RPiScope: raspberry pi Mikroskop, bygga från laserskurna akryl delar

I arbete. Version: 29 Nov 2015

Steg 1: Introduktion
Steg 2: Ta bilder & exempel bilder (ta en titt på flyga film)
Steg 3: Byggnaden instruktioner
Steg 4: Reflekterat ljus kontra genomlysning mikroskopi
Steg 5: SVG-filer och andra instruktioner

Introduktion

Baserat på RPI kameran och LEGO tegel-baserat Mikroskop jag hade presenterat tidigare (A-Raspberry-Pi-camera-based-microscope-built-from-LEGO), har jag byggt en liknande mikroskopet bygga från Plexiglas delar. Så nu kan du bygga ditt Mikroskop även utan att ha en stor LEGO samling. En sak som saknas i denna prototyp är redskap som justering av LEGO-versionen.

Den maximala upplösningen av Mikroskop är cirka 5 µm/pixel. Med hög upplösning bara ett litet område kommer att vara i fokus och du kommer se en effekt som kallas kromatisk abberation. Du kan använda detta Mikroskop för att analysera objekt i intervallet från en 20 millimeter till 5 mm. Detta innebär fruitflies, hår, salt och damm, men inte enskilda celler, t.ex. från blod eller cell kultur.

Nedan finner du en beskrivning av enheten och informationen som behövs för att bygga en på egen hand.

Prototyp version presenteras här hade byggts på ett sätt som skulle göra det möjligt för enkel montering från pre-producerade delar och efterföljande demontering, så länge delarna inte limmas ihop. Detta var avsett att tillåta modifiering och optimering mikroskopet, och anpassning för speciella applikationer, om det behövs.

Jag arbetar för närvarande på en förenklad version som kommer att vara lättare att montera och lite billigare i produktion. Jag jobbar vidare på bättre belysning och optimering av optiken. Mitt mål är att designa en byggsats som skulle möjliggöra en vetenskaplig klass att bygga sina egna Mikroskop, kostar (utan RPi) för << 100 €.

Låt mig veta om du skulle vara intresserad i kit, eller bara av SVG-filer och instruktioner, och ange om det ska användas för utbildning, privata eller forskning eller kommersiellt bruk. Några idéer till förbättringar samt när det gäller vetenskap projekterar, gillar tid förfaller video av växande kristaller eller mögel, skulle vara välkomna.

Delar som behövs:
-Raspberry Pi 2, tangentbord, mus, bildskärm eller TV
-en WaveShare B-kamera (WaveShare B), jag fick min i Sertronics, Berlin, Tyskland, och en kabel 50 cm kamera.
-en uppsättning av bitar skär från 3 mm akryl/Plexiglas plåtar, som definieras av SVG-filer (se steg 5).
Dessa kunde beställas på din lokala laser cutting service, e.g. Ponoko i USA, Formulor i Tyskland eller RazorLab i Storbritannien. Lägg upp dina SVG-filer på deras webbplats och beställa.
-en uppsättning av bitar av 10 x 10 mm Plexiglas balkar (i totalt ca 170 cm), e.g. på Modulor, Berlin.
-ett antal Plexiglas pinnar/dubles med en diameter av 3 mm och en längd av ca 8 mm och/eller
-lim för Plexiglas, som diklormetan (hantera med försiktighet, det är giftigt!) och/eller super lim
-sex 10 mm M2 skruvar och muttrar som tio M2. M1.6 skruvar och muttrar som skulle vara bättre, men är inte så lätt att få.

-för belysning: en 1,6 W LED-lampa (12 V), en 9 V block batteri, kabel och batteri adapter, en liten switch.

Kostnader:
-WaveShare B-kameran är tillgänglig för 22 USD på WaveShare eller för ca 25€ på Sertronics.
-de laserskurna plåtar kommer att kosta ca 30€.
-2 m av 10 x 10 mm akryl balkar kostar cirka 14 €, e.g. på Modulor, Berlin
-M2 skruvar och muttrar, ca 5 € (Bauhaus, Berlin), M1.6 x 10 skruvar och muttrar: ca 11 € (Conrad.de)
-en Raspberry Pi med SD-kort, tangentbord och mus kommer att kosta ca 60 - 70 € (om du inte har en redan).

Grundläggande layout:
Mikroskopet består av en Stödplatta, en släde bricka för objekt eller objekt glasögon på och ett "torn" att hålla plattan som kameran är monterad. Objekt släde och kamera plattan kan flyttas ortogonala mot varandra, så att exakt placering av kameran ovanför objektet. Fokusera kameran, måste du manuellt aktivera kameran målet. Jag hade lagt en LEGO gummi hjul på målet att få ett bättre grepp.
Justera avståndet mellan föremål och kamera du kan placera objektet på en bricka med en viss höjd, eller en permanent lösning, kan justera längden på colums kamera tornet.

Majoriteten av delarna som kan beställas via internet på laser skärning som Pokono.com, Formulor.de eller RazorLab.co.uk och är tillverkad i 3 mm akryl/Plexiglas. Jag har bifogat en beskrivning som pdf och de krävs SVG-filer som är baserade på formuläret 181 x 181 mm (P1) plattan används av Pokono, Formulor och RazorLab.
Förutom dessa delar behöver du en uppsättning balkar består av 10 x 10 mm profil bitar, företrädesvis från Plexiglas. Du kan klippa dem själv, men jag skulle rekommendera för att be en professionell service.

Alternativt kan du byggt ditt Mikroskop från andra material också, e.g. från plywood och aluminium profiler.

Du kan hitta ett stort antal 3 mm hål i min konstruktion. De är avsedda att användas i samband med 8 mm lång 3 mm plexiglas dobels ansluta plattorna med balkar. Detta tillåter montering och efterföljande demontering av delar. Om du planerar att limma delarna tillsammans kan (e.g. med dichloromethylen eller super lim) du eliminera hålen i SVG-filer, eftersom detta minskar också minska kostnaderna. SVG-filer kan ändras med hjälp Inkscape ( www.inkscape.org ) och olika andra program.

Möjliga förbättringar:

En optimerad, mycket lättare att montera version är under utveckling och kommer att presenteras här när senare.

-som kameran mål av andra leverantörer (t.ex. Vision Dimension) passar in i kamerans S-mount, är det möjligt att optimera upplösning och/eller bild kvalitet. I första experiment 8 mm och 12 mm-objektiv fungerar bra (se exempel bilder) men kan kräva vissa ändringar av Mikroskop layout. En noggrannare jämförelse kan följa.

-belysning, särskilt för överförda ljusmikroskop, skall optimeras.
COB LED (tillgänglig från Banggood) är mycket små och starka, och ge ett mer homogent ljusa fält.
De visade sig vara en bra lösning för återspeglas och för överföring ljusmikroskopi.

-redskap för att placera objekt fack och kamera.
Den LEGO versionen hade en trevlig Avmaska utrustar för kameran och en utrusta rullar med tandad rack för objekt fack. Jag har antagit dem för nästa iteration av akryl-versionen (se steg 5).

-Ett antal delar kan antingen tas bort från den nuvarande konstruktionen eller repaced med andra, mindre dyra eller lättare att hantera material. Dessutom skall församlingen processen förenklas.

Låt mig veta dina förslag och idéer.