eden najbolj priljubljenih optičnih instrumentov, ki se pogosto uporablja na vseh področjih človeške dejavnosti. Še posebej težko je preceniti njegovo vlogo pri izobraževanju šolarjev, ki na lastne oči spoznavajo okoliški mikrokozmos.

Posebnost predlaganega mikroskopa je "nestandardna" uporaba običajne spletne kamere. Načelo delovanja je neposredna registracija projekcije predmetov, ki jih preučujemo, na površino matrike CCD, ko jih osvetli vzporedni svetlobni snop. Nastala slika se prikaže na računalniškem monitorju.

V primerjavi z običajnim mikroskopom predlagana zasnova nima optičnega sistema, sestavljenega iz leč, ločljivost pa je določena z velikostjo slikovnih pik matrike CCD in lahko doseže več mikronov. Videz mikroskopa je prikazan na sl. 1 in sl. 2. Kot spletno kamero je bil uporabljen model "Wcam 300A" podjetja Mustek, ki ima barvno CCD matriko z ločljivostjo 640x480 slikovnih pik. Elektronsko ploščo s CCD matriko (slika 3) smo odstranili iz ohišja in jo po manjši modifikaciji namestili v sredino neprozornega ohišja z odpiranjem pokrova. Zaključek plošče je obsegal ponovno spajkanje USB konektorja, da se zagotovi možnost namestitve dodatnega zaščitnega stekla na površino CCD niza in tesnjenje površine plošče.

V pokrovu ohišja je narejena skoznja luknja, v središču katere je blok treh LED diod različnih barv sijanja (rdeča, zelena, modra), ki je vir svetlobe. Blok svetlečih diod pa je zaprt z neprozornim ohišjem. Oddaljena lokacija LED diod od površine matrice vam omogoča, da na merilnem objektu oblikujete približno vzporeden svetlobni žarek.

CCD matrika je povezana z računalnikom s kablom USB. Programska oprema - običajna, vključena v dobavo spletne kamere.

Mikroskop zagotavlja povečavo slike 50 ... 100-krat, z optično ločljivostjo približno 10 mikronov s hitrostjo osveževanja slike 15 Hz.

Zasnova mikroskopa je prikazana na sl. 4 (ne v merilu).

Za zaščito pred mehanskimi poškodbami je na vhodnem oknu matrike CCD 7 nameščeno kremenovo zaščitno steklo 6 z dimenzijami 1x15x15 mm. Zaščita elektronske plošče pred tekočinami in mehanskimi poškodbami je zagotovljena s tesnjenjem njene površine s silikonsko tesnilno maso 8. Preučevani predmet 5 je nameščen na površino zaščitnega stekla 6. Osvetlitvene LED diode 2 so nameščene v središču luknje. v pokrovu 4 in so od zunaj prekriti z neprozornim plastičnim ohišjem 3. Razdalja med preučevanim predmetom in blokom LED je približno 50 ... 60 mm.

Svetlobne LED diode (slika 5) napaja baterija 12 treh zaporedno povezanih 4,5 V galvanskih celic. Vklop svetilnih diod EL1-EL3 in s tem izbiro barve osvetlitve se izvaja s stikali SA2-SA4 (13), ki se nahajajo na stranski steni ohišja 11.

Upori R1, R3-R5 - omejevanje toka. Upor R2 (14) je zasnovan za prilagajanje svetlosti LED diod EL1-EL3, nameščen je na zadnji steni ohišja. Naprava uporablja fiksne upore C2-23, MLT, spremenljive - SPO, SP4-1. Stikalo za napajanje SA1 - MT1, stikala SA2-SA4 - tipke SPA-101, SPA-102, LED AL307BM lahko zamenjate s KIPD24A-K

Ker so vidne dimenzije prikazanih slik odvisne od značilnosti uporabljene video kartice in velikosti monitorja, je mikroskop potrebno kalibrirati. Sestoji iz registracije testnega predmeta (prozornega šolskega ravnila), katerega dimenzije so znane (slika 6). Če izmerite razdaljo med potezami ravnila na zaslonu monitorja in jih povežete z resnično velikostjo, lahko določite obseg slike (poveča). V tem primeru 1 mm zaslona monitorja ustreza 20 µm merjenega predmeta.