3D David Laserscanner automatische Scanvorrichtung

[Cysign]

Nachdem ich im David-Forum und Wiki leider nicht genau das gefunden habe was mir vorschwebt (dort hab ich nichts mit 2 Lasern gefunden...), denke ich, dass ich mich hier im Forum wohler fühle, wenn es darum geht, dass ich als Anfänger zum ersten mal etwas computergesteuertes basteln möchte.

Geplant ist ne relativ simple Vorrichtung, mit der ich eine Scheibe drehen kann und zwei Strichlaser schrittmotor gesteuert bewegen kann.

Als Werkzeug hab ich nur die stink normalenHeimwerkersachen zur Verfügung, also Bohrmaschine, kleinen Tellerschleifer, Schraubenzieher, Lötkolben, Handsäge, Sticksäge, Oberfräse. Vermutlich werd ich mit noch ne kleine Tischbohrmaschine zulegen, um die Löcher für das Kugellager der Grundplatte mit Forstnerbohrern besser bohren zu können.

An sich funktioniert David 3d Laserscanner ja relativ simpel - Webcam und Scanhintergrund ausrichten, Scanfunktion starten, mim Strichlaser übers Objekt fahren, fertig.
Wenn man jetzt jedoch gute Snanergebnisse haben möchte, sollte der Laser relativ gleichmäßig über das Objekt fahren.
Aus diesem Grund würde ich es gerne automatisieren.

Um das Scanergebnis zu verbessen, macht es Sinn, zwei Strichlaser zu benutzen. Einen oberhalb und einen unterhalb der Webcam.

Um aus mehreren Scans hinterher ein 360°-Modell zu erzeugen, muss man das Objekt drehen. Soweit auch einfach, wenn man das zu scannende Objekt auf ne Drehplatte montiert. Da das aber relativ schnell nervig wird, möchte ich diese Platte auch automatisiert drehen.

Somit brauche ich eine Möglichkeit, 3 Schrittmotoren zu steuern: 2x Laser, 1xDrehteller
Und Leuchtidioden zum Fotografieren der Maps zu nutzen.

Da ich elektrotechnisch leider noch gar nicht bewandert bin, wäre es schön, wenn mit hier jemand einfache Vorschläge machen könnte, was ich mir zulegen sollte.
Bei Pollin gibts ja Schrittmotoren schon ab 2-3€, aber ich weiß nicht, ob diese für mein Vorhaben ausreichen.
Außerdem brauche ich vermutlich noch Zahnräder und Antriebsriemen oder ein Reibrad, um den Teller zu drehen.

Als nicht-Modellbauer tut man sich hier auch ein wenig schwer.

Zu guter letzt muss dann noch irgend ein µC her, der das Ganze steuert.

Wie viele Taler muss ich denn etwa für dieses Vorhaben einplanen?
Ich hätte gerne ne Lösung, die ich über USB anschließen kann.

Ne Logitech Quickcam 9000 ist schon vorhanden, ebenso zwei rote Strichlaser.

Ich brauch also:
2* Schrittmotor für Laser
1* Schrittmotor für Drehteller
1* µC für die Koordination des Motoren
einige Leuchtdioden
? Optokoppler, um meinen Rechner nicht zu gefährden
? Schrittmotortreiber
Zahnräder und oder Zahnriemen


Ich fänds klasse, wenn mir jemand nen Schubs in die richtige Richtung geben könnte und mich aufklärt, was die Probleme sein werden, auf die ich stoßen werde sowie die Kosten, die auf mich zukommen.

[021aet04]

Ich habe auch einen David Laserscanner, aber noch nicht benutzt. So eine Vorrichtung habe ich mir auch schon einmal überlegt, komme aber nicht dazu.

Hier einige Überlegungen.

Warum willst du 2 Laser nehmen (warum soll sich das Scanergebnis ändern) und wie willst du diese ausrichten? Beide auf eine Stelle oder auf zwei untersch. Stellen?
Du kannst die 2 Laser mit einem Riemen, kl. Ketten bzw Zahnräder miteinander verbinden, dadurch sparst du einen Motor und du brauchst nur 2 Motortreiber (bzw einen Doppeltreiber).
Du kannst statt eines Schrittmotors auch einen DC Motor mit Getriebe verwenden. Die Drehgeschwindigkeit kann man leicht mit PWM steuern.
Was willst du über USB steuern? Willst du Daten über USB und Tasten steuern?
Für den Drehteller könnte man einen Drehteller von einem Plattenspieler verwenden (mit Antrieb). Solche findest du vielleicht auf einem Schrottplatz, Reparaturwerkstatt,... Der muss auch nicht funktionieren (außer Drehteller und Antrieb)
Wie willst du das Ganze steuern? Mit einem eigenen Windowsprogramm, über Tasten, über vorgegebene Abläufe, die auf dem µC gespeichert sind,...?

MfG Hannes

[Cysign]

Meine Feststellung ist, dass man mit lediglich einem Laser von z.B. oben nicht alles der Objekts erreicht. Auch im Wiki vom David Laserscanner wird empfohlen, verschiedene Laserpositionen zum Scannen zu benutzen, um die Genauigkeit (in diesem Fall den scanbaren Bereich) zu verbessern.
Somit möchte ich einen unterhalb und einen oberhalb der Webcam anbringen.

Beide Laser über einen Riemen laufen zu lassen halte ich als keine gute Idee, da ja vermieden werden muss, dass beide gleichzeitig das Objekt beleuchten.

Mein Ziel wäre:

Eine Software, bei der man den Scanvorgang startet und die dann vollautomatisiert üner David Laserscanner das Objekt:
1. oben scannt
2. von unten scannt
3. die LEDs aktiviert um die Textur aufzunehmen
4. einen voreingestellten (veränderbaren) Winkel den Teller dreht
5. eine bestimmbare Anzahl von Scans macht (z.B. 4 mal mit einem unnterschiedlichen Winkel von jeweils 30° oder 10 mal mit je 36° für eine Komplettdarstellung).

Über den Drehteller mache ich mir keine Gedanken, den bekomm ich schon irgendwie gebaut. Ich weiß halt nur noch nicht genau, wie ich ihn antreiben soll, Riemen- oder Direktantrieb (vermutlich am ungenauesten und auch nicht so gut für den Motor und die sonstigen Komponenten) oder ein Reibrad.

Was hattest du dir denn für die Komponenten überlegt? Bzw. warum hast du deinen Plan noch nicht in die Tat umgesetzt?

[021aet04]

Das Problem mit den 2 Lasern, dass diese nicht das Objekt beleuchten dürfen, hast du immer. Ich würde einen abschalten (über Relais bzw Fet/Transistor), das Objekt einmal scannen, den Laser umschalten (den einen ausschalten, den anderen ein), das Objekt noch einmal scannen. Dann kannst du einen Motor verwenden. Ich hatte geglaubt dass du die Laser gleichzeitig benutzen willst, deswegen ist mir das etwas komisch vorgekommen.

Wegen dem Drehteller. Alles was man schon fertig hat braucht man nicht bauen. Wegen der Ungenauigkeit würde ich mir keine Sorgen machen. Direkt würde ich so einen Drehteller nicht antreiben, da Motoren für höhere Drehzahlen ausgelegt sind (außer Schrittmotoren). Ich würde den DT über einen Riemen (am Besten Zahnriemen) mit einem DC Motor betreiben. Die aktuelle Position kannst du messen mit z.B. einem Poti.
Du könntest auch 2 Zahnräder verwenden. Eines kommt an den Motor, das Andere an den DT. Du solltest dann aber ein Getriebe dazwischenschalten. Eventuell geht auch ein Scheibenwischermotor (z.B. von Pollin). So einen würde ich aber nur für schwerere Lasten verwenden. Ich weiß nicht wie schwer deine Objekte sind.

Genau habe ich noch nichts durchgedacht. Ich würde es aber mit einer Kombination von Handsteuerung und PC Steuerung machen. Ich würde einen Button miteinbauen, damit man den Scan noch einmal Starten kann, wenn die Qualität nicht passt.

Ich habe deswegen noch nicht angefangen, da ich mehrere größere Projekte am Laufen habe.
In ein Fahrzeug einen Blinker/Bremse-Modul einbauen (gefertigt ist es schon, davor habe ich schon 3 eingebaut (1xPKW und 2x Anhänger)), eine kleine CNC Fräse umbauen (andere Spindel), eine größere CNC umbauen (komplett neue Achsen, zusätzlichen Drehtisch, Steuerung,...), Werkstatt mit eigenen Labortisch für meine Geräte (der wird Nobel, Fluke Messgeräte, Regeltrafo (0-450V/12A Ausgang), Netzteile, kleine Fräse,....)

MfG Hannes

[Cysign]

Hmmm, stimmt, wenn ich immre einen Laser deaktiviere, kann ich das auch mit nem Zahnriemen verwirklichen. Aber nen Schrittmotor würde ich da schon gern verwenden, da ich gerne damit meine ersten Erfahrungen sammeln würde (ich hab mir schon seit knapp 2 Jahren vorgenommen, ne kleine CNC-Fräse zu bauen...und am Herbst werd ich daran arbeiten - also sind Erfahrungen mit nem kleinen Projekt als Einstieg denk ich mal nicht schlecht :).

Btw: hast du nen Fred zu deiner Fräse mit Drehtisch? Würd mich auch mal interessieren :)

[021aet04]

Die große Fräse ist noch nicht fertig. Ist noch in Planung. Zuerst plane ich die Achsen mit Steuerung. Wenn diese fertig ist baue ich die Drehachse. Die Steuerung ist zwar vorhanden, kann aber diese nicht ansteuern. Ich habe den original PC zwar dabei (ist ein alter mit Dos Betriebssystem), weiß aber nicht welches Programm mit der Fräse zusammenarbeitet (bei einem ist die Lizenz abgelaufen und beim Anderen bekomme ich keine Verbindung zustande). Die Fräse war einmal ein Schneidplotter.

Eigenen Thread habe ich keinen. Ich poste immer wieder im Thread "CNC Fräse" mit den aktuell 189 Seiten.

Wenn du mit Schrittmotoren experimentieren willst kannst du diese verwenden. Es gibt hier auch einen Rechner. Im Artikelbereich findest du auch interresante Artikel zum Thema Motoren bzw deren Ansteuerung.

MfG Hannes

[Cysign]

Hehe, das mit dem Dos-Rechner klingt wahrlich abenteuerlich!

Kannst du mir vielleicht Eckdaten für die Schrittmotoren (Haltemoment, Spannung...) nennen und mir schonmal sagen, was ich auf jeden Fall benötige, um loszulegen?
Vor allem was die Programmierung von Chips anbelangt...hab ich noch überhaupt keinen Dunst.

[021aet04]

Bei den Motoren musst du schauen, dass die Motoren nicht zu schwach sind. Du musst ausrechnen wie schwer der DT mit Objekt ist. Du musst auch Last durch Reibung,... beachten.

Welchen µC willst du programmieren. Es gibt verschiedene. Hier werden hauptsächlich AVR und PIC benutzt, dadurch bekommst du hier mehr Antworten. Es gibt auch noch den R8C bzw R32C von Renesas. So einen habe ich noch. Ich programmiere aber AVR µC. Du kannst dafür die Programmierumgebung mit Simulator gratis vom Hersteller Atmel downloaden. Hier der Link http://www.atmel.com/products/avr/default.asp?source=cms&category_id=163&family_id=607&source=global_nav
Du musst dan einen AVR auswählen. und dann unter Tools das "AVR Studio" herunterladen.
Du wirst den megaAVR bzw tinyAVR brauchen. Den Mega brauchst du für größere Projekte. Den Tiny ist eher für kleinere Projekte. Ich verwende Tiny44, Tiny45, Tiny2313, Mega8, Mega88 und noch einige andere. Ich verwende hauptsächlich Attiny44 bzw 45.

Beim Schrittmotor solltest du auf niedrige Spannung achten. Du solltest eher auf den Strom achten, da Schrittmotoren mit Strom geregelt werden.

Zum Thema Schrittmotoren kannst du dich auch im CNC Thread nachlesen auf was du achten musst. Da sind auch einige Steuerungen mit den Vor und Nachteilen zu finden.

MfG Hannes

[Cysign]

Ich vermute mal, dass es dann schon Sinn macht, nen Chip zu whlen, der hier weit verbreitet ist.
Unterscheiden sich beim Programmieren denn die verschiedenen AVRs oder ich das nur ne Frage der Geschwindigkeit und der Anzahl der Pins/Ansteuermöglichkeiten?

Und wenn ich anfange, für einen kleinen Chip zu programmieen und hinterher merke, dass ich mehr I/0 brauche, kann ich dann den geschriebenen Code einfach für einen anderen Baustein kompilieren oder musss der Code jeweils von Grund an auf den Chip angepasst sein?

[hardware.bas]

AVRs sind meines Erachtens die empfehlenswertesten Chips.
Programmieren kann man diese direkt in der Schaltung oder
man baut sich ein eigenes extrem preisgünstiges Programmiergerät.
Dann lädt man BASCOM runter und auf gehts. Genug darüber zu lesen,
gibts im RN-Wissen und hier im Forum. VG Micha

[hardware.bas]

Ach so, hätte fast vergessen, die Frage zu beantworten:
Die AVRs unterscheiden sich in der Leistungsfähigkeit, Pin-Anzahl
und diverser Funktionen schon sehr stark, Deine Vermutung, Cysign,
ist jedoch richtig; Du kannst Programme problemlos an andere AVRs
anpassen, die Grundfunktionen und der Grundaufbau sind im Wesent-
lichen gleich. Wenn Du z.B. ein Projekt mit einem kleinen Tiny auf
einen 40-poligen Mega übertragen willst, sind kaum Änderungen
notwendig. VG Micha

[Cysign]

Das klingt doch super.
Gibts hier irgendwo ne Vergleichstabelle, was die verschiedenen AVRs können und was sie kosten? Ich denke, wenn sie nicht zu teuer sind, sollte ich mir dann mal ein paar davon bestellen zum rumprobieren :)

Wie finde ich denn am besten ne Anleitung für das Programmiertgerät? Und kann ein selbstgebautes auch über USB betrieben werden? Serielle (COM/LPT) Schnittstellen hat mein Mainboard nicht.

Muss ich mich denns chon beim Bau des Programmiergeräts darauf festleden, welche AVRs ich damit beschfreiben möchte oder kann ich das universal mit nem großen Steckplatz basteln?


Ich denke mal, ich benötige dann den "USB AVR Lab Programmieradapter Bausatz (Atmel JTAG,ISP 6-pol)" und nicht den "USB AVR Lab Programmieradapter Bausatz (JTAG,Micromatch 6-pol)", richtig? (okay...nur geraten...weil beim einen Atmel mit drin steht :D)

[021aet04]

Ich kann dir das USB AVR Lab von www.ullihome.de empfehlen. das ist ein gutes, universelles Gerät. Ich programmiere mit der Avr Isp Mk2 Firmware. Hat einen USB Anschluss und ist sehr günstig.
Eine Vergleichstabelle gibt es hier
für tiny AVR http://www.atmel.com/dyn/products/param_table.asp?category_id=163&family_id=607&subfamily_id=791
und für megaAVR http://www.atmel.com/dyn/products/param_table.asp?category_id=163&family_id=607&subfamily_id=760

Die µCs gibt es bei versch. Distributoren. Einige hier: distrelec, elv, conrad, rs-components (für Firmen),.....
Bei Distrelec sieht man die Eigenschaften auf einen Blick, die kann man auch auswählen.
www.distrelec.at => in das Suchfenster mikrocontroller eingeben => Bei "Detailsuche innerhalb der Treffer" Atmel eingeben =>Bei "weitere Attribute" Gehäuse auswählen => Dort wählst du die "DIL" Gehäuse aus, da die anderen Gehäuse SMD sind und aufgelötet werden müssen. Dil Gehäuse können mit einem Steckbrett (Breadboard) verwendet werden.

MfG Hannes

[Cysign]

Danke für die Links. Was ganz wichtiges noch... läuft was unter Win 7 64bit Prof? Oder Ubuntu 10.10 64bit?

Was anderes möchte ich mir "zum Rumspielen" nicht installieren müssen...

Ich rate dann mal, dass ich den "USB AVR Lab Programmieradapter Bausatz (Atmel JTAG,ISP 6-pol) 5.90EUR" brauche und nicht den "USB AVR Lab Programmieradapter Bausatz (JTAG,Micromatch 6-pol)"?

Wenn ich das richtig verstehe, kann ich mir dann ein Steckbrett zulegen, auf das ich meinen AVR aufstecke, die Kabel vom Programmer passend dazu ins Steckbrett stecke und los gehts?

Also brauche ich schonmal
-Programmer (USB AVR Lab)
-paar Kabel (ja, ich vermute, dass ich mit meinen schwarzen Litzen schnell durcheinander komme :D)
-Steckbrett

Was sollte ich mir an Grundausstattung denn sonst noch so zulegen?
Ein einfaches Multimeter und nen Lötkolben hab ich.
Ich denke mal, ne gemischte Tüte mit LEDs und Widerständen wär nich schlecht? Gibts da irgend n günstiges Sortiment?

[021aet04]

Ich arbeite mit Win 7 Home Premium 64bit ohne Probleme. Man muss nur den Treiber mit einer Testsignatur signieren (findet man aber Anleitungen).

Den letzten Post von mir habe ich noch editiert.

Hier gibt es eine Grundausstattung http://www.rn-wissen.de/index.php/Grundausstattung

Im Prinzip braucht man nur eine Spannungsversorgung (für µC 5V und eventuell noch eine regelbare Spannung, Strombegrenzung ist von Vorteil), Einige Drähte zum Verbinden am Breadboard (ich verwende Drähte aus einem Netzwerkkabel zum Verlegen (keine Litze), Leds mit Vorwiderstand (620 Ohm), 10kOhm Widerstand für Pullup, Taster für Dateneingabe, das reicht fürs Erste. Du könntest noch ICs für eventuelle Busse (z.B. I2C, SPI) mitbestellen, muss aber nicht sein.

MfG Hannes

[Cysign]

Naja, wenn ich schon was bestelle, sollen sich die Versandkosten auch rentieren. Ich denke, ich werde lieber zwei, drei Kleinigkeiten mehr bestellen als ich jetzt benötige, als hinterhier was hier im Elektroladen kaufen zu müssen. Die sind ar**h teuer und die schnellsten sind sie auch nicht. Hab da mal 2 Monate (!) auf was gewartet. Wurde immer mit "nächstem Montag" oder "übermorgen" vertröstet...und bin zich mal umsonst da hin gegangen.

I2C und SPI...hmmm da gibts doch bestimmt unterschiedliche Sachen, oder?

Als Spannungsversorgung 5V würde ich ein einfaches USB-Handy-Ladegerät nehmen (5V 700mA), das dürfte für die ersten Gehversuche doch reichen. N regelbares Labornetzteil oder sowas würde ich mir dann später zulegen, wenn es sich lohnt und ich so sicher dcamit umgehn kann, dass ich es nicht gleich himmel :)

[hardware.bas]

Beim Fehlen der RS232 und LPT am Rechner scheidet natürlich ein
Selbstbau des Programmiergerätes warscheinlich aus. Sollten die 5V
jedoch nicht auf dem Board vorhanden sein, machts auch ein ausrangiertes
Steckernetzteil von Schnurlostelefon oder Ähnlichem mit Gleichrichtung
und Spannungsregler 78S05. VG Micha

[021aet04]

Ich kann dir distrelec empfehlen. Die leifern in 2-3 Tagen (wenn es lagernd ist). Die haben so ziemlich alles was du brauchst. Es gibt verschiedene Bauteile für die Busse. Es gibt z.B. Eingänge, Ausgänge, Analogein bzw ausgänge, Displayansteuerungen (z.B. SAA1064),...

Das Netzteil passt dann schon.

MfG Hannes

[dr_dozz]

Hallo zusammen,

was ist aus dem Projekt geworden? Würde mich interessieren, da ich auch schon mal so was ähnliches mit David machen wollte, nur ohne Drehteller.

Gruß
Marco

[Cysign]

Hmmm....ne, bin irgendwie nicht dazu gekommen, das weiter zu planen. Hat auch niedrigere Priorität im Moment, da ich erstmal ne kleine CNC-Gravierfräse bauen möchte.
Aber wir können das gerne zusammen weiter planen und quasi nen Bauplan erstellen^^

[021aet04]

Ich kann zur Zeit wenig helfen, da ich noch einige Sachen machen muss. Aber wenn ich Zeit habe können wir zusammenarbeiten.

MfG Hannes