Как сделать штатив для фотоаппарата, микроскоп, телескоп и веб-камеру из фотоаппарата своими руками

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.

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.

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

Делаем телескоп своими руками из объектива фотоаппарата

Когда есть телескоп, можно смотреть на звезды. Когда есть фотоаппарат, – снимать их во всей красе. А что делать, когда фотоаппарат есть, а телескопа нет? Фотографировать природу, людей, котят? Нет! Красоту звездного неба можно рассмотреть и при помощи фотографических линз, сделав из них настоящий телескоп. Только не торопитесь расставаться с дорогостоящей техникой. Чтобы собрать телескоп своими руками из объектива фотоаппарата, достаточно иметь под рукой подержанный или неработающий фотоприбор. Для создания телескопа нам понадобятся лишь его линзы.

Однако мы все-таки рекомендуем использовать фотоаппарат по его прямому назначению. Собранный самостоятельно телескоп будет, скорее, игрушкой, а не полноценным оптическим прибором. И лучше потратить свободное время на выбор подходящего телескопа для имеющегося фотоаппарата, с помощью которого вы сможете запечатлеть все многообразие звездного неба. Вы сможете сфотографировать Луну, планеты, туманности, галактики и скопления. Поверьте, астрофотография – это невероятно увлекательное хобби! Если вы заинтересовались, обязательно приобретите и комплект для фотоаппарата (для телескопа), в который включены разные переходники и адаптеры. Не каждый фотоприбор можно установить на место окуляра телескопа. Иногда требуются дополнительные аксессуары.

Но если астрофотография вас пока не интересует, переходим к изобретательству!

Как сделать телескоп из фотоаппарата своими руками

Проще всего сделать телескоп по схеме Кеплера. Он будет не особо мощным, не слишком светосильным, но поглядеть на Луну получится. Перед сборкой оптического прибора нужно запастись исходными материалами.

  • Очковая линза в 1 диоптрию диаметром 30 мм (купить ее можно в аптеке или магазине оптики)
  • Объектив от фотоаппарата
  • Два листа плотной бумаги или ватмана
  • Черная тушь
  • Кисти, клей, ножницы

А вот теперь можно начать собирать телескоп из объектива фотоаппарата!

Вначале берем лист ватмана и тщательно закрашиваем его с одной стороны черной тушью. Даем высохнуть.

Далее аккуратно сворачиваем ватман в рулон таким образом, чтобы внутрь можно было установить очковую линзу. Она станет объективом. Аккуратно проклеиваем бумагу и получаем оптическую трубу. Обратите внимание, что окрашенная сторона должна быть внутри – чернение снижает потери света и улучшает яркость изображения. Длина трубы – 90 см. Да, наш телескоп будет габаритным – этого, увы, не избежать.

Второй лист ватмана используем для создания еще одной части трубы. Ее длина должна составлять 30–40 см. В ней мы фиксируем объектив от фотоаппарата. Он будет исполнять роль окуляра.

Вторую часть трубы необходимо установить внутрь основной. Из-за разности диаметров, скорее всего, она будет сильно болтаться. Аккуратно проложите все пространство вокруг нее слоями проклеенной бумаги, обязательно сохраняя соосность центров объектива и окуляра. Оставьте небольшой зазор, чтобы внутреннюю трубу можно было перемещать вдоль ее оси. Меняя ее положение, можно будет добиться улучшения резкости телескопа.

И вот все готово! Вы смотрите на телескоп из фотоаппарата, собранный своими руками!

4glaza.ru
Август 2017

Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.

Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.

Смотрите также

Другие обзоры и статьи о телескопах и астрономии:

Обзоры оптической техники и аксессуаров:

Статьи о телескопах. Как выбрать, настроить и провести первые наблюдения:

Источники:
http://acdc.foxylab.com/microscope
http://www.4glaza.ru/articles/delaem-teleskop-svoimi-rukami-iz-obektiva-fotoapparata/
http://podvodnyj-mir-i-vse-ego-tajny.ru/%D1%84%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B0%D0%BF%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%B0%D1%82-%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D0%B9-%D1%81%D1%8A%D0%B5%D0%BC%D0%BA%D0%B8/

Ссылка на основную публикацию