Bikin Microscope Gadget part-2

Gara-gara bongkar CCD barcode scanner and mempelajarinya, setelah 3 hari puas dengan rangkaian elektroniknya baru ngelirik lensa didalamnya.

CCD barcode scanner

Sensor CCD linear yang berada didalam barcode scanner ini fungsinya banyak, kamera yang menggunakan CCD jauh lebih baik dari pada kamera yang menggunakan CMOS, prisip kerja CCD mirip kerja photocell, tapi ruang dan waktu tidak mendukung untuk proses hacking CCD linear ini, so lensanya aja deh.....kenapa ngga dieksekusi dibikin microscope?

Diartikel sebelumnya saya membuat microscope dengan menggunakan lensa dari DVD optic dan laser pointer, selengkapnya bisa dibaca disini Cara Membuat Microscope Gadget, diartikel sebelumnya lebih tepat jika dikatakan sebagai magnificent bukan microscope, karena hanya menggunakan 1 lensa objektip, seperti microscope digital yang banyak dipasaran sekarang, baik untuk laboraturium elektronika tapi tidak membantu untuk laboraturium kimia, karena selebihnya dibantu pembesaran digital, memang membantu untuk melihat benda-benda kecil tapi jauh dari memuaskan, disamping harganya yang kurang pantas, karena alat ini hanya menggunakan webcam dengan lensa tambahan saja, haha..

Laser pointer

Didalam setiap laser pointer ini terdapat lensa objektip berdiameter kecil, terbuat dari polymer polyethylene (plastik), jadi sangat cocok untuk dibuat microscope gadget, karena kamera gadget hanya memiliki fixed aperture (iris mata baku), dan tidak memiliki diaphragm (ruang diafragma)  yang lebar, karena tidak memiliki ruang lensa, kamera gadget seperti tablet ato HP hanya dapat melakukan pembesaran atau zoom digital (tidak dapat melakukan pembesaran atau zoom optikal), jadi lensa yang dibuat bisa langsung diaplikasikan sedekat mungkin dengan aperture kamera, lensa berdiameter besar tidak dapat digunakan karena titik fokus akan jatuh terlalu jauh dari aperture kamera.

Aperture kamera gadget juga dilakukan secara digital, tidak secara optikal, untuk itu untuk mengatur intensitas cahaya yang masuk kamera harus disetting bagian ISO nya. Diameter lensa barcode scanner dan lensa laser pointer berukuran sama persis (4mm), jadi sangat pas sekali dengan diameter aperture kamera.

Berikut bahan-bahan yang dibutuhkan :

1. Lensa objektip 2 buah (dari laser pointer)
2. Lensa setengah objektip 1 buah (dari barcode scanner)
3. Sedotan besar (bekas minuman jus)
4. Tusuk gigi (gratis dari rumah makan)
5. Solatip
6. Lem bakar

Alat-alat :

1. Gunting
2.  Cutter
3. Tang jepit
4. Lilin

Pertama-tama lensa-lensa disusun secara tepat (mengingat jenis lensa berbeda), untuk itu dibutuhkan tempat semacam pipa kecil untuk menempatkan deretan lensa-lensanya, karena sering minum jus dan setiap beli sedotannya ga pernah dibuang tapi disimpen (karena ngerasa suatu saat sedotan ini pasti berguna), tentunya sedotan minuman jus berdiameter besar, transparan dan lebih tebal berbahan polymer polyethylene, dan sedotan ini bisa dipanaskan untuk menghasilkan bentuk baru, karena molekular Polyethylene berbentuk linear tidak silang.

Karena diameter lensa dengan sedotan beda tipis, maka sedotan sedikit dipanaskan agar sedikit membesar dengan dimasukan pensil kedalamnya, setelah dingin diameter sedotanpun menjadi besar dan dapat dimasuki lensa, setelah semua lensa masuk dan tersusun rapih, sedotan sekali lagi dipanaskan agar sedikit mengkerut, untuk mencegah lensa bergerak dan mengubah titik fokus, setelah itu tempelkan tusuk gigi dengan bantuan lem bakar, dengan sebelumnya tusuk gigi disobek bagian bawahnya agar tidak bundar (datar).

Terbukti jugakan manfaat sedotan ini? Pas butuh ga perlu susah nyari, tinggal ambil karena kalo beli jus pasti sedotannya disimpen, beruntunglah bisa menghargai hal kecil yang sulit dimengerti orang lain, haha...dan bonusnya sedotan ini tebal, jadi sangat kokoh menopang lensa didalamnya, andaikata susunan lensa ini jatuh, dijamin susunan lensa tidak akan berubah, dan warnanya transparan jadi memudahkan untuk melihat susunan lensa apa sudah lurus, sebetulnya proses kalibrasi lensa dan mengatur posisi jatuhnya titik fokus dan lurus tidaknya lensa harus menggunakan laser, tapi dalam project ini belum dibutuhkan tingkat akurasi tinggi, so menggunakan naluri dan kognitip sudah cukup.

Susunan lensa (2x lensa objektip, 1x lensa setengah objektip)

Karena lensa-lensa objektip ini berdiameter kecil jadi jarak lensa ke lensanya tidak perlu terlalu berjauhan, so 3 deret lensa ini bisa jadi seukuran ini (4mm x 15mm), hahaha... selalu ketika berbicara mengenai skala kecil artinya bicara mengenai EFEKTIFITAS!!!.

Aplikasi mikroskop pada gadget

Karena lensa ini diberi pegangan dari tusuk gigi yang sudah dirobek bagian bawahnya hingga menghasilkan permukaan yang datar, jadi ketika diletakan pada gadget lensa bisa tegak vertikal ga tengok kiri kanan, haha...abis ini tinggal dikasih sedikit solatip agar gadget bisa bermanuver bebas mencari target!.

Karena ini mikroskop cahaya, tentunya objek yang akan dilihat harus memiliki backlight, untuk itu sebagai langkah pertama (uji coba), lakukan percobaan pada layar LCD, setelah titik fokus dan pembesaran didapatkan secara maksimal, artinya susunan lensa sudah tepat, baru ditempatkan didalam sedotan dan kunci dengan cara mengerutkan ukuran sedotan.

Berikut hasil jepretan pada layar LCD HP dengan pembesaran optik :

Menggunakan 2 lensa (objektip & setengah objektip)

Menggunakan 3 lensa (2x objektip & 1x setengah objektip)

Menggunakan 3 lensa (2x objektip & 1x setengah objektip)

Gambar ini agak terlihat buram karena dipegang pake tangan, jadi masih goyang kiri-kanan dan atas bawah, yang mengakibatkan fokus terganggu, dan kamera tidak memiliki fitur anti shaking, tapi namanya juga proses uji coba, yang jelas titik fokus sudah didapatkan secara maksimal dengan menggunakan 3 lensa.

Berikut hasil jepretan pembesaran digital :

LCD handphone

LCD TV

Pembesaran digital ini belum maksimal, baru setengahnya saja, jika fokus hasil jepretan bisa maksimal maka pembesaran digital tentunya bisa dimaksimalkan dengan hasil tidak banyak noise, tapi bisa dilihat sendiri baru setengahnya saja uda segede ini apalagi maksimalnya.

Apa yang kita lihat dari hasil jepretan ini adalah TFT Thin-filn Transistor yang ukurannya sangat-sangat kecil sekitar 300 micron. Layar LCD liquid crystal display sebetulnya berisi jutaan TFT yang disusun & dikontrol secara matrix, untuk LCD warna 1 blok TFT berisi 3 warna yaitu RGB red-green-blue, kombinasi RGB ini bisa menghasilkan jutaan warna baru, layar LCD membutuhkan backlight karena tidak dapat menghasilkan cahaya sendiri, karena ukurannya kecil jadi mata kita tidak melihatnya, tapi setelah dibuat microscope ini bisa kita lihat sendiri bagaimana cara kerja monitor LCD.

Selain LCD ada juga teknologi layar PLASMA, prinsip kerjanya menggunakan plasma, secara fisika kimia plasma adalah materi ke-4 setelah zat padat, cair dan gas, jadi dibalik layar plasma terdapat driver-driver bertegangan tinggi, karena plasma dapat dihasilkan dari tegangan tinggi kemudian mengionisasi gas didalam tabung-tabung berukuran micro, layar plasma tidak memerlukan backlight, layar LED light emitting diode, layar ini tidak memerlukan backlight karena dapat menghasilkan cahaya sendiri, ada juga teknologi yang lebih hemat daya, berumur lebih panjang dan kualitas warna lebih jernih yaitu teknologi layar OLED organic light emitting diode, layar ini masih jarang dipasaran, tapi beberapa gadget sudah mengadopsinya.

Layar monitor LCD komputer mempunyai 1 blok TFT berukuran 300 micron, dan layar TFT LCD handphone berukuran lebih kecil dibawah 300 micron, monitor layar LCD TV diatas 300 micron (jauh lebih besar karena jarak tonton akan lebih jauh, jadi resolusi dikurangi). Itulah kenapa mata kita hanya melihat warna, padahal semua warna yang ditampilkan dihasilkan dari 3 warna yaitu RGB, dipanggung-panggung besar dengan layar LED beresolusi rendah bisa kita lihat bahwa sebetulnya layar tersebut berisi matrix RGB. 

Silahkan bandingkan dan hitung sendiri microscope ini bisa melakukan pembesaran optik berapa kali dan dapat melakukan pembesaran digital berapa kali? Tentunya jauh diatas microscope digital yang dijual dipasaran yang ada saat ini, bedanya lagi ukurannya lebih kecil dan bisa diaplikasikan dengan gadget sendiri dan ini gratis tinggal buat sendiri, hahaha....

300 micron = 3x10^-1 milimeter = 3x10^-4 centimeter = 3x10^-7 kilometer

Ukuran bakteri berkisar 0.5~5 micron atau 1x10^-3 milimeter, artinya microscope buatan ini bisa digunakan untuk melihat bakteri atau hewan bersel tunggal secara jelas, buktinya 300 micron aja bisa mengalami pembesaran sebesar ini (pembesaran optik & digital), artinya percobaan selanjutnya adalah membuat backlight dan dudukan yang sempurna, dilengkapi dengan specimen agar dapat melihat mahluk-mahluk bersel tunggal, untuk kamera baiknya digunakan kamera gadget yang mempunyai pixel besar, dalam project ini saya menggunakan kamera 5Mega pixel, lebih besar tentunya lebih baik karena dapat melakukan pembesaran optik jauh lebih optimal tanpa gangguan noise.

Sebetulnya ada dokumentasi videonya, tapi laen kali aja ya, internetnya lagi liburan kayanya, hahaha... and insyaallah next jika ruang dan waktunya mendukung saya akan buat mikroskop elektron, mudah-mudahan bisa dipublish disini, saat ini belum dibutuhkan, karena untuk apa, jadi alat-alat tersebut harus dibuat dan berguna, misal untuk membuat alotrop-alotrop, tentunya akan sangat dibutuhkan mikroskop elektron untuk melihat pairing molekularnya, seperti carbon nanotube yang sedang dikembangkan sekarang ini, bicara mengenai mikorskop elektron artinya berbicara diskala nano, tentunya untuk mengembangkan teknologi nano, berbicara diskala nano artinya berbicara mengenai EFISIENSI, karena semua rangkaian bisa dibuat dalam skala nano, jadi bisa berbentuk molekular, efisien, dan konsumsi daya jauh lebih kecil, contohnya PROCESSOR, dunia seperti ini disebut MEMS micro electro mechanical system, jadi teknologi layar LCD tidak termasuk teknologi nano.

Sampai ketemu ditulisan-tulisan saya selanjutnya.