Projekt Scanning-Tisch mit fehlender Steuerung

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    • Projekt Scanning-Tisch mit fehlender Steuerung

      Hallo allerseits,

      obwohl Scanning-Tische üblicherweise zu hohen Preisen angeboten werden, bin ich nun doch zum moderaten an ein Exemplar passend zum Zeiss-Endlich-System gekommen. Wie es eben bei mikroskopischen Zubehör ist, daß lange nicht benutzt wurde, war eine Generalüberholung fällig, da die Führungen verharzt und alles schwer beweglich war.



      Der Tisch an sich ist mit dem großen XY-Kreuztisch nahezu identisch. Anstatt des Koaxialantriebes befinsen sich auf jeder Seite ein Schrittmotor, der über ein mehrstufiges Getriebe mit Rutschkupplung die Tischbewegung durchführt.



      Von den Motoren führen zwei Kabel mit Spezialsteckern zu einer Steuerung, die aber nicht vorhanden war. Was nun damit anfangen? :?:

      Schrittmotoren sind nun nicht wie Gleichstrom-Motoren, die sich nach Anlegen einer Gleichspannung anfangen zu drehen, sondern bestehen im Inneren aus meheren Wicklungen, an die in bestimmter Abfolge eine Spannung angelegt werden muß. Dadurch dreht sich die Motorwelle um einen definierten Winkel und kann dann so über das Getriebe den Tisch bewegen.

      Lösen ließ sich dieses Problem über einen Arduino-Mikrocontroller, der sich frei programmieren läßt und sich für diverse Steuerungsaufgaben eignet.
      Da nun der Arduino-Uno nur mit kleinen Signalen von max. 5V arbeitet und wenig Steuerleistung, waren für jeden Motor ein Treiber zur Verstärkung nötig.
      Ein weiterer Baustein als Portexpander ermöglicht es, die Digitalen Ein- und Ausgänge vom Arduino freizuhalten für weitere Bedienungs-elemente und Kontrollelemente.

      Um nun mal so zu probieren, wie das ganze so funktioniert, wurde ein Programm geladen, das die Motoren so steuert, daß ein Bild aus mehreren Teilbildern zusammengesticht wird.


      So fängt man nun bei einem Bild oben links in der Ecke an, fotografiert, läßt zum nächsten Bildabschnitt fahren usw.


      Sind nun alle Teilbilder fotografiert und gespeichert, lassen die sich über eine Stitch-Software wie z.B. Microsoft ICE zu einem Bild zusammenfügen.

      Fortsetzung folgt.

      VG
      Bernd
    • Hallo Mario,

      genau so ist es. In manchen Fällen reicht der Bildausschnitt zum Fotografieren eben nicht aus für eine Totalaufnahme, so daß man dann meist ein Objektiv mit schwächerer Eigenvergrößerung verwendet. Das hat dann aber meist wieder eine geringere Apertur, damit weniger Auflösungsvermögen oder man ist bereits an der Grenze angelangt und ist schon beim Objektiv geringster Eigenvergrößerung.
      Hier wäre die Möglichkeit, das Aufnahmefeld beliebig erweitern zu können in reproduzierbaren Abschnitten.
      Dazu mal eben der Vergleich zwischen einem 3x3-Stitch und einem 4x4-Stitch:





      VG
      Bernd
    • Hallo Mario,

      nun, dieser Tisch läßt sich nun nicht manuell betätigen über zwei Stellknöpfe wie man es von normalen Tischen mit Objektführung her kennt, sondern nur über die Schrittmotoren. Trotzdem möchte man doch irgendeine Position manuell anfahren können, bevor man anfängt zu stitchen.
      Gelöst habe ich dieses Problem über einen Joystick. Durch die Bewegung werden beim Joystick zwei Potentiometer betätigt und ergeben je nach Auslenkung Widerstandswerte von 0 Ohm bis etwa 10kOhm. An den analogen Eingängen des Arduinos werden diese Widerstandswerte, die zu Spannungen von 0 V bis 5V führen in Werte von 0 bis 1024 umgesetzt. In der Mittestellung sind es dann etwa 512. Über die Programmierung lassen sich nach Abfrage dieser Werte die gewünschten Abläufe festlegen.
      So kann je nach Wertebereich die Drehrichtung des Motors festgelegt werden und auch die Geschwindigkeit wie beim Gasgeben.

      VG
      Bernd
    • Hallo Bernd,

      "... nun, dieser Tisch läßt sich nun nicht manuell betätigen …"

      Bist Du Dir da sicher ? Ich habe auch diesen Zeiss-Tisch und da finden sich etwas versteckt an den Motorgehäusen zwei Rändelräder, die aus einem Schlitz herauslugen und an denen man manuell in der jeweiligen Achse verstellen kann. Da ich aber keine Steuereinheit zu dem Tisch besitze, kann ich nicht sagen, ob die dann mauel angefahrene Position auch als Ausgangspunkt angenommen wird.

      Gruß !

      JB
    • Hallo Bernd,

      ein sehr interessantes Projekt was du hier zeigst.
      Zufällig habe ich diese Woche auch daran herum studiert, einen motorisierten Tisch und den Fokustrieb per Arduino an zu steuern.

      Die Anzahl Pins lassen auf einen unipolaren Stepper schliessen?
      Was für ein board hast du denn dafür verwendet?

      Ich hatte mir überlegt, ein touch Display zur Steuerung zu verwenden und die aktuellen XY Koordinaten und Micrometerschritte auch gleich mit darauf aus zu geben.
      Damit liesse sich dann direkt die Objektgrösse oder Tiefen/Dicke ablesen.
      Wirklich brauchen werde ich es dann wahrscheinlich nicht, aber die Umsetzung reizt mich schon.

      Nur an Stitching hatte ich dabei noch gar nicht gedacht :thumbsup:
      Wenn sich die Kamera dann auch noch vom Arduino auslösen liesse... :rolleyes:

      Grüsse,
      Stefan
    • Hallo Bernd,

      mir kreisen schon die Gedanken an ein Selbstbau eines Tisches, Materialien und Technik ist auch da und ich habe auch eine Vorstellung.
      Aber das wird erst im neuen Jahr der Fall sein, aber das wird viel Zeit in Anspruch nehmen.

      Was ich wissen müsste, wie ist er gelagert? Ich gehe mal von Schwalbenschwanzführungen aus.

      Den Tisch am Mikroskop adaptieren sollte das kleinste Problem sein.

      Mfg Mario
    • Hallo Mario,

      Mario1966 schrieb:

      Aber das wird erst im neuen Jahr der Fall sein, aber das wird viel Zeit in Anspruch nehmen.
      wenn es dieses Jahr noch was werden soll, müßtest du dich aber auch ganz schön ranhalten! ^^
      Aber ich bin ja selber noch am Experimentieren und der Aufbau daher noch eher fliegend und sowieso unvollendet. Daher möchte ich ihn auch noch gar nicht zeigen. ;)

      Mario1966 schrieb:

      Was ich wissen müsste, wie ist er gelagert? Ich gehe mal von Schwalbenschwanzführungen aus.
      Bei den vielen Tischen, die ich in der Zeit schon zerlegen mußte ist die klassische Schwalbenschwanzführung eigentlich nur bei den älteren Semestern vertreten. Bei den neuen Tischen findet man dagegen nur noch die V-Nuten vor, in denen Kugeln oder Rollen in Leistenkäfigen die Führung bilden.

      VG
      Bernd
    • Und nun noch zum Stefan:

      xSquareD schrieb:

      Die Anzahl Pins lassen auf einen unipolaren Stepper schliessen?
      Was für ein board hast du denn dafür verwendet?
      12 Pins hat der Stecker, aber nur 8 Pins gehen davon zu den Wicklungen. 4 haben die Motoren, aber man kann den Stepper auch bipolar betreiben. Als Board dient der populäre Arduino UNO.

      xSquareD schrieb:

      Ich hatte mir überlegt, ein touch Display zur Steuerung zu verwenden und die aktuellen XY Koordinaten und Micrometerschritte auch gleich mit darauf aus zu geben.
      Damit liesse sich dann direkt die Objektgrösse oder Tiefen/Dicke ablesen.
      Kann man im Prinzip auch alles machen, wenn man gut drauf ist. Der Kreativität sind da keine Grenzen gesetzt.

      xSquareD schrieb:

      Nur an Stitching hatte ich dabei noch gar nicht gedacht
      Wenn sich die Kamera dann auch noch vom Arduino auslösen liesse...
      Die Kamerauslösung dürfte eigentlich nicht das Problem sein, sofern die Kamera die Möglichkeit zur Fernauslösung besitzt.
      Sie wäre eben im Programmablauf an der richtigen Stelle mit einzubinden.

      VG
      Bernd
    • Und den auch noch:

      jürgen boschert schrieb:

      Bist Du Dir da sicher ? Ich habe auch diesen Zeiss-Tisch und da finden sich etwas versteckt an den Motorgehäusen zwei Rändelräder, die aus einem Schlitz herauslugen und an denen man manuell in der jeweiligen Achse verstellen kann. Da ich aber keine Steuereinheit zu dem Tisch besitze, kann ich nicht sagen, ob die dann mauel angefahrene Position auch als Ausgangspunkt angenommen wird.
      ja, könnte man zur Not zwar auch ist aber weniger komfortabel, weil diese Räder relativ schwergängig sind.
      Die Knüppelsteuerung ist dagegen sehr leicht und bietet auch sonst nur der Axiomat. 8)

      VG
      Bernd
    • Hallo Bernd,

      Nomarski schrieb:

      Bei den vielen Tischen, die ich in der Zeit schon zerlegen mußte ist die klassische Schwalbenschwanzführung eigentlich nur bei den älteren Semestern vertreten. Bei den neuen Tischen findet man dagegen nur noch die V-Nuten vor, in denen Kugeln oder Rollen in Leistenkäfigen die Führung bilden.
      Tja mit ranhalten wird wohl nichts, das werde ich in dieser Form erst mal weit hinter schieben.
      Mit den V-Nuten habe ich mich erst mal informiert, hast recht, meistens werden hochpräzise Rollenlager verwendet, auch bei dein Tisch wird so was drin sein und das ermöglicht den Aufbau den du hast.
      Mit Schwalbenschwänze ist das ungenauer aber vorwiegend schwer gängiger, deshalb Rollenlager.

      Mfg Mario
    • Hallo Mario,

      ich habe es ja auch vor mir hergeschoben, bis mir dieser Scanning-Tisch in die Hände gefallen ist.
      Führungen gibt es auch als fertige Elemente, die man nicht extra bauen muß. So hatte ich einst meinen Makro-Ständer mit einem Tisch ergänzt, der an einer Führung befestigt ist.

      Inzwischen habe ich das Programm erweitert, daß ich nun auch ein Bild aus 25 Teilbildern zusammenstitchen kann.



      Mit der Anzahl der Bilder summieren sich aber auch schnell die Megapixel und Megabytes.. :whistling:

      VG
      Bernd