Guten Tag,
schon seit längerem bin ich am Grübeln, wie ich mit meinem Mikroskop (Zeiss Jena - Laboval) schön regelmäßige Fahrten für die Videomikroskopie realisieren kann. Ich kann mich auch erinnern, dass hier jemand schon einen Eigenbau vorgestellt hat - leider finde ich diesen wertvollen Beitrag nicht mehr.
Also klar ist, dass man das ganze mit einem Arduino relativ einfach hinbekommen könnte. Ein Schrittmotor ein paar Zeilen Code (den es im Zweifel auch schon fertig gibt - es gibt beispielsweise etliche Leute, die für ihre Teleskope Fokussieraparate gebastelt haben).
Nun bin ich nicht wirklich der Bastelfreak und mit Elektrotechnik kenn ich mich auch nur im Entferntesten aus: daher die Frage, ob hier jemand den nötigen Sachverstand hat, ein paar wertvolle Tips zu geben, wie man das ganze hinbekommen kann.
Vor allem bei der Wahl des richtigen Schrittmotors habe ich noch Probleme - denn er soll natürlich so 'smooth' wie es nur geht arbeiten (schließlich bewegen wir uns hier in mikroskopischen Einheiten). Interessant wäre es natürlich auch für große Panoramaaufnahmen.
Daher die Frage: Hat hier jemand schon Erfahrungen gesammelt und kann/will diese mit mir teilen?
Beste Grüße,
Jan
hallo Jan
das war mal ein Artikel im Mikrokosmos, welch weiss ich nicht mehr.
das waren Schueler die das gemacht haben
jedenfalls war das in 2012
gruss
Jan
Hallo Jan,
du meinst sicher diesen Beitrag
http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=14167.0
viele Grüsse
Wilfried
Hallo,
ein Arduino ist sicherlich gut geeignet.
Bei 3D Printern wie dem RepRap werden ja 5x Schrittmotoren per Arduino angesteuert
und der GCode der 3D Datei automatisch ausgeruckt.
Die Software und Firmware ist Open Source und läßt sich sicherlich leicht entsprechend abändern.
Einfach mal auf Wiki nach Selbstbau 3D Druckern wie dem RepRap gucken.
Daher wäre auch eine automatische Scharfeinstellung möglich.
Die Schrittmotoren können beim Mikroskop je erheblich kleiner sein.
Die Feinheit ist ja nur eine Frage der Übersetzung.
Mit entsprechendem Getrieb kein Problem.
Der Bau des Tisches falls man keinen normalen Kreuztisch verwenden möchte,
könnte feinmechanisch recht aufwendig sein.
Daher würde Ich lieber die Schrittmotoren + Getriebe an einen normalen Kreuztisch adaptieren.
Meißt sind ja passende Achsen vorhanden.
Z.B. bei den CZJ Modellen.
Liebe Grüße Jorrit.
Hallo!
Schön dass sich welche einklinken. Ich halte euch dann mal auf dem Laufenden. Habe jetzt im Prinzip die Teile zusammen:
- 3x Pololu A4988 Schrittmotor-Treiber
- 3x ST4118 – Schrittmotor - Nema 17
- 1x FabScan-Shield
- 1x Arduino UNO
- 1x 24V/6A Netzteil
dazu kommen jetzt mit Sicherheit noch ein Dutzend andere Teile, von denen ich im Zweifel noch nie was gehört habe ;) Ich mach mich da mal weiter schlau. Noch keine Idee habe ich, was man am Besten als Schrittmotor-Ausatz nimmt (da kommt ja nur ein kleiner Stift raus, der sich dreht) und dann ein (Gummi?)-Band für die Übersetzung auf die Triebe.
@Wilfried: ja den Thread hatte ich gefunden, finde da aber jetzt nicht wirklich wertvolle Informationen - das sieht nach einer teuren Lösung aus...
@Jorrit: Genau das Mikroskop inkl. Kreuztisch bleibt so wie es ist - allein meine Konstruktion wird an das Mikroskop adaptiert.
Beste Grüße,
Jan
Hallo,
Bei Nema 17 Schrittmotoren (recht stark) solltest Du Endschalter oder Rutschkupplungen verwenden.
Sonst zerbröseln Dir die Nema 17 Schrittmotoren noch etwas an der Mechanik. :) ;)
Viel Glück bei deinem Projekt.
Da mein Lego Kreuztisch schon ganz gut funktioniert hat,
werde Ich auch mal etwas passendes bauen.
Liebe Grüße Jorrit.
Hallo Jorrit,
hast Du einen besser geeigneten Schrittmotor zu empfehlen? Noch ist der nicht bestellt..
Lieben Gruß,
Jan
Hallo,
Der 17er ist halt sehr stark.
Einer mit einer kleineren Nummer 11, 7, ...
ist halt kleiner, elegater und überlastet weniger die Mechanik.
Ich würde mal testen, wie leichtgängig dein Kruztisch ist.
Und dann einen mit passenden Drehmoment suchen.
Natürlich etwas mehr. Eine gewisse Kraftreserve sollte ja da sein.
Aber der 17er ist eigentlich zu stark, meiner Meinung nach.
Vor allem, weil Du Ihn ja sowiso noch übersetzten mußt.
Sonst sind die Schritte zu grob. ;) :)
D.h. die Schrittweite mußt Du auch erstmal berechnen.
Ob das Getriebe z.B. ein 1:10 Verhältnis brauch, ...
Die Kraft verstärkt sich entsprechend natürlich mit. ;)
Liebe Grüße Jorrit.
Hallo Jan,
an meinem Mikro habe ich am Feintrieb einen Schrittmotor angeflanscht, um PC-gesteuerte Stacks aufzunehmen. Die Steuerung erfolgt per
Netbook und VELLEMAN-USB-Interface sowie SM_Endstufe von POLLIN. Dies erschien mir flexibler als ein Einplatinencomputer.
Für dein Problem tut es eigentlich jeder kleine Schrittmotor mit etwa 1.8° - 9° Schrittweite, dein Tischtrieb dürfte ja leichtgängig genug
sein. Die Kupplung an den Tischtrieb würde ich über eine biegsame Welle aus Kunststoff machen, wie sie im Modellbau vorhanden sind. Die
Ankopplung des Motors direkt am Mikro-Tisch würde ich vermeiden, da jeder Schrittmotor einen mechanischen Impuls überträgt.
Eine Steuerung im Mikroschritt-Betrieb tut der Betriebsruhe ebenfalls gut.
Mit besten Grüßen
Jürgen
Hallo!
Habe einen Tip bekommen, dass es wohl sinnvoller ist einen "small reduction" Schrittmotor zu benutzen (sowas hier http://www.adafruit.com/products/858) Der hat 512 Steps (die Nema ja nur 200). Ist auch um einiges günstiger - ist ja auch so ein Thema... soll ja nicht zu teuer werden das ganze.
@Jürgen: kannst Du mir mal so eine biegsame Welle, wie Du meinst, raussuchen?
Lieben Gruß,
Jan
Hallo,
Stimmt. Ein kleiner Schrittmotor ist wesentlich besser.
Es kommt hier nicht auf die Kraft an (wie schon angedeutet).
Die mögliche Schrittweiten sind aber eher irrelevant, da Du mit Sicherheit sowiso übersetzen mußt.
Ein Schrittmotor mit 100 Schritten statt 500, aber mit einer 1:10 Übersetzung hat faktisch 1000. ;)
Gut einer mit 500 hätte 5000.
Daher sagte Ich vorher, das man die notwendigen Parameter möglichst vorher überlegen oder berechnen sollte.
Welche Kraft brauch man?
Welche Übersetzung?
Welchen Feinheitsgrad der Schritte (incl. Übersetzung)?
Welche max. Stellgeschwindigkeit?
Welche Haltekraft?
Vorteil der Schrittmotoren ist nicht ihre Präzision sondern ihr Haltevermögen.
Sie können jede beliebige Position halten. Auch gegen Trägheitskräfte, ...
Werden diese nicht benötigt, würde auch ein normaler Gleichspannungsmotor + Inkrementgeber ausreichen.
Der Istwert wird dann einfach dem Sollwert angepaßt. Er reagiert auch weicher und ist analog ansteuerbar.
Eine weitere Alternative wäre ein Servo (ob nun digital oder analog).
Allerdings sind die meißten kaufbaren Servos zu unpräziese.
Liebe Grüße Jorrit.
Hallo Jorrit,
wie würde denn so eine Übersetzung aussehen? Kann mir darunter noch nicht so wirklich was vorstellen. So eine Übersetzung hat dann, nehme ich mal an, auch den Vorteil, dass Vibrationen verringert werden, richtig?
Lieben Gruß,
Jan
Hallo Ja,
Auf jeden Fall wird dadurch die Schrittweite verfeinert.
Ein normaler Kreuztisch arbeitet ja auch z.T. schon mit einer Übersetzung.
Z.B. mit einer Welle, quasi einem Schneckengetriebe.
Bei starken Übersetzungen benuzt man Schneckengetriebe.
Bei kleinen Übersetzungen ein normales mit Zahnrädern.
Eventuell aber auch Zahnriemen oder einem Planetengetriebe.
Die sind sogar manchmal schon als Einheit beim Schrittmotor integriert.
Nachteil. Die Getriebeachse bewegt sich zwar feiner und präzieser,
aber auch langsamer. Bei manchen schnellen Wasserlebewesen
eventuell zu langsam.
Daher beim Kreuztisch des Mikroskops erstmal feststellen, um wieviel sich
die Position bei einer Umdrehung ändert.
Z.B. 1mm pro Umdrehung, ... Je nach Antriebsart kann das recht unterschiedlich sein.
Mein KF2 Tisch bewegt sich sehr viel direkter als der meines Ergavals.
Beim Ergaval bräuchte Ich daher nur eine recht geringe Übersetzung.
Beim KF2 ist eine größere Übersetzung notwendig.
Wie Oben geschrieben, kann man eine Art Bautenzug / flexible Welle benutzen.
Oder einen Zahnriemen. Eine Welle ist einfacher aber auch elastischer und daher nicht ganz so präziese,
da eine tordierte Welle zu einer Nachbewegung führen könnte.
So blöde das klingt. Aber genau dafür ist ein provisorischer Aufbau z.B. mit Lego Technik
erstmal recht praktisch. Zwar recht unpräziese wegen dem Spiel der Zahnräder, ...
Aber man sieht schnell, ob die Motorbewegung und Veränderung des Kreuztisches
so ist, wie man sich das vorgestellt hat.
Danach sucht man sich halt den Schrittmotor + passendes Getriebe aus.
Liebe Grüße Jorrit.
Hallo Jorrit,
habe ma grob die Umdrehungen gezählt - in X-Richtung eine ganze Umdrehung von ganz links nach ganz rechts, für Y ca. 3.
Leider habe ich kein Lego-Technik und würde daher lieber gleich an die richtige Konstruktion gehen. Mir wurde gesagt, dass Schneckengetriebe noch mehr vibrieren als normal. Ich glaube das ganze wird zu kompliziert mit irgendwelchen Übersetzungen - also sollte der Motor einfach der richtige sein und das wird sich dann wohl über den Kauf verschiedener Motoren klären.
Lieben Gruß,
Jan
Hallo,
Bei einer Umdrehung hast Du dann aber nur 100 oder 500 Schritte auf der x Achse.
Mit einer 1:10 Übersetzung hättest Du 10x mehr.
Und ohne würdest Du mit Sicherheit die Schritte im Bild unangenehm sehen!
Mußt Du halt wissen. Ist halt nicht schön.
Und bei Conrad, Pollin, .. gibt es sicher was Passendes.
Ein Schneckengetriebe und auch andere sind sehr vibrationsarm.
Sonst würden ja die meisten Mikroskope vibrieren.
Mit etwas dickflüssigerem Schmiermittel kein Problem.
Liebe Grüße Jorrit.
Liebe Schrittmotorfans
Ich habe vor zwei Jahren einem Olympus-Tisch das autobewegen beigebracht ...
Der Schrittmotor ist der gleiche der von der Firma Stackshot verbaut wird, das hat den grossen Vorteil das man ueber den Zerene Stacker Pro oder ueber den Helicon Stacker die Einstellungen vornehmen kann ...
Die Motoren gibt es einzeln zu beziehen und sie sind stark, 3kg heben sind kein Problem ...
Liebe Gruesse
Gerhard
Hallo Jan,
die Sache mit Getriebe an Schrittmotoren ist nicht ganz so einfach. Die üblichen Modellbau-Getriebe aus Plastik bzw. Plastikgehäuse haben ein zu
großes Getriebespiel. Es gibt aber einstufige Schneckengetriebe in Ganzmetall, die recht passgenau arbeiten. Das Problem ist aber die präzise Montage am Motor. Ohne diverse Erfahrung und Ausrüstung in Feinmechanik sehe ich da einiges an Improvisation auf dich zukommen. Zu bemerken
ist noch, daß der handelsübliche Kreuztisch ja für manuellen Betrieb gedacht ist und somit i.d.R. auf Basis von Zahnstangen aufbaut. So dürfte auch hier noch etwas Spiel auftreten, die Fettdämpfung dürfte aber nur eingeschränkt helfen.
Ein praxisorientierter Vorschlag:
kaufe einen kleinen Schrittmotor mit möglichst hoher Winkelauflösung, besuche ein Modellbau-Fachgeschäft (oder google intensiv) und schaue dir
passende Bowdenzüge bzw. flexible Wellen an, wie sie bei Schiff- und Flugmodellen eingesetzt werden. An das Ende der Welle setze ein Rad oder
Drehteil mit gleichem Durchmesser wie dein Tischtriebsknopf. Verbinde beides mit passender Schlauchkupplung (ebenf. Modellbau-übl.).
Dann einfach mal den Motor mit verschiedenen Schrittfrequenzen (mögl.Mikroschritt) laufen lassen und ein passendes Präparat am Okular/Bildschirm
beobachten. Dann kannst du immer noch entscheiden, ob ein Getriebe notwendig wird.
Passende Links kann ich auf die Schnelle nicht auftreiben, da braucht man viel Geduld und Zeit.
Mit besten Grüßen
Jürgen
Wie sieht es denn mit folgenden Motoren aus:
http://www.pololu.com/search/compare/51 - die scheinen eine recht hohe Auflösung zu haben - ist da auf den ersten Blick was passendes dabei?
Lieben Gruß,
Jan
Hallo Jürgen,
Deine Ausführungen sind zwar detailreich aber für mich nicht wirklich verständlich (von Mechanik/Modelbau habe ich absolut keine Ahnung) - daher kann ich Dir nicht ganz folgen - wozu sollte ich denn Bowdenzüge und flexible Wellen und Schlauchkupplungen brauchen? Meine Konstrutionsidee kommt glaub ich ohne das alles aus :D 'Drehteil' an den Motor dann 'n Gummi als Verbindung zwischen Motor und Mikroskop - fertig (so jedenfalls dachte ich mir das).
Lieben Gruß,
Jan
Hallo Jan,
so ungefähr habe ich mir das auch vorgestellt, allerdings mechanisch getrennt vom Objekttisch. Deshalb die Flex-Welle.
Oder willst du den Motor am Objekttisch festklemmen ? Dann viel Spaß am Okular ! ;D
Mit besten Grüßen
Jürgen
Hallo Jürgen,
das Okular benutz ich bei der Anwendung, die mir vorschwebt eh so gut wie nicht (externer Monitor / Laptop oder LiveView an der Kamera direkt). Und ja - das war meine Idee: ein Gestell basteln, das mit dem Mikroskop verbunden wird.
Lieben Gruß,
Jan
Hallo,
Mit welcher Vergrößerung bzw mit welchem Objektiv willst Du hauptsächlich arbeiten?
Bedenkt bitte bei euren Ratschlägen, die XY Auflösung der Kreuztischverstellung!!!
1x Umdrehung in X-Richtung. 2x Umdrehungen in Y-Richtung. Das wird dann eine ziemlich digitale, pulsartige Veränderung von einem Schritt zum Nächsten.
Mit einem 100x Objektiv könnte es von der Schrittanzahl sehr knapp werden bei 1x Umdrehung für die ganze Strecke.
Ein Getriebe, natürlich eines aus Metall, würde da wahre Wunder bewirken.
Anders sieht es z.B. bei meinem Ergaval mit Schneckengetriebe aus.
Da kann man wunderbar direkt den Schrittmotor anklemmen (über eine Welle).
In deinem Fall bezweifle Ich es. Aber ein Versuch schadet ja nichts. ;)
Liebe Grüße Jorrit.
Hey Jorrit,
deswegen meine Idee, das ganze nicht mit einem Schrittmotor zu machen sondern einem Getriebemotor (wie hier http://www.pololu.com/search/compare/51) - jetzt muss ich nur noch überlegen, welche Übersetzung am schlausten ist. Wirft natürlich auch das restliche Setup wieder über den Haufen ...denn die Shields/Driver gehen natürlich dafür dann nicht mehr. Die Getriebemotoren laufen mit 6V und brauchen (z.B. solche Shields: http://www.mhobbies.com/l298n-dual-h-bridge-dc-stepper-motor-driver-controller-for-2wd-arduino-robot-car.html) Würde immerhin ein bzw. zwei Bauteile sparen vom ursprünglichen Setup.
Habe übrigens 3x und 1x gezählt (3x in X und 1x in Y - oder vertu ich mich hier Y würde ich sagen ist orthogonal vom Stativ weg und X parallel zum Stativ).
Schrecke auch etwas zurück vor irgendwelchen Scheckengetrieben (sofern man die nicht plug&play-mäßig einfach auf die Welle vom Motor stecken kann - wie Jürgen schon gesagt hat, würde das viel Feinjustage bedeuten).
Lieben Gruß,
Jan
Hallo Jan.
Ups. Da hatte Ich mich mit der 2 wohl vertan.
Ändert aber am Prinzip nichts.
Denk daran, daß Du auch eine Rückmeldung brauchst.
Bei Schrittmotoren wird wegen der Haltekraft davon ausgegangen,
daß die x Impulse auch in exakt die selben Schritte umgesetzt werden.
Eine Rückmeldung des Istwertes findet meist nicht statt.
Bei Gleichspannungsmotoren + Inkrementgeber werden die Schritte des Sensors zurückgemeldet
und gezählt.
Das muß man bei der Schaltung und Programmierung berücksichtigen.
Z.B. beim AT Mega Mikroprozessor.
Liebe Grüße Jorrit.