Mikroskop bez leća.

Tijekom svoje gotovo 300-godišnje povijesti razvoja mikroskop je vjerojatno postao jedan od najpopularnijih optičkih instrumenata koji se široko koristi u svim područjima ljudske djelatnosti. Posebno je teško precijeniti njegovu ulogu u poučavanju školske djece koja vlastitim očima uče o mikrosvijetu oko sebe.

Posebnost predloženog mikroskopa je "nestandardna" upotreba konvencionalne web kamere. Princip rada je izravno registriranje projekcije predmeta koji se proučavaju na površinu CCD matrice kada je osvijetljen paralelnim snopom svjetlosti. Dobivena slika prikazuje se na monitoru osobnog računala.

U usporedbi s konvencionalnim mikroskopom, predloženi dizajn nema optički sustav koji se sastoji od leća, a rezolucija je određena veličinom piksela CCD matrice i može doseći nekoliko mikrona. Izgled mikroskopa prikazan je na sl. 1 i sl. 2. Kao web kamera korišten je model “Wcam 300A” tvrtke Mustek koji ima CCD matricu u boji rezolucije 640x480 piksela. Elektronička ploča s CCD matricom (slika 3) se vadi iz kućišta i nakon manjih preinaka ugrađuje u središte svjetlonepropusnog kućišta s poklopcem koji se otvara.Modifikacija ploče sastojala se od ponovnog lemljenja USB konektora kako bi se omogućilo postavljanje dodatnog zaštitnog stakla na površinu CCD matrice i brtvljenje površine ploče.

U poklopcu kućišta napravljena je prolazna rupa, u čijem je središtu blok od tri LED diode različite boje sjaja (crvena, zelena, plava), što je izvor svjetlosti. Blok LED diode, pak, prekriven je kućištem otpornim na svjetlost. Udaljena lokacija LED diode s površine matrice omogućuje formiranje približno paralelnog snopa svjetlosti na objektu mjerenja.

CCD matrica je spojena na računalo pomoću USB kabela. Softver je standardan i uključen je uz web kameru.

Mikroskop omogućuje povećanje slike od 50...100 puta, s optičkom rezolucijom od oko 10 mikrona s brzinom osvježavanja slike od 15 Hz.

Dizajn mikroskopa prikazan je na sl. 4 (bez mjerila).

Za zaštitu od mehaničkih oštećenja, na ulaznom prozoru CCD matrice 7 postavljeno je kvarcno zaštitno staklo 6 dimenzija 1x15x15 mm radi zaštite od mehaničkih oštećenja. Zaštita elektroničke ploče od tekućina i mehaničkih oštećenja osigurana je brtvljenjem njezine površine silikonskim brtvilom 8. Predmet istraživanja 5 postavljen je na površinu zaštitnog stakla 6. Rasvjeta LED diode 2 ugrađeni su u središte rupe u poklopcu 4 i izvana su prekriveni plastičnim kućištem koje ne propušta svjetlost 3. Udaljenost između predmeta koji se proučava i bloka LED diode je približno 50...60 mm.

Svjetleće diode (sl. 5) napaja baterija 12 od tri serijski spojena galvanska članka napona 4,5 V.Napajanje se uključuje pomoću prekidača SA1, LED HL1 (1 na slici 4) je svjetlosni indikator, smješten na zaštitnom kućištu i signalizira prisutnost napona napajanja. Upaljene su svjetleće diode EL1–EL3 i na taj način se bira boja osvjetljenja pomoću prekidača SA2–SA4 (13) koji se nalaze na bočnoj stijenci kućišta 11.

Otpornici R1, R3—R5 ograničavaju struju. Otpornik R2 (14) dizajniran je za podešavanje svjetline LED dioda EL1-EL3, ugrađen je na stražnju stijenku kućišta. Uređaj koristi konstantne otpornike S2-23, MLT, promjenjive otpornike - SPO, SP4-1. Prekidač SA1 - MT1, prekidači SA2 - SA4 - tipkalo SPA-101, SPA-102, LED AL307BM može se zamijeniti sa KIPD24A-K

Budući da prividna veličina izlaznih slika ovisi o karakteristikama korištene video kartice i veličini monitora, mikroskop zahtijeva kalibraciju. Sastoji se od registracije ispitnog objekta (prozirnog školskog ravnala), čije su dimenzije poznate (slika 6). Mjerenjem razmaka između poteza ravnala na zaslonu monitora i njihovim uspoređivanjem sa stvarnom veličinom možete odrediti mjerilo slike (povećanje). U ovom slučaju, 1 mm zaslona monitora odgovara 20 mikrona mjerenog objekta.

Pomoću mikroskopa možete promatrati razne pojave i mjeriti predmete. Na sl. Slika 7 prikazuje sliku laserske perforacije novčanice od 500 rubalja. Prosječni promjer rupa je 100 µm, a vidljiva je varijacija u obliku rupa. Na sl. Slika 8 prikazuje sliku Hitachi maske za slikovne cijevi u boji. Promjer rupa je oko 200 mikrona.

Kao primjeri bioloških objekata odabrani su pauk, njegova noga i brkovi; prikazani su na sl. 9 i sl. 10, odnosno (promjer brkova je oko 40 mikrona), autorova kosa (promjer je 80 mikrona) - na sl.11, riblje ljuske - na sl. 12. Zanimljivo je promatrati procese otapanja tvari u vodi. Kao primjer navedeni su procesi otapanja soli i šećera. Na sl. 13,a i sl. 14a prikazuje čestice suhe soli odnosno kristale šećera, a na Sl. 13.6 i sl. 14.6 - proces njihovog otapanja u vodi. Jasno su vidljive zone povećane koncentracije tvari i efekti fokusiranja svjetlosti u centrima otapanja.