Il microscopio digitale
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Il microscopio digitale
Quale acquistare, cosa osservare, come migliorare
 
Inizialmente erano dedicati ai ragazzi, provenivano dalla Cina, costavano pochissimo, ma la loro qualità era decisamente scarsa, sia come meccanica, sia come ottica.
Ma il loro uso era semplicissimo e, pur nelle loro minime dimensioni, contenevano già tutto quello che ci serve: il microscopio ottico con un ingrandimento variabile in continuità fino a 200x ed oltre, il sistema illuminante a led, il sistema di ripresa digitale in grado di fornire immagini fisse o filmati, un software di controllo semplificato, ma in grado di utili prestazioni come il time-lapse e la misurazione dei particolari.
C’era tutto quello che è indispensabile per un approccio economico alla microscopia, quello che difettava era solo la qualità.
 
Ma alcuni produttori di strumenti scientifici e medicali, Dino-Lite in primis, avevano apprezzato le ottime caratteristiche di questi piccoli strumenti ed iniziato a produrli elevandone la qualità ai suoi massimi livelli.
Su questa strada, altri hanno iniziato una produzione di strumenti che, pur non avendo la qualità (ed il costo) dei Dino-Lite, presentavano un buon livello qualitativo, divenendo di fatto uno standard dedicato a chiunque volesse avvicinarsi alla microscopia con una spesa minima, ma ottenendo ugualmente delle immagini quanto meno dignitose.
 
Vediamo allora quali strumenti della attuale produzione soddisfano le condizioni minime di qualità che abbiamo appena citato.
 
Trascuriamo i Dino-Lite che hanno dei costi decisamente troppo elevati, così pure tralasciamo i microscopi della prima generazione, dotati di sensori digitali con risoluzione 0,3 Mpx (VGA 640x480 pixel), decisamente troppo esigua anche per le ridotte esigenze di un ragazzino.
 
Quasi tutti i microscopi digitali della fascia che ci interessa hanno in dotazione un piccolo supporto formato da una base in plastica, una colonna portante di metallo ed un supporto con movimento a cremagliera in plastica (raramente in metallo).

   
 
La risoluzione digitale di questi strumenti va da un minimo di 1,3 Mpx (1280x960 pixel) fino ai 5 Mpx (2592x1944 pixel). Fate attenzione però che questa risoluzione sia reale e non frutto di interpolazioni.
Salvo le poche eccezioni che saranno indicate, tutto quello che diremo, tutte le fotografie mostrate, sono fatte con questo che è il modello più diffuso e che troverete in vendita con vari marchi (Crenova, Gamuttek, UM012C, ecc.) pur essendo sempre lo stesso identico prodotto.
 
Altri modelli simili sono quelli dotati di collegamento WiFi con il proprio cellulare, molto comodi per chi fa ricerca in zone isolate e vuole trasmettere immediatamente delle immagini per avere pareri e consulenze in tempo reale:

    
 
 
Altri ancora hanno migliorato le prestazioni puntando sulla  qualità dei materiali e del software in dotazione, ad esempio lo HOT con 5 Mpx reali, il collegamento allo smartphone via USB/OTG ed un ottimo software di elaborazioni delle immagini:
 
   

Il primo dubbio che ci assalirà appena montato il microscopio sarà quello dell’ingrandimento massimo ottenibile.
Per verificarlo ponete sulla base un righello millimetrato, girate la manopola dello zoom tutto verso il segno meno (-), mettete a fuoco allontanando il microscopio dal righello e scattate la prima foto. Poi girate la manopola dello zoom tutta verso il più (+), mettete a fuoco avvicinando lo strumento e di nuovo scattate.
Il risultato sarà qualcosa di simile a questo:
 
   
 
Quindi, al minimo ingrandimento inquadro 60 millimetri, al massimo ingrandimento inquadro 2 millimetri.
Dato che il monitor con cui osservo è largo 400 millimetri, l’ingrandimento ottenuto sarà pari a 6,6x al minimo e 200x al massimo.
 
Immagino che ora passerete ad esaminare tutto quello che vi capita sotto mano e, dopo le prime prove, comincerete a rendervi conto di pregi e difetti di questo piccolo strumento.

   
Drosera mentre cattura alcuni insetti
 
Ad esempio, nella foto della Drosera, si vedono le goccioline del collante con cui cattura gli insetti, che brillano per il riflesso dei led che illuminano il soggetto. In questo caso il riflesso dei led rende più interessante la foto, ma è una eccezione, in genere i forti riflessi dei led frontali vanno ridotti il più possibile, abbassando l’intensità della illuminazione al minimo.
 
Una ottima soluzione che migliora notevolmente l’illuminazione è l’utilizzo di un faretto ausiliario posizionato di fianco al soggetto.  Se avrete l’accortezza di prenderlo con il paraluce cilindrico, sarà poi molto facile aggiungere dei filtri polarizzanti o di correzione del colore. Il costo di quello illustrato è inferiore ai 12 Euro ed ha tre livelli di luminosità.

   
 
Un campo in cui l’illuminazione di cui il microscopio è dotato si rivela scadente è quella degli oggetti metallici o che riflettono molto l’immagine dei led.
In questo caso si rende molto utile la cosiddetta “gabbia di luce” che, oltre tutto, non costa nulla e vedremo in seguito che sarà indispensabile anche per molti altri usi:

   
 
 
La si prepara con un bicchiere in plastica bianca (caffè, yogurt, ecc) a cui faremo un foro sul fondo ed uno lateralmente. La luce verrà diretta sul foro laterale e, appena entrata nella campana bianca, si rifletterà su tutte le pareti eliminando qualsiasi ombra e qualsiasi riflesso.
 
   
 
A sinistra il set fotografico, a destra la moneta senza gli antiestetici riflessi.
 
Apportiamo ora qualche altro piccolo miglioramento, in modo da formare un piccolo, ma completo studio per la microfotografia.
 
   
 
 
Una delle modifiche più importanti è la sostituzione della colonna di supporto con una dello stesso diametro, ma ben più lunga (ex antenna TV tagliata a 42 cm.). Questo ci permette di allontanare il microscopio fino ai minimi ingrandimenti.
Poi ho acquistato un supporto a pantografo (14 Euro), che è utilissimo per posizionare il soggetto e per migliorare la precisione della messa a fuoco.
Ho poi eliminato le due lamelle ferma oggetti presenti sulla base in quanto inutili e di ostacolo: al loro posto ho incollato una piastra metallica che mi serve per tenere ben fermo il supporto a pantografo, al cui fondo ho incollato quattro potenti calamite al neodimio. In questo modo se non mi serve lo posso togliere, ma se mi serve resta stabile come se fosse imbullonato li.
Si nota anche che ho tolto la protezione di plastica trasparente del microscopio, in questo modo posso avvicinarmi di più ai soggetti e posso montare eventuali filtri, ad esempio l’analizzatore per la luce polarizzata.
 
 
Vediamo ora come utilizzare al meglio il nostro microscopio e come aumentarne le prestazioni.
 
Se voi leggete le istruzioni originali, troverete l’indicazione che lo strumento non è adatto a soggetti illuminati per trasparenza, ad esempio per esaminare i classici preparati biologici su vetrino.
Invece, basta utilizzare la nostra “gabbia di luce” ed il problema è perfettamente risolvibile.
 
   
 
A sinistra il set fotografico, a destra una sezione di midollo spinale. Semplicemente abbiamo sfruttato il fascio di luce, perfettamente diffusa e che esce dal nostro bicchiere, per illuminare in modo omogeneo qualsiasi preparato di biologia.
Questa opportunità è molto importante perché ci apre l’immenso mondo dei vetrini per microscopia che possiamo acquistare già pronti ed a basso prezzo sui vari siti di vendita dell’usato.
 
Molto interessante è il passo successivo che possiamo compiere e che è quello di polarizzare la luce che esce dal nostro bicchiere: lo possiamo fare molto semplicemente montando subito sopra al bicchiere un filtro polarizzatore da fotografia. Come analizzatore utilizziamo una lamina di Polaroid di un vecchio occhiale e la fissiamo al posto dell’anello di plastica trasparente che avremo tolto.
 
Il risultato sarà più o meno questo:
 
   
 
In questo caso stiamo osservando una sottilissima fetta di granito che, alla luce polarizzata, evidenzia i suoi vari minerali costituenti. Nel set vedete subito sopra al bicchiere il filtro fotografico polarizzatore, poi il vetrino in esame e, attaccato al microscopio, l’anello con la lamina dell’analizzatore.
Specie per i ragazzi, diventa ora molto divertente scoprire i variopinti colori della polarizzazione e che basta una sola goccia di una semplice soluzione di acqua e zucchero per formare mondi fantastici.
 
   
 
 
Un’altra tecnica che normalmente è preclusa a questi piccoli microscopi è quella dello stack di fotografie per poter rappresentare a fuoco l’intero soggetto. E’ infatti un grosso problema della microfotografia quello della minima profondità di fuoco: normalmente, possiamo mettere a fuoco solo una minima parte del soggetto, tutto il resto sarà sfuocato.
Una soluzione a questo problema è scattare diverse foto ad altezze diverse, poi, un opportuno software crea una unica foto utilizzando, da ciascuna, solo la zona focalizzata. Il risultato sarà quindi una immagine in cui tutto il soggetto sarà perfettamente a fuoco.
Questa comoda tecnica ci è preclusa perché il normale dispositivo di messa a fuoco, una cremagliera in plastica, non è molto stabile e, fra una foto e l’altra, si sposta leggermente facendo fallire ogni tentativo del software di allineare le varie immagini.
La soluzione è molto semplice e si avvale di quella piattaforma a pantografo che ha una meccanica molto più precisa: basta utilizzare per la messa a fuoco non la cremagliera di plastica, ma la vite della struttura metallica del supporto.

   
 
Il risultato ottenuto non sarà certo professionale, ma è più che sufficiente per ottenere una decorosa immagine da pubblicare su di un Forum o per nostra documentazione.
 
Il microscopio digitale, sia come ottica, sia come elettronica, ha anche una buona linearità di risposta al variare della lunghezza d’onda della luce illuminante.
Questo permette di utilizzare senza problemi non solo la luce nel campo del visibile, ma anche la luce ultra violetta e, con un semplice intervento, anche con l’illuminazione infrarossa.
 
   

Con questa ultima è però necessario rimuovere il piccolo filtro di sbarramento IR che è presente nell’obiettivo del nostro microscopio. Per farlo è sufficiente svitare l’obiettivo e rimuovere il filtro.
Un consiglio: dato il minimo costo, può convenire acquistare un secondo microscopio digitale, magari di basso prezzo, da adibire solo alle foto in luce IR.
 
   

 
Il risultato lo vedete in questa foto, dove si è volutamente falsificato un importo, ma con l’aiuto dei raggi IR forniti dal telecomando TV è stato possibile vedere il dato originale.

    
 
Ricordo che variando la lunghezza d’onda della luce illuminante varierà anche il punto di messa a fuoco, per cui sia con luce UV, sia IR, verificate l’immagine appena scattata e correggete manualmente la distanza di messa a fuoco con successivi tentativi.
 
 
Concludiamo così questa piccola ricerca sull’utilizzo di questo simpatico strumentino: costa veramente poco, ma se usato con un minimo di accortezza permette di spaziare in vari campi e sempre con risultati sufficientemente validi.
Certo  non può avere la pretesa di sostituire la strumentazione professionale, ma certamente apre la strada della microscopia a studenti squattrinati e permette a chi vuole provare di farlo con minima spesa ma in maniera decorosa, senza troppo sfigurare rispetto a quelli che hanno investito migliaia di Euro in foto-camere reflex ed in microscopi da laboratorio. E poi magari non sanno neppure usarli.  :-P



*yuu*
Andrea

URL: http://spazioinwind.libero.it/andrea_bosi/index.htm

Ogni oggetto ha la sua storia,
. . . io non vendo oggetti,
. . . . . . io racconto storie. (Enotria)
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ClaudioG., LuiCap, NaClO, TrevizeGolanCz, Copper-65, Roberto, luigi_67, Claudio
Magnifica spiegazione. Grazie.

Ma tu vendi anche un microscopio digitale di questo tipo???
Se sì, mi potresti inviare in MP qualche dettaglio e il costo??? Grazie.
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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Sempre fantastici i tuoi thread, complimenti!
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(2017-09-17, 17:38)LuiCap Ha scritto: Ma tu vendi anche un microscopio digitale di questo tipo???
Se sì, mi potresti inviare in MP qualche dettaglio e il costo??? Grazie.

No, non li vendo, ma li trovi facilmente su eBay o su Amazon con prezzi che variano dai 46 Euro (da Cina) a 80 Euro (da GB).

Complimenti per il tuo lavoro: io non capisco nulla di ciò che dici, ma capisco che sei bravissima, è una fortuna averti come insegnante.

*yuu*
Andrea

URL: http://spazioinwind.libero.it/andrea_bosi/index.htm

Ogni oggetto ha la sua storia,
. . . io non vendo oggetti,
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(2017-09-18, 21:45)Enotria Ha scritto: No, non li vendo, ma li trovi facilmente su eBay o su Amazon con prezzi che variano dai 46 Euro (da Cina) a 80 Euro (da GB).
Complimenti per il tuo lavoro: io non capisco nulla di ciò che dici, ma capisco che sei bravissima, è una fortuna averti come insegnante.

Grazie.
E io non capisco nulla di quello che dici tu, so a malapena usare un microscopio ottico.
Però una cosa l'abbiamo in comune: siamo finalmente in pensione *yuu*
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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