Архив Галактики

Этап "Кулибин. Светлая голова". Микроскоп из веб-камеры

Teleskop's Блог / 10.11.2015

Помните учительский анекдот про "так объяснял, что сам всё понял"? Вот и я так горячо призывала участников акции "Ну, ты и Кулибин" в "Кулибинском телеграфе. Выпуск №5" совершить победный финишный рывок и выполнить задания всех этапов акции, что и сама решила не оставаться в стороне и подготовить отчёты своей команды кулибинцев.

Расскажу о выполнении проекта на этапе "Кулибин. Светлая голова". Пожалуй, для нас самым сложным оказалось сделать первый шаг. Надо было определиться с выбором проекта. Хотелось найти конструкцию, сочетающую и наши интересы и возможности, и память о Кулибине, и тематику портала Образовательной галактики Intel – ИКТ в образовании: инновационные решения, перспективы и практики. В результате поиска информации в интернете и изучения биографии Кулибина решили сделать USB-микроскоп. Иван Петрович Кулибин заведовал механической мастерской Петербургской академии наук, руководя производством приборов для научных исследований. Кулибин лично выполнил и руководил исполнением большого количества инструментов и приборов для научных наблюдений и опытов: оптические и акустические приборы, готовальни, астролябии, телескопы, подзорные трубы, часы, ватерпасы, точные весы. Конструировал и изготавливал он, в том числе, микроскопы. Признаюсь, что идею изготовления микроскопа из веб-камеры придумали не сами, а увидели на сайте самодельщиков. Но по условиям этапа не возбраняется использовать имеющиеся в открытом доступе разработки с указанием использованных источников информации. Даже Кулибин не только создавал собственные изобретения, но виртуозно ремонтировал и усовершенствовал работы других мастеров. Одни только знаменитые часы "Павлин" из Эрмитажа чего стоят! К Кулибину "Павлин" был доставлен в нескольких корзинках в виде груды деталей, многих частей композиции просто не доставало. Гениальный мастер подарил часам новую жизнь.



Вообще, ни одна инструкция, выложенная в интернете, не оказывается исчерпывающей, чтобы можно было просто бездумно её повторить. Всё равно приходится проявлять изобретательские способности, приноравливаясь к имеющимся в наличии инструментам и комплектующим, придумывая свои технологические приёмы. Поэтому подобную форму работы считаю вполне эффективной для развития изобретательских, инженерно-конструкторских,творческих способностей учащихся.
Важное условие этапа "Кулибин. Светлая голова" - составление отчёта с описанием разработки. Выполнить его надо в соответствии с условиями акции по определённому плану. Итак, представляю отчёт нашей команды.

Название разработки. Микроскоп из веб-камеры

Цель. Для чего предназначено разработанное устройство? Какие функции выполняет?
Собранное устройство представляет собой оптический USB-микроскоп, подключаемый к ПК. Собранный USB-микроскоп многократно увеличивает изучаемые объекты, позволяет получать их фото- и видеоизображения на мониторе компьютера.
Перечень комплектующих.
1. Веб-камера
2. Металлический конструктор
3. Строительный уголок
4. USB-фонарик
5. Предметное стекло
6. Универсальный клей

Инструменты.
Отвертки
Пинцет
Гаечный ключ
Паяльник
Универсальный клей

Процесс сборки.
1. Разбираем веб-камеру. Аккуратно снимаем пластиковый корпус. Наша задача - достать объектив, не повредив ни один элемент. Кстати, нам это не удалось с первого раза, поэтому пришлось использовать вторую веб-камеру.



2. Переворачиваем извлечённый объектив камеры.



Физическая суть данного этапа работы – это перевернуть собирающую линзу веб-камеры, чтобы сделать из нее увеличивающую линзу, которая будет проецировать изображение на цифровую матрицу. Объектив обратным концом припаиваем к матрице веб-камеры. Важно сохранить зазор (3 мм) между матрицей и линзой объектива.


3. Сборка штатива.
Штатив должен быть устойчивым с возможностью регулирования уровня расположения камеры. В основание штатива положен строительный уголок, к которому прикрепляются остальные детали металлического конструктора.


4. Для рассмотрения полупрозрачных и прозрачных объектов подсветка должна располагаться снизу предметного столика. В качестве источника света использовали светодиодный USB-фонарик.



5. Установка программного обеспечения для трансляции изображения с USB-микроскопа на ноутбук. Мы использовали ноутбук, на котором установлена операционная система Windows10.
В диспетчере устройств необходимо отключить собственную камеру ноутбука.

Заключение. Впечатления, пожелания, перспективы использования, возможности усовершенствования.

Для нас подобный микроскоп будет полезен для сборки и пайки робото- и электротехники. USB-микроскоп, собранный своими, руками обходится дешевле, чем готовый. Преимущество USB-микроскопа – изображение всегда можно записать и в последующем обработать на компьютере. Мы пока не сфокусировали камеру и не настроили резкость. Надо будет опытным путём определить фокусное расстояние объектива. Если взять веб-камеру с большим разрешением, то коэффициент увеличения микроскопа будет больше.

Фото готового устройства.



Рассмотрим Solnum lycoprsicum и Capsicum annuum.



Изображения получаются загадочные, напоминающие неведомые Галактики.
Словно не микроскоп, а телескоп собрали. Кстати, в следующий раз его и будем собирать.

Источники информации.
Как сделать USB-микроскоп из вебкамеры

P.S. Внимательным читателям предлагаю всё же попробовать догадаться, что за объекты мы рассматривали, если не по их изображениям, то хотя бы по латинским названиям.