Ein Raspberry Pi Kamera basiertes Mikroskop aus LEGO Teilen

Observera: detta är den tyska "syster" webbplatsen till engelska presentation av LEGOscope, som du hittar här:

Jag hade beslutat för att förbereda en tysk version som väl, eftersom det är trevligt att kunna presentera en idé över hela världen på engelska, men löjligt att min sons schoolfriends inte skulle kunna följa instruktionerna, eftersom de är på engelska.
Jag kommer att försöka behålla båda versionerna på samma version status, men kanske det ber vissa skillnader.
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Diese ist eine "Schwester"-Seite der entsprechenden englischsprachenden Präsentation des "LEGOscopes" (s.o.).
ICH finde es zwar toll wenn ich mit einer englischen Version eine Idee weltweit vorstellen kann. Auf der de andras liv Seite finde ich es dann aber unbefriedigend wenn die Schulfreunde meines Sohnes es nicht nachbauen können, weil die Beschreibung auf englisch ist. I der Regel wird die englische Version jedoch aktueller und ausführlicher sein.
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I dock möchte ich meinen Entwurf eines einfachen Mikroskops unter Verwendung eines Raspberrry Pi, einer speziellen Pi Kamera und diverser Legoteile aus mark Zimmer meines Sohnes vorstellen. ICH Seiner schon seit längerem vor zu versuchen ob sich der Raspi für einen bestämt Zweck als preisgünstiges Mikroskop mit anschließender Bildauswertung eignet. ICH habe von André Maia Chagas den tips erhalten es mit einer PiCam von WaveShare zu probieren, välkomnande einen Objektiv mit verstellbarem Fokus besitzt. AVC-shop.de i Berlin hatt dann die Kamera besorgt und bietet sie jetzt auch über ihren Webshop en.

ICH stå dann vor den Problem wie ich meinen Entwurf für ein Mikroskop i einen Prototypen umsetzen könnte und Seiner dann dö Idee es einfach mit LEGO Teilen aus mark Kinderzimmer zu versuchen.
Das Ergebnis Suites erstaunlich gut, så dass ich es i dock vorstellen möchte.

Uppbyggnad:
Da Mikroskop ist i der derzeitigen Version ein Auflichtmikroskop. ES besitzt einen beweglichen Objektträger und ein rechtwinklig dazu bewegbaren grimma für die Kamera, sodass die interessanten Regionen auf einen Objekt exakt angefahren werden können. Der Fokus wird durch Drehen des Objektivs eingestellt. Der Abstand von Objektträger und Kamera, und damit die Größe der abgebildeten Region, lässt sich durch Verkürzungen oder Verlängerung der Säulen einstellen, auf denen der TRägerrahmen für die Kamera steht.

Materiella und investeringskostnader:
Die WaveShare modell B-Kamera kostet derzeit (Okt. 2015) ca. 25 €. Für einen Raspberry Pi 2 mit SD-Karte und Netzteil und Gehäuse sollte man mit ca. 50 € rechnen. Desweiteren benötigt man noch ein etwas längeres Kabel (50 cm) für die Kamera.

Zudem braucht man noch eine Tastatur und eine Maus (ich verwende eine Logitech K400R mit Touchpad) und einen widescreenbildskärm mit HDMI-Anschluss, ein Fernseher mit HDMI-Anschluss geht auch.

Die meisten der verwendeten LEGO-Teile sind Standardteile, allerdings habe ich für die Mechanik einige speziellere LEGO Technik-Teile verwendet. GGF. lassen sich diese Teile bei den entsprechenden webbplatser auch einzeln beziehen. Die beschriebene Mechanik ist zwar nicht zwingend erforderlich, aber praktisch. Grundsätzlich lassen sich Objekt und Kameraschlitten auch einfach von Hand verschieben. Wie hoch die effektiven investeringskostnader für die LEGOs sind hängt damit davon ab, wieviele der benötigten Teile schon vorhanden sind.

Fähigkeiten und Begrenzungen:
Die maximale Auflösung ist etwa 5 µm/Pixel. Das Mikroskop ist daher der Lage sehr kleine Objekte bis zu einer Größe eines Staubkorns (20-100 µm) abzubilden. Die Auflösung reicht jedoch nicht für Zellen (ca. 5-10 µm).

Da die Linse eigentlich nicht für diesen Zweck gebaut ist kommt es zu einem Effekt namens "chromatische Abberation", der dazu führt, dass i der Mitte des Bildes ein gelber Fleck ist, die äußeren Bereiche sind delen lila. Der scharf abgebildete Bereich des Bildes begränsat sich auf die Bildmitte.

I notfartyg gezeigten Konfiguration ist das Mikroskop ein Auflichtmikroskop.
ES ist jedoch möglich, es zu einem Durchlichtmikroskop umzubauen, så dass man dann auch Objekte auf Glasobjektträgern ansehen kann. Allerdings habe ich dazu auch nicht-Legoteile verwendet. Beschreibung und Bilder folgen.

En der lampa sollte noch gearbeitet werden, bislang verwende ich einen LED Spot mit Schwanenhals und ggf. noch eine Milchglassscheibe aus Plexiglas davor. Für das Durchlichtelement habe einen schwaches 1,5 W LED-Element leicht modifiziert und mit einer 9V Blockbatterie betrieben. Schon das macht mehr Licht als notwendig.

Weitere Optimierung:
Schick wäre eine leichtere Einstellbarkeit des Fokus sowie des Abstands von Objekt und Kamera (z-Achse). Dies sollte sich zwar auch mit Lego umsetzen lassen, dürfte aber etwas aufwendiger werden.

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