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Réaliser un microscope digital
(Difficulté : * facile)
Une caméra USB full
HD équipée d'une électronique adéquate et reliée à une tablette.
En électronique, les
composants sont de plus en plus petits et nous avons souvent besoin de
grossir...
On trouve, dans le
commerce des microscopes avec écran à des qualités et de prix
variables...
Ici, nous avons décidé
de fabriquer un microscope de bonne qualité, à faible coût (une
douzaine d'euros) à partir d'une caméra USB full HD, d'une optique
adéquate, un support et une tablette comme écran.
Le microscope n'est
pas un objet qu'on utilise tous les jours et presque tout le monde a
une tablette à la maison : nous allons donc brancher notre caméra USB
modifiée sur une tablette Android avec un raccord OTG.
Recette :
- Une caméra full HD d'origine : https://www.ebay.fr/itm/2MP-1080P-Full-HD-Webcam-with-Built-in-Microphone-USB-2-0-Web-Camera-for-PC/373379318167?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&_trksid=p2060353.m2749.l2649
- Un raccord OTG (Un raccord OTG permet de connecter un
périphérique USB sur un téléphone ou une tablette. Attention : la
plupart des téléphones ou des tablettes sont compatibles OTG mais pas
tous) : https://www.ebay.fr/itm/Adaptateur-Convertisseur-USB-2-0-vers-Micro-USB-Connecteur-OTG-Livraison-Express/203025033333?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&var=503235603684&_trksid=p2060353.m2749.l2649
- Un support optique de récupération que nous installé à partir de
pièces de récupération : une potence avec des boutons qui permettent de
régler précisément la hauteur pour la mise au point.
- Une lentille adéquate (ancienne loupe binoculaire...)
- Démonter (en ôtant les deux vis arrières) la caméra
- Ôter (c'est délicat) la colle qui immobilise la lentille de la
caméra
- Dévisser et ôter la lentille caméra (et la ranger soigneusement)
- Monter la lentille sur le bas du support (sans fuites de lumière)
- Monter l'électronique de la caméra bien à plat sur un support sur
le haut du support et y fixer le microphone de la caméra (ici,
l'électronique sans le capot, le microphone a été collé dessus)
- On peut aussi envisager de rajouter un éclairage relié par une
prise USB à l'électronique de la caméra
- Installer le programme gratuit USB Camera Standard (par exemple)
- Il faut choisir un programme
compatible, gratuit, qui permet une résolution au moins égale à celle
de la tablette, qui permet de faire des photos, et qui permet
d'inverser l'image gauche droite... (Pour pouvoir souder, par exemple,
au microscope, il faut absolument que si on se déplace vers la droite
sur l'objet, on se déplace vers la droite sur l'écran)
- Prévoir un système pour maintenir la tablette : ici, elle est
posée contre la tête de deux vis plastiques M4 blanches sur le support
(peu visibles sur la photo) et coincée par la grande crémaillère
.
Utilisation
:
- Insérer la tablette Android chargée, posée en mode paysage, sur
la potence.
- Insérer le raccord OTG sur la prise USB de la tablette
- Connecter la caméra USB à la tablette
- Lancer le programme gratuit USB Camera Standard (par exemple)
- Régler le programme en miroir (pour compenser l'inversion d'image
et pouvoir travailler facilement)
- Poser l'objet à observer
- Régler le zoom
- Faire la mise au point
Dans notre cas :
Au
grossissement maxi, on remplit l'écran avec 1.8 mm et la lentille est à
90 mm de l'objet.
Au
grossissement mini, on remplit l'écran avec 12 mm et la lentille est à
280 mm de l'objet.
Ce qui laisse plein de place pour
travailler :
Grossissement assez faible sur un circuit imprimé (peu visible)
L'ensemble marche bien, les grossissements mini et maxi sont
suffisants, l'image est bonne, le seul défaut c'est le temps de réponse
de la caméra : il s'écoule plusieurs dixièmes de seconde entre le
moment où l'objet bouge et le moment où on le voit bouger à l'écran.
Ce n'est pas un problème pour observer. C'est gênant pour cadrer et
souder...
Nous allons faire des essais pour savoir si le problème vient de la
tablette (relativement ancienne), de la caméra ou du programme.
Test des
logiciels :
Sur Google Play Android, il y a de
nombreux logiciels pour caméra USB.
Une fois que nous avons sélectionné
uniquement les logiciels gratuits et sans publicité, il n'en reste que
4 :
- USB Caméra standard Marche bien,
possibilité de prendre des photos, lent
- USB Caméra : possibilité de prendre
des photos, rapide
- USB Caméra : ne fonctionne pas
avec notre tablette Samsung
- Next Caméra : pas de possibilité de
prendre des photos (mais on peut faire une capture d'écran en
maintenant appuyé les boutons Marche/Arrêt et le Volume bas..., très
rapide
La vitesse de réaction de la caméra
dépend donc beaucoup du logiciel et évidemment de la résolution
choisie...
Photo en 1280x720, la largeur de l'image fait environ 12 mm
.
Photo en 1280x720, la largeur de l'image fait environ 5 mm
.
Photo en 1280x720, la largeur de l'image fait environ 2 mm (et la mise
au point est ratée)
Nous avons rajouté une Led puissante avec une optique, fixée à la
partie gauche et reliée à une prise USB pour un éclairage localisé.
Nous sommes en train d'observer une des Leds d'une carte Arduino Nano.
La partie transparente du boîtier de la Led fait environ 1.5 mm de long.
Sur cette photo, on voit mieux les têtes des deux vis en nylon blanc
qui permettent de caler la tablette avec la crémaillère principale du
soufflet.
Sur ce soufflet, une deuxième crémaillère permet de faire monter et
descendre l'optique pour la mise au point...
.
A l'usage, le grossissement maxi est largement suffisant et le
grossissement mini est suffisamment faible.
Après, si nous voulons grossir plus, nous utilisons notre microscope.
Et pour grossir encore plus, il nous faudrait un vrai microscope
électronique. Mais ça, c'est une autre histoire...
That's All, folks !
http://spt06.perso.libertysurf.fr
Commencé le 30/01/2021
A jour au 17/04/2022