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Microscope Webcam DIY

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Tutoriel de fabrication

En partant d’une simple webcam USB que l’on peut facilement trouver en brocante, et en utilisant des matériaux très simples et peu coûteux, il est possible de se construire un petit microscope digital.

La partie électronique de la webcam reste inchangée, seule la position de la lentille est modifiée et une petite plateforme permet de la stabiliser et de faire la mise au point (focus) de manière précise sur les petits objets à observer.

Un éclairage est nécessaire (lampe de bureau, lampe de poche, diode électroluminescente (LED), stick USB…) pour profiter pleinement du spectacle.


Matériel / Matériaux

webcam
lampe (LED USB)
planchette de bois (100 x 120 x 20 mm)
perceuse + foret 5mm
écrou + papillon + vis (100 mm - diam 5 mm)
élastiques (80 x 4 mm)
carton plume noir
scotch toilé
patafix

Outils de construction

cutter
ciseaux
règle
crayon papier

Outils d’observation

pipettes
plaquettes / lamelles
pots / coupelles
pincettes
eau

La WebCam

Choix et test de la webcam

N'importe quelle webcam standard peut faire l’affaire, sachant que la résolution, la taille du capteur ou de la lentille influencent la qualité et la netteté des observations. D’une manière générale on préfèrera recycler ou récupérer une webcam en fin de carrière, les plus adaptées étant les modèles qui disposent d’un ajustement manuel du focus en tournant la lentille.

Avant de commencer à modifier la webcam, il est nécessaire de la tester. Pour cela, il suffit simplement de la connecter à un ordinateur et, éventuellement, d’installer des drivers supplémentaires (ils se trouvent le plus souvent sur le site de la marque, ou via un moteur de recherche avec le modèle de la webcam). Les webcams fonctionnement sous Windows, Linux et OSX. Le logiciel VLC permet de réaliser des acquisitions vidéos assez simplement.

Démontage de la webcam

A chaque modèle de webcam sa méthode de démontage. L’opération consiste à se débarrasser de la coque plastique en ayant pris soin de retirer les quelques vis qui la maintiennent en place (certaines peuvent être cachées par des étiquettes ou des petits caoutchoucs)

On ne conserve que l’optique, la partie électronique, et le cable USB, en prenant garde de ne pas les abîmer ou les déconnecter, certaines soudures pouvant être trop fragiles une fois le cable USB libéré.

Retournement et écartement de l’objectif

Cette étape consiste à inverser la lentille de la webcam. Il suffit généralement de dévisser l’objectif de son support, mais il arrive qu’il soit partiellement collé à la structure ou à la partie électronique (faire alors attention à ne pas abîmer l’électronique, particulièrement le capteur protégé par le support de la lentille).

On place ensuite l'optique à l'envers (qui ne peut donc plus être vissée). On la fixe alors avec un peu de scotch opaque ou de la patafix en prenant soin de garder le système hermétique à la lumière.

Plus on écarte la lentille du capteur, plus le grossissement sera important, mais plus l’éclairage devra être puissant…

Il convient de tester à nouveau l’équipement en connectant la webcam modifiée à l’ordinateur, pour s’assurer que rien n’a été cassé. En approchant la webcam de l’écran de l’ordinateur, il doit être possible de voir les pixels qui le composent.

Montage du plateau

Préparation du socle

Dans le cas présent, le socle est une petite planche de bois de 120 x 100 x 18 mm, percée à 10 mm du bord pour y loger la vis. Le gabarit de découpe (ci-joint) pour le plateau en carton est adapté à ces dimensions. Libre à vous de les adapter en fonction de vos besoins.

Découpage et pliage du plateau

Après avoir soigneusement reporté les tracés du gabarit sur la planche de carton, découper les parties, et rainurer les lignes de pli en suivant les pointillés.

Fixation de la webcam

Placer quelques cales de cartons sous la webcam pour éviter d’écraser la connexion du câble USB, puis l’immobiliser au centre du socle en bois à l’aide de deux élastiques passant de part et d’autre du trou de la vis.

Installation de la vis de réglage

Insérer la vis dans le trou en l’orientant vers le haut, puis la fixer fermement avec une rondelle et l’écrou. Visser ensuite l’écrou papillon la tête vers le bas jusqu’au niveau de la webcam et placer une rondelle dessus.

Ajustement de la structure en carton

Disposer la structure en carton en s’assurant que le dessus du plateau horizontal affleure le haut de l’objectif de la webcam et repérer au crayon la longueur excédentaire des parties verticales sous le socle. (il est plus commode de basculer l’ensemble du dispositif sur le côté pour cette opération) Remettre ensuite le gabarit à plat et couper la bande qui dépasse selon le repère.

Fixation de la structure en carton

Remettre la structure en place en la fixant au socle de bois avec des épingles, du scotch ruban, ou de la colle. Il est conseillé de renforcer les différentes parties pliées avec du scotch. Déplacer au besoin la webcam pour l’aligner avec l’ouverture centrale du plateau.

Élastique pour le focus

Il ne reste qu’à placer un élastique (ou plusieurs pour plus de force) qui passe sous le socle et se cale dans les deux petites encoches latérales du plateau horizontal





Observations

Le cable USB de la webcam convertie est connecté à l'ordinateur, nous pouvons commencer les observations. Les objets à étudier sont placés sur une lamelle de verre que l’on pose sur le plateau, dans l’alignement de l’objectif de la webcam. La mise au point (focus) s’ajuste en en vissant ou dévissant l’écrou papillon de la vis

Pour l’éclairage, une simple lampe de bureau peut faire l’affaire, en la disposant au dessus du microscope. On peut également utiliser une LED, ou une petite lampe USB, que l’on fixera sur le support vertical prévu à cet effet .

Comme avec un microscope professionnel, ce bricolage est capable de prendre des photos et des vidéos numériques des observations réalisées, avec un logiciel de capture pouvant utiliser une webcam (VLC par exemple).

Bonne exploration !!!

Sources

Ce tutoriel est inspiré par le formidable travail de Marc Dusseiller et du réseau Hacktéria

Plus d’infos ici :

http://wlu18www30.webland.ch/wiki/DIY_microsco http://wlu18www30.webland.ch/wiki/DIY_Microscopy_Instruction_(French) https://www.hackteria.org/projects/diy-microscopy/

Gabarit pour le plateau

imprimer à l’échelle 100% puis reporter les points sur le carton avant découpe et rainurage

prod/chronologie/mediations/microscope-diy.txt · Dernière modification: 17 12 2019 (modification externe)