Arduino

Платформа для микроскопа с поворотным столиком и изменяемым углом держателя

В этом проекте мастер-самодельщик представляет устройство, которое интегрировано с дешевым USB-микроскопом позволяющим делать 3D-снимки небольших объектов.

Устройство позволяет контролировать положение USB-микроскопа отосительно образца. Это позволяет делать точные снимки под разными углами, а не только сверху, как в традиционных микроскопах. Это не новая идея, так как существуют подобные микроскопы профессионального уровня. Однако, это устройство разрабатывалось для обучения подростков проектированию, программированию и работе с микроконтроллерами.

Инструменты и материалы:
-3D-принтер;
-Нить PLA;
-Arduino Mega 2560;
-Дисплей LCD 1602A;
-Два шаговых двигателя 28-BYJ-48;
-Две платы драйвера ULN 2003;
-1000-кратный USB-микроскоп;
-Подшипник ABEC-9 608Z;
-8 винтов (4х25 мм);
-Гайки M4 — 4 шт;
-Четыре винта (4×16 мм);
-5 винтов (4х10мм);
-Два винта (2х15 мм);
-2 винта с крестообразным шлицем (2×6 мм);
-Один микро-серводвигатель SG90-9G;
-Модуль джойстика;

Шаг первый: 3D-печать деталей
Большая часть деталей, таких как основной корпус и опора платформы, может быть напечатана с более грубым разрешением до 0,3 мм. Другая часть должна быть напечатана с разрешением 0,2 или более высоким. Таким образом, наибольшее время печати составляло около 3 часов для больших деталей.

Все файлы для 3D-печати можно скачать ниже.

 Показать / Скрыть текстRotTable.stl
MicroSupportShalf.stl
PushButton.stl
SupportServoMouse.stl
extruder_smallpignon.stl
gear3.stl
StepperCase.stl
EBoardSupport.stl
EBMegaPlate.stl
SupportServo.stl
MicroSupportRing.stl
BoltHandle.stl
RotTableRing.stl
GearStepperCase.stl
FixingRingForSupportArm.stl
MainBody.stl

Так же нужно напечатать на обычном принтере два файла PDF.
Protractor.pdf
ProtractorSideB.pdf

Шаг второй: сборка
После печати деталей можно приступить к сборке устройства.
Прикручивает опорное кольцо микроскопа к кронштейну. Здесь нужно выбрать отверстие с соответствующим расстоянием для рассматриваемого объекта. Прикручивает нижний кронштейн.

Приклеивает транспортирную шкалу и шкалу для выравнивания USB-микроскопа с вращающимся столом. Шкала должна начинаться с точек указанных стрелками.

Устанавливает держатель микроскопа.

Устанавливает шестерню на ось. Устанавливает тактовую кнопку.

Устанавливает шаговый двигатель в корпус шагового двигателя и устанавливает шестерню.
прикручивает корпус шагового двигателя. Прикручивает опорный стол под корпусом.

Добавляет к второму сервоприводу опору стола микроскопа и закрепляет его гайками. Закрепляет вращающийся столик на оси.

Шаг третий: электроника
Теперь нужно подключить сервопривод, шаговые двигатели, модуль джойстика и кнопку к Arduino Mega 2560.
Управляющие контакты шагового двигателя USB-микроскопа:
IN1 28
IN2 26
IN3 24
IN4 22
Контакты шагового двигателя поворотного стола:
IN1 36
IN2 34
IN3 32
IN4 30
Джойстик:
Контакт заземления джойстика подключается к аналоговому контакту A8 Arduino.
Контакт +5 В джойстика подключается к аналоговому контакту A9 Arduino.
Вывод оси Y джойстика на аналоговый вывод A10.
Вывод оси X джойстика на аналоговый вывод A11.
Кнопка:
Цифровой контакт 31
Вывод VCC 33
Для контроллера необходим источник питания. Контроллер управляет двумя двумя шаговыми двигателями, каждый из которых может потреблять до 260 мА.

Шаг четвертый: программирование Ардуино
Контроллер
Программа, написанная для Arduino Mega для управления Mighty Roto_microscope. Модуль джойстика используется для вращения микроскопа (ось y) и стола микроскопа (ось x). Кнопка используется для фотографирования с помощью джойстика.

Управление с клавиатуры
up/down: выбор пункта меню ЖК-дисплея
Left/Right: изменение значений углов поворота.
Right: включение автоматической последовательности (пункт меню: Авто. Режим).
Select: перемещение микроскопа в исходное положение.

ЖК-меню
X-steps/degree: установка шагов вращения (в градусах) поворотного стола микроскопа.
Y-steps/degrees: установка шагов вращения (в градусах) опорного кронштейна микроскопа.
Auto. Mode: запуск автоматической последовательности сбора фотографий (для отмены используется кнопка выбора).
Код можно скачать ниже.
3DMIcroscopeControl1.0.ino

Шаг пятый: использование устройства
Чтобы использовать этот инструмент, необходимо установить в держатель USB-микроскоп. Мастер использовали два микроскопа. Один дешевый с низким разрешением (640×480 пикселей) и с USB-кабелем, а другой беспроводной, с лучшим разрешением. Преимущество первого типа в том, что он на 40% легче второго. Прозрачный конус на конце микроскопа необходимо удалить. В кольце есть отверстие для короткого винта M4, чтобы закрепить микроскоп. Опорное кольцо может быть прикреплено к рычагу на разном расстоянии от вращающегося стола.

Вращающийся столик нужно откалибровать по оси микроскопа. Для этого нужно сдвинуть опору вращающегося стола вдоль основных рычагов до тех пор, пока кончик опорного кольца микроскопа не совпадет с линией, нанесенной на направляющих скольжения опоры. Затем выполняется более точная настройка на включенном микроскопе, чтобы проверить, правильно ли он установлен.
После того, как микроскоп будет правильно установлен, можно закрепить опору стола микроскопа с помощью винтов. Теперь все готово к использованию микроскопа.

Чтобы перемещать рычаг вверх и вниз или вращать объект на столе микроскопа нужно использовать джойстик. Если нужно запустить автоматическую последовательность фотографий, то нужно выбрать с помощью меню и клавиатуры шаг поворота (в градусах) стола и положение рычага.

Можно деактивировать затвор с помощью меню, если нужно запустить последовательность, не делая снимков (например, записывая видео).
Все готово. Весь процесс по изготовлению такого приспособления и демонстрацию его работы, можно посмотреть на видео.


Источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть