Forum der Rasur

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Freischliffs Mikroskop-Umbau für Facettenvoyeure

Freischliff

Active Member
Ein freundliches Hallo an alle Mikroskopie-Enthusiasten.
Im folgenden stelle ich einen Umbau vor, mit dem es gelingt, die Facette einer
Rasiermessers stark vergrößert und dabei besonders plastisch darzustellen.
Der Umbau von einem Schülermikroskop ist relativ einfach umzusetzten
und die Kosten sind minimal. Es fehlen derzeit noch ein paar Dinge, wie eine sichere Messerplattform zum
Fixieren des Messers. Aber da wird mir/uns sicherlich noch was einfallen.


Einleitung

Selbst wenn man die mikroskopische Beurteilung der Güte eines Rasiermessers anzweifelt/ablehnt
kann man sich nicht dem Reiz entziehen, mal die Facette des Geschehens näher zu betrachten:

  • aus ästhetischen Gründen
  • Trainieren von Druckminimierung beim Abziehen
  • Beobachten von Rückständen auf der Facette wie Hautzellen, Polierpulver, Rost, Fett usw.

Beleuchtung bei der Lichtmiskroskopie ist das A und O. Mir gefallen am besten die Bilder von
Alex Gilmore (ein JNat-Guru und Verkäufer), siehe z.b.

oder seine Schärfdemos auf youtube z.b. :


Er hat ein Mikroskop mit Epi-illumination bzw. Vertical Illumination, auf deutsch Hellfeld-Mikroskop.
Dabei wird durch einen
halbdurchlässigen Umlenkspiegel (dichroitisch) Licht in den Tubus und duchs Objektiv auf die Klinge projeziert. Dieses Licht
wird dann zurückreflektiert und per Kamera aufgezeichnet, z.b. live.
Leider sind diese speziellen Mikroskope, die für Werkstoffprüfung, Metallurgie oder Sichtprüfung
von integrierten Schaltungen (Chips) gedacht sind nur für teueres Geld zu erwerben sowohl Neuware als auch Gebauchtes.
Also handelte ich nach dem Motto:

"Selbst ist der Mann ! "

Ansatz


Nach etwas Recherche zu historischen Mikroskopen fand ich die Seite:

insbesondere das Bild http://www.microscope-antiques.com/resized/vertiill2.jpg
versprach einen einfachen Lösungsansatz. Man braucht nur ein "cover slip" also einen einfachen Objektträger
aus Glas im Strahlengang, der im 45 Grad Winkel Licht Richtung Objektiv reflektiert und den
Rückstrahl zum Bildsensor durchlässt (natürlich nicht entspiegeltes Glas verwenden).

Also habe ich bei meinem Swift Mikroskop (um die 40 euros):

alles auseinandergenommen habe was mir im Weg stand:
Objektivrevolver, Umlenkprisma, Klammer, Lichtquelle, Helligkeitsregler, Plattformhalterwinkel umgekehrt für mehr Platz usw.

und habe nun das hier:
IMG_0080.JPG


Links sieht man in der "3. Hand" eine verstellbare LED. Die LED ist von reichelt.de ist Grün ultrahell (>10.000 mcd) und wird am Labornetzteil betrieben bei
ca. 2.4 Volt und 10 mA. Man kann aber auch mit Vorwiderstand + Poti das Gleiche erreichen.

Oben sieht man die Kamera. Die Kamera ist die Raspi-Cam Version 1 (ca. 10 €) mit 5 Megapixeln und wird an einem PI-Zero (ca. 10€) betrieben .
Das Kameraobjektiv habe ich entfernt. Der Sensor ist nun stark staubempfindlich.
Die Ausgabe erfolgt am Bildschirm per mini-HDMI Kabel.
Das tolle ist: Man kann mit den ISO-Werten, Belichtungsmodi, Weisabgleich usw. rumspielen.
Meine unten gezeigten Aufnahmen sind Einzelaufnahmen im Graustufenmodus und ISO-Wert 100.
Bisher kann ich auf den 5 MP Sensor in der Breite 0.5mm darstellen aber durch Tubusverlängerung geht etwas mehr.

Das Messer wird derzeit umständlich per Keilauflage in den richtigen Winkel gebracht. Die Holzplatform brauche ich umnäher ans Objektiv zu kommen.

Nun das Mikroskop mal ohne Messer. Man sieht einen projezierten kleinen Lichtkreis auf der Holzplattform. Das ist das Ende des umgelenkten Strahls.
IMG_20200919_214305569.jpg


Und hier nun die Umlenkstelle, welches ein Objektträgerglas ist und mit Glasschneider in Form gebracht wurde (ca. 20 mm x 5 mm).
Eingefasst in ein Kunststoffrohr aus dem Baumarkt (Aussendurchmesser 16mm, Wandstärke 1.25mm):
IMG_20200919_214543743.jpg


Mit etwas Isolierband in die vorhandenen Öffnungen des Mikroskopes habe ich alles klemmfest gemacht. Das Objektiv konnte ich in das durch Erwärmung
ausgemuffte Plastikrohr einstecken. Und es hält.

Fazit

Ich hoffe Euch angeregt zu haben, so ein Ding nachzubauen. Ist recht easy.
Die Grundidee und der Urheber ist natürlich o.g. http://www.microscope-antiques.com/watsonvertill.html
enstprechend ein Watson Vertical Illuminator. Ich habs nur Ansatzsweise umgesetzt.

Fragen sind willkommen !!!


Beispiele:

Eine DOVO Best Quality Facette mit 2K Shapton gesetzt mit diagonalen Handballenzuspuren und vermutlich bei eingetrocknetem Slurry aufgehört, weil
das meist zu unsauberen Kratzlinien führt:
Dovo2K1009.jpg



Und anschließend auf einen Arkansas translucient im Anfangsstadium. Ein guter polierer, man sieht das an dem Flächigerwerden der Facette
Dovo2KArkie.jpg




Hier ein GBB-Finish auf dem DOVO, welches mir sehr gut gefallen hat in der Rasur, aber optisch stark gefurcht aussieht.
Dovo2KCotihirsch1009.jpg


Und hier mal ein Naniwa SS 8K Ergebnis auf einem 5/8 Karbono ohne Ledern (schon stark auspoilert):
karbonoNaniwa8k.jpg


Hier folgt das Karbono nach einem Arkansas finish und gut geledert. Gab eine tolle Rasur !

KarbonoArki5Hirsch.jpg
 
Vielen Dank für's Vorstellen @Freischliff :daumenhoch
Die Aufnahmen der verschiedenen Facetten sprechen für sich!
coolp:)
Besonders gut gefällt mir der Ansatz mit der Raspi-Cam, da man dadurch in der Signalbearbeitung und Auswertung sehr flexibel ist...
Stell mir grad eine Format füllende Facette auf meinem 43" Monitor vor :sabber1

Leider ist die Flexibilität Segen und Fluch zugleich:
ich hätte schlicht nicht den Platz sowas in aufgebaut stehen zu lassen - und für's Schärfen auch noch vorher 'ne halbe Stunde Mikroskop aufbauen - auch eher nicht.
Für meinen bisherigen Bedarf habe ich mir das von @SlashBob hier vorgestellte Gerätchen geangelt, das natürlich hinter deinem Aufbau in Sachen Vergrößerung und Auflösungsvermögen deutlich zurück bleibt.

Wenn mir später mal nach besseren Bildern ist, weiß ich jetzt zumindest, dass man die auch bezahlbar zu Hause hin bekommt. goodjob!
Und in der Zwischenzeit beobachte ich gespannt, ob sich hier für das auch bei mir bisher ungelöste Problem "Messer-Auflage" abzeichnet.
 
@Freischliff, herzlichen Dank für die detaillierte Vorstellung deiner eigenen Kreation dieses Systems, sieht recht einfach und genial aus, da die Bilder, die da rauskommen, sind Klasse!

Von der „Watson Illumination Methode“ habe ich bisher nichts gehört, hab mich aber gewundert, wie die Beleuchtung bei diesen metallurgischen Mikroskopen funktioniert, nun weiß ich es, danke :)

Bin von deinem Ehrgeiz begeistert und auch super motiviert :). Werde das Thema ich meine „Projektliste“ setzen.

Bezüglich der Beleuchtung, vielleicht lässt sich die Beleuchtungseinheit auf das Mikroskop montieren und das Licht über Lichtwellenleiter zum Tubus umleiten?

Einfach Klasse!
Danke!

Philipp
 
@ShavingNose, @Philipp78
Danke fürs Feedback !

Leider ist die Flexibilität Segen und Fluch zugleich:
ich hätte schlicht nicht den Platz sowas in aufgebaut stehen zu lassen - und für's Schärfen auch noch vorher 'ne halbe Stunde Mikroskop aufbauen - auch eher nicht.

Ich benutze das Mikroskop aus purer Neugier. Bin auch eher ein haptischer Schärfer also mit Stumpfmachen, Fingernageltest, Gefühl auf dem Stein usw. Durch die Lupe zu gucken finde ich
unbequem fürs Auge und ich wollte sehen was geht in Punkto Vergrößern.
Dadurch das alles in Arbeitstischnähe bei mir ist dauert es mit Hochfahren des Raspis 2 Minuten. Ich werde bald umbauen auf PI Zero mit WLan. Dann kann man das Bild aus der Ferne auf jedem Browser (z.b. Smartphone/Tablet) betrachten (Remote) und
hat weniger Kabelsalat dadurch dass Tastatur und HDMI Kabel wegfallen.

Für meinen bisherigen Bedarf habe ich mir das von @SlashBob hier vorgestellte Gerätchen geangelt, das natürlich hinter deinem Aufbau in Sachen Vergrößerung und Auflösungsvermögen deutlich zurück bleibt.

Ich habe eine ähnlich Version ohne Display (dnt digimicro 1.3) aber die Verstellbarkeit des Focus ist bei einem Schülermikroskop wie von Swift, Bresser etc. um längen besser. Die Dinger sind auch massiver und unempfindlicher gegen Erschütterungen.

Bin von deinem Ehrgeiz begeistert und auch super motiviert :). Werde das Thema ich meine „Projektliste“ setzen.

Gern geschehen ! Ich wollte einfach mehr sehen als diese oft anzutreffenden USB-Mikroskop Facettenbilder, wo entweder alles überstrahlt oder zu dunkel ist.

Bezüglich der Beleuchtung, vielleicht lässt sich die Beleuchtungseinheit auf das Mikroskop montieren und das Licht über Lichtwellenleiter zum Tubus umleiten?

Sicher. Aber bedenke wenn etwas im 90 Winkel raushängt wird das ganze auch wackeliger.

Der Vorteil, die Lichteinheit entkoppelt in einer Art Stativ zu haben ist es, die Lichtquelle zu verschieben um bestimmte Teile der Facette besser zu sehen. Man kann auch mit etwas Pappe im äusseren Strahlengang den hellen Teil der Facette abdunkeln und sich auf die vordersten Mikrometer konzentrieren und die Dynamik der Kamera besser ausnutzen für eine kontrastreiche Aufnahme.

Zum Thema Lichtwellenleiter fällt mir auch folgende Konstruktion ein mit einem Miniprisma im Strahlengang:

 
Update: Eine Verlängerung des Tubusrohrs brachte eine Steigerung der Vergrößerung. Nun werden
auf dem Bildsensor etwa 0.330 mm also 330 Mikrometer dargestellt/projeziert. Ich denke bis ca. 200 mu könnte
ich das weitertreiben, allerdings wirds dann kontrastärmer und wackeliger (vermutlich).

KalibratioLangTubus.jpg


Der Kalibrationsobjektträger ist übrigens aus China:

Und ein heutiges Beispiel mit dem Golddollar die 4K Facette diagonal gesetzt:
GD4K.jpg


Dann auf dem Naniwa 8K verfeinert:
GD8Kup.jpg


Weiter auf Arkansas:
GD8KArkKlebte.jpg


Und nach Juchtenledern folgendes interessante Bild mit "Defekten" an der Klinge im grün eingekreisten Bereich:
GD8KArkLedernDefekte.jpg


Ich tippe stark auf einen instabil an der Klinge hängender "Fransen", "Bart","Burr" oder wie man es sonst noch nennen mag.
Aber nach dem Hirsch sieht das ganze schon besser aus:
GD8KArkLedernHirsch.jpg


Hier zeigt sich das Hauptproblem vergrößerter Bilder auf dem Lichtmikroskop, nämlich die richtige Deutung.
Dazu muss ich noch mehr Erfahrung sammeln. Ein interessanter Vergleich zu Eletronenrastermikroskop zeigt auf was ich meine:

Tante Edith klopft mir gerade auf die Schultern und meint ich hätte tatsächlich den gleichen Bereich im vorletzten und letzten Bild getroffen.
Wahnsinn. Dusel muss man haben ....
 
Tante Edith klopft mir gerade auf die Schultern und meint ich hätte tatsächlich den gleichen Bereich im vorletzten und letzten Bild getroffen.
Wahnsinn. Dusel muss man haben ....

Wenn du dir einen festen oder einen beweglichen, aber feststellbaren, Winkel auf deine Erhöhung baust/klemmst, solltest du die abgelichteten Stellen mit hoher Wiederholungsgenauigkeit wiederfinden.
 
@Freischliff, kannst du noch 1-2 Sätze zur Inbetriebnahme des Pi-Zerro‘s spendieren?
Hat die Kamera passenden Anschluss zum Raspberry? Muß darauf was installiert werden ode so?
Danke im Voraus
Philipp
 
@Philipp78
Kennst Du den Franz Klausz ?



Der ist ein sehr flotter und witziger Typ.
Er macht frei Auge zunächst die Zinken dann benutzt er das freigestemmte Zinkenbrett als Schablone für die Schwalbenschwänze.
Ich habe ein Dutzend von diesen Winkeln zur Übung angefertigt und somit das
Schärfen und Benutzen einer Feinsäge westlicher Art geübt.

Ich habe ein paar Kannas von Dieter Schmid und sonst Flohmarktwerkzeug.
Ansonsten würde ich mich als Werkzeugtuner bezeichnen. Habe nur wenig Holzprojekte vollbracht. Würde aber viel mehr machen wollen.
Deine Holzbaukünste sind mir natürlich nicht fremd und viel eher bewundernswert.
 
Haha, ja, den Franz Klausz kenne ich (auf YouTube), bei ihm geht das alle so flott von der Hand, ich brauche für die Schwalbenschwanz-Verbindung stets volle Konzenration (ich - Zappelphilipp). :)
Danke, allerdings habe ich noch keine Dutzende solcher Verbindungen gemacht, so ist meine Erfahrung recht gering...
Schönen Abend
 
Zum Raspberry Pi;

Man bespielt eine MicroSD Karte mit
einem Betriebssytem der Wahl. Dazu nutzt man am besten PI Imager unter Windows, der das entsprechende Image aus dem Netz zieht und dann die SD Card bespielt. Ich habe eine GUI-lose Distribution gewählt, da der PI Zero dann mehr Reserven fürs Live Bild hat. Ich muss mal nachgucken welche ich genau hatte.

Trotz Abhandensein der GUI kann man wunderbar per Kommandozeile ein Bild auf den Monitor bekommen.

Man nutzt die Kommandos raspivid bzw raspistill.

Raspivid gibt ein Live Bild der Kamera, welches über ein CSI Kabel mit dem Pi verbunden ist über HDMI aus das Display.

Z.B. so:
raspivid -ISO 100 -t 60000 -cfx grayscale

Die 60000 bedeuten 10 Minuten Kameraaktivität.

Raspistill speichert nach Aufruf ein Einzelbild ab, z.b. so

raspistill -o bilddatei.jpg

Wichtig ist, daß das Pi ein mini HDMI port hat also das richtige Kabel bitte besorgen. Das gleiche gilt für das CSI Kameramodulkabel. Ich habe das günstige Kameramodul für die grösseren Pi Boards, daher das passende Kabel für den Anschluss ans Pi Zero wählen.

Ich würde das Pi Zero mit Wifi wählen.

Man braucht auch ein Usb Hub mit micro USB Einspeisung für Tastatur und Maus (falls man die GUI Version drauf hat)
Oder man nimmt einen einzelnen USB Micro nach USB Port und macht einen Funktastatur/-Maus Empfänger dran.

Ein guter und günstiger Shop ist übrigens
Berrybase.de . Da gibts auch die neue 12 MP Kamera. Aber für den Anfang reicht die normale Cam v 1.
 
Zunächsz eine Korrektur: Die Idee mit dem Deckglass im Strahlengang war von Smith &Beck (um 1860) wie man an der Historie hier lesen kann:


PI - Betriebssystem gibt es unter:

Folgendes Video überzeugte mich vom RaspiCam-Ansatz:
 
@Freischliff , vielen Dank für sehr detaillierte Infos.
Das klingt so, als könnte ich das schaffen :)
Neben einer erheblichen Steigerung der optischen Kontrolle sehe ich einen weiteren Vorteil:
Das Betrachten der Bilder übers Okular des Mikroskops empfidne ich als recht ermüdend, mit deiner Lösung würde man das Bild nur noch am Monitor betrachten :daumenhoch
 
@Freischliff , vielen Dank für sehr detaillierte Infos.
Das klingt so, als könnte ich das schaffen :)
Neben einer erheblichen Steigerung der optischen Kontrolle sehe ich einen weiteren Vorteil:
Das Betrachten der Bilder übers Okular des Mikroskops empfidne ich als recht ermüdend, mit deiner Lösung würde man das Bild nur noch am Monitor betrachten :daumenhoch

Am Anfang sieht es so aus als wären viele Komponenten im Spiel, die man dann auch noch besorgen muss.

Ich würde empfehlen als erstes ein Experiment zu machen. Mach mal nur den Abschnitt mit dem Rohr mit der Umlenkeinheit/Deckglas und befestige ein Objektiv (10x) dran und betrachte eine Tischoberfläche indem du von oben mit dem Auge durchguckst und von der Seite mit einem kleinen Ledlampe (KEIN LASER !) hineinleichtest.

Dann kannst Du schon auf eine Klinge losgehen und gewinnst mehr Vertrauen in die Realisierbarkeit des Projekts.

Danach kann man eine alte WebCam ranmachen als fortgeschrittenes Experiment. Bei der WebCam am besten das Objektiv entfernen, um an den Focus zu kommen und Bildverzerrung zu vermeiden.

Und dann kann man immer weiter verfahren und irgendwann ist man soweit.
 
Zuletzt bearbeitet:
Metallurgische Mikroskope

Falls man nach einer günstigen kommerziellen Lösung sucht stößt man
auf einen Hersteller genannt "RADICAL" aus Indien.

Zum Beispiel:

Oder mit mehr Ausstattung:

Der Hersteller bietet verschiedene Versionen mit Polarisationsfilter und weiteren Extras
für geologische Anwendungen. Manche
haben z.b. einen Koordinatentisch, Fototubus usw.

Und hier wird ein Mikroskop des o.g.
Herstellers getestet mit einem positiven Ergebnis bei Betrachtung von integrierten Schaltungen.

 
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