Makro-Aufnahmen mit beliebiger Schärfentiefe

[Der-Bastler]

Prima!
Freut mich, dass es klappt mit dem Download. Ich war mir nicht ganz sicher, ob das so funktioniert.
Theoretisch muss es ja, aber wir kennen ja die Praxis...
Ich denke mal, mit dem pdf-Trick kann ich sicherstellen, dass jeder den gleichen Datenstand hat wie ich. Dann gibts auch keine Probleme.
Ich hab es nur noch nicht hier im Board gesehen, dass so was benutzt wird. Also auch hier Premiere.
Bis ich den Rest (ist nicht mehr viel, denke ich, nur noch Fernbedienung einrichten, die Statusmeldungen im Serial Monitor lesen und den Motorshield leistungsoptimieren) posten kann, dauert es noch ein bisschen.
Muss leider auch nebenbei arbeiten ...
Kommt aber noch bis zum Mittwoch. Sicher.

Inzwischen wären ein paar Kommentare nett.
Über 1000 Hits, wenig gepostete Resonanz, das fühlt sich im ersten Moment so an, als ob ich es auch der Parkuhr erzählen könnte.
Oder warten alle, bis ich fertig bin?

@Activelle: Danke für die Unterstützung, ich mache natürlich weiter. Grade jetzt kurz vor dem Finale wird es sicher noch mal spannend.

 

[BTM]

Servus Bastler,

das sieht wirklich gut aus.
Die Anleitung hätte ich vorletztes Jahr gut gebrauchen können, da wollte ich mir auch so etwas selbst bauen.
Bin aber irgendwie nicht auf die richtigen Ideen gekommen und hab' dann letztlich doch einen Stackshot gekauft.
Viel Spaß mit deiner Konstruktion.

 

[Horstl]

@Bastler: Vielen Dank schon mal, das sieht ja super aus.
Da hast Du Dir einen Haufen Arbeit gemacht (und mir erspart).
Ich kann Dir als Gegenleistung die Anfertigung von Dreh- oder Frästeilen anbieten, melde Dich wenn Du was brauchst!

LG Horstl

 

[Der-Bastler]

@Horstl: Das ist ja ein tolles Angebot! Vielleicht komme ich tatsächlich mal darauf zurück, da ich anderweitig keine Möglichkeiten habe, an manche "Spezialteile" zu kommen.
Das mit dem Mikroskopaufbau ist auch nicht vergessen. Die Bilder dazu muss ich allerdings noch machen. Da ist der Motoranbau an Grob- und Feintrieb und die Koppelung dazu eine eigene Fotoserie wert.
Das mach ich noch, aber erst wenn die Steuerung komplett vorgestellt ist.

 

[Der-Bastler]

Dann geht es jetzt weiter.

Der Arduino Uno ist angeschlossen, der Test-Sketch ist erfolgreich überspielt. Das Display zeigt die Startmeldung "Makroshoot Start, Schrittweite 1".

Nun müssen wir den Sketch an die Fernbedienung anpassen.

Grundsätzlich reicht eine Universalfernbedienung, eingestellt auf einen SONY-Fernseher (Typ egal). Dann werden die Zahlentasten 1-10 sicher funktionieren. Das kann man gleich probieren, es wird dann "Schrittweite..." angezeigt. Falls das nicht so ist, stimmt etwas anderes nicht.

Zur Diagnose, was genau passiert, ist der Serial Monitor (Menü Tools-Serial Monitor) hilfreich.

Da werden alle Meldungen, die auch am Display zu sehen sind, angezeigt, dazu noch etwas ausführlicher beschrieben, als es ein 16-Zeichen-Display erlaubt.
Jeder Tastendruck der Fernbedienung wird auch als Zeichenfolge im Serial Monitor angezeigt. Man sieht also, was die Fernbedienung an den Arduion Uno sendet.

Im Sketch ist das Auslesen der empfangenen Signale ganz zum Schluss umgesetzt, beginnend ab:
" //Schrittweite mit Tastatur eingeben"

So ist z.B. die Taste 1 am Serial Monitor das Signal 10 und wird im Sketch an der Stelle:
if (results.value==0x10) genannt, also immer was nach results.value==0x.... kommt.
(Taste 2=810,Taste 3=410, Taste 4=C10, Taste 5=210....man muss den Code einfach lesen lernen, nach results.value==0x...kommt es immer.)

Wenn man - nur als Beispiel- die Eins auf eine andere Taste legen wollte, dann genügt es, die neue Wunsch-Taste an der Fernbedienung zu drücken und den im Serial Monitor angezeigten Wert einzutragen. Wenn der Wert also z.B. 987 angezeigt wird, dann ändert man if (results.value==0x10) in if (results.value==0x987) ab.

Soweit das Prinzip. Bei den Zahlentasten macht es natürlich keinen Sinn, die umzubelegen.

Aber bei den Funktionstasten, wenn die eigene Fernbedienung von meiner abweicht. Und das wird sie bestimmt.
Ich poste nochmal ein Bild meiner Fernbedienung. Da sind die Funktionstasten am Rand mit Text gekennzeichnet.
Die jeweiligen Funktionen sind im Sketch am Schluss, jeweils immer beginnend mit "if (results.value==0x...)
Siehe auch meine Kommentare im Code.

Also Kurzzusammenfassung:
Der Sketch empfängt alle Tastensignale und zeigt sie im Serial Monitor (Arduino.exe:Tools-Serial Monitor) an. Damit ist es einfach, sich seine individuelle Wunschtastenbelegung zu notieren und die Tastenbelegung umzuändern.
Am Ende des Sketches jeweils nach (results.value==0x...)… kann der Wert in den im Serial Monitor angezeigten neuen Wert umgeändert werden. Dann den Sketch neu aufspielen.
Die Meldungen im Serial Monitor sind auch hilfreich, um festzustellen, was das Programm gerade macht. Die ausgegebenen Werte sind selbsterklärend, denke ich.

In meinem ersten Entwurf meines Makroshooters hatte ich zunächst kein Display vorgesehen. Deshalb funktioniert die Konstruktion auch ohne Display, zur Überwachung während der Programmierung musste ich mir die Meldungen am Serial Monitor anschauen.
Der kleinste Testaufbau wäre also der Arduino mit Motorshield und dem TSOP1838. Damit kann man sich schon überzeugen, dass meine Konstruktion funktioniert.

So, jetzt wisst ihr im Grunde schon, wie der Trick funktioniert.
Bisher habe ich keine vergleichbar einfache und funktionale Lösung gefunden.
Deshalb habe ich mich entschlossen, es selbst so zu bauen, wie ich es für richtig halte.

P.S. wenn es niemand laut sagt, merken mein LED und mein Optokoppler nicht, dass sie eigentlich einen kleinen Vorwiderstand brauchen könnten.
Also haltet einfach den Mund. Dann funktioniert es auch weiter. Wenn doch nach vielen Einsatzjahren ein Teil verreckt, dann sind es wenige Cent zum Austausch. Es hat sich zwar noch niemand beschwert, aber ich hab schon gemerkt, dass es nach der reinen Lehre nicht ganz korrekt ist.

Wenn ich später noch das Leistungstuning des Motorshields beschreibe, dann werden unsere Elektroniker erst richtig mit den Augen rollen ....

 

[Der-Bastler]

Nun zum letzen Akt: Motorshield und Leistungstuning

Der Grund, warum ich diesen Typ Motorshield gewählt habe, ist relativ einfach: er bietet die meisten Möglichkeiten.
Man kann zwei Modellbau-Servos, vier Gleichstrommotoren oder zwei Schrittmotoren ansteuern. Weiterhin kann man über den externen Stromanschluss (EXT_PWR) entweder den Motorshield UND den Arduino mit Strom versorgen oder, wenn man den PWR-Pin öffnet, nur den Motorshield separat versorgen und der Arduino bekommt seinen Strom aus seiner normalen Buchse. Es sind also getrennte Spannungen von Motor und Arduino möglich.

Man ist also relativ frei, was man damit alles anstellen will.

Der L293D-Chip, der die Anschlüsse M3 und M4 ansteuert, ist aber relativ schwach. Dauerlast 0,6A, Spitzenlast 1,2A.
Es hängt also am Typ des Schrittmotors, wieviel Ampere durch den Chip laufen und wie heiß er wird.

Was tue ich also, wenn ich mehr Leistung brauche?

Wie immer gibt es verschiedene Wege.

A) Der teure Weg
Man kann den L293D-Chip gegen einen SN754410 von Texas Instruments tauschen. Diese Möglichkeit wird auch im Forum von Adafruit beschrieben.
Leider sind die SN754410 bei uns schlecht zu bekommen bzw. selbst bei ebay mit über 5€ plus Versand keine günstige Alternative.
Seine Leistung wäre auch auf 1A Dauerlast und 2A Spitzenlast begrenzt.
Der Vorteil: alter Chip raus, neuer Chip rein, fertig. Saubere Lösung. Nach den Leistungsdaten des Stackshot von Cognisys vermute ich mal, dass dieser Chip dort benutzt wird.


B) Der einfache Weg - Meine Empfehlung:

Wenn es nur darum geht, statt der nominell erlaubten 0,6A einen 0,8A-Stepper anzutreiben, muss der große Aufwand nicht sein. Am
einfachsten ist es, einen Kühlkörper anzubringen. Ob das jetzt ein kleiner Alu-Kühlkörper aus einem geschlachteten PC ist oder bloß ein Abfallstück Aluminium, egal.
Befestigung?
Zunächst hatte ich treu und brav Wärmeleitpaste aus dem PC-Bereich verwendet. Die härtet aber nicht aus, der Kühlkörper wird damit nicht fest. Deshalb, so blöd es klingt, einen Tropfen Superkleber (Cyanacrylat), den Kühlkörper aufsetzen und schön andrücken. Fertig.

c) Der mutige Weg
Mehr als 1A Dauerlast? Ich hatte einen eher schlecht geeigneten 1,5A-Stepper anzutreiben. Da brutzelt der L293D, wird also schnell sehr heiß. Auch hier habe ich nachgelesen, was man tun kann. Das Zauberwort heißt Piggyback. Im Klartext: es werden zwei L293D übereinander gesetzt (wo sich die beiden Chips berühren Wärmeleitpaste dazwischen geben), auf richtige Polung achten (beide die Kerbe vorne auf der gleichen Seite). Dann die Beinchen anlöten. Dann hat man einen "Doppeldecker", der nominell 1,2A Dauerlast und 2,4A Spitzenlast verträgt. Jetzt wieder einen Kühlkörper oben drauf. Fertig.
Damit habe ich alle meine Tests gefahren, wochenlang. Im Adafruit-Forum wird sogar von "Dreideckern" berichtet, die tatsächlich auch noch funktionieren, allerdings nicht mit der rechnerisch dreifachen Leistung. Aber immerhin.
Natürlich ist das schon deutlich außerhalb der normalen Spezifikationen. Bei einem Stückpreis von ca. 1,30€ je L293D sehe ich aber auch kein echtes Risiko.

Wer es probieren will, aber keinen zweiten L293D zur Hand hat, kann sich den von den Anschlüssen M1 und M2 nehmen. Der Anschluss wird ja nicht benutzt. Getestet und funktioniert.




Sooo, jetzt bin ich erst mal fertig. Ich denke, im Sinne eines Gesamtkonzeptes habe ich mein Projekt umfassend vorgestellt. Jetzt könnt ihr Fragen stellen, diskutieren oder was auch immer.

 

[ClimberM]

Servus Bastler,

eine schöne und einfache Lösung, so man Muße, Fertigkeit und Zeit mtbringt.

Ich habe mir nun einen KT 70 zugelegt. Erwartungsgemäß flext er stärker als Teile der Makroausrüstung.
Für Objektbewegung anstelle der Kamera/Objektiv Einheit sollte es hinreichend sein falls die tatsächlich mögliche Genauigkeit des Schlitten im 1/100mm Bereich liegt. Praktisch sollten 5/100mm im Einzelschritt für viele Zwecke ausreichend sein. Das wäre die vorhanden Skaleneinteilung. Optisch unbewaffnet sieht es gut aus.
Softwaretechnisch könnte man über 0,1mm zurückfahren und 0.1mm + x vorfahren Anlaufprobleme reduzieren.

Wie schaut's aus mit einer Ankopplung des Motors auf der Gegenseite? Wäre ein Tausch der Mutter mit Sicherung gegen eine Langmutter mit gebohrter und geschnittener Inbusfixierung plus Anschlusswelle logisch.

Welche Motoren kann man sinnvollerweise einsetzen? (zu dieser Problematik habe ich praktisch keinerlei Erfahrung)
Wie weit Richtung leichtgängig soll/muss man dazu die Schlittenführung einstellen?

Zu Hardware sowie Software kann man auch auf www.embedded-projects.net verweisen.

PS
der KT 70 wird auch mit Fräse und Bohrständer für feinmechanische Grobzurichtung ;-) eingesetzt. Leider kommt die Anschaffung einer richtigen Fräse plus Drehmaschine mit allfälligen Zubehörteilen derzeit nicht in Frage.

PPS
für Makrostacking wäre eine EOS M dann schon wieder richtig praktisch! Leicht, spiegellos, AF wird nicht genutzt...

 

[ClimberM]

Zum Abziehen der Handkurbel:
Diese ist mit einem Stift gesichert. Um heranzukommen muss wohl die Welle ausgebaut werden und die Skala zurückgeschoben/abgenommen werden um an den Kurbelfuss zu kommen. Siehe Ersatzteilbild Nr. 32.
Das Handrad ohne Kurbel läßt sich ebenfalls zur Aufnahme einer Kupplung anbohren plus Gewindeschnitt

 

[Der-Bastler]

Hallo, ClimberM,
ich habe mir den Proxxon KT70 auch erst etwas kritisch angesehen. Relativ groß. Aber der Einsatzzweck ist ja Studio und nicht draußen. Deshalb ist es für mich in Ordnung.
Der Gedanke, den Motor auf der anderen Seite anzuflanschen, ist mir bisher noch gar nicht gekommen, muss ich gestehen. Wenn man sich meinen Aufbau ansieht (Post#9, erstes Bild), dann ist auch klar, warum. Zwischen meinem Balgengerät und dem Koordinatentisch wäre kein Platz mehr, um einen Antrieb unterzubringen.
Deshalb habe ich den Antrieb von der Seite mit Handrad gemacht, mit einer Kupplung für CNC-Motoren. Das hat den Charme, dass ich weiterhin von Hand drehen kann, weil noch etwas zum "anfassen" da ist.
(Ich hab das Handrad auch im ersten Versuch nicht abbekommen und wollte nichts kaputt machen. Jetzt bin ich ganz froh, dass es drangeblieben ist.)
Für die von Dir angedachte Fixierung hätte ich nicht die feinmechanischen Werkzeuge. Deshalb komme ich immer wieder auf "Primitivlösungen" zurück. Bisher gibt mir der Erfolg recht. Das heißt aber nicht, dass Dein Ansatz nicht klappt. Ich könnte ihn bloß nicht umsetzen, weil mir dazu die technischen Mittel fehlen.

Zum Motor: ich hatte zunächst einenShinano Kenshi STP-42D313 Stepper mit 4,1V und 1,5A. Bei direkter Ankoppelung zog er den Tisch, allerdings musste die Stromversorgung reichen. Netzteile mit 0,3A reichen nicht. Dann habe ich an der Seite drei Schrauben zur Klemmung der Schlittenführung gelockert.
Jetzt verwende ich einen Stepper mit 0,8A, der zieht es im Batteriebetrieb (4x Babyzelle 1,5V,5500mAh).
Eine konkrete Empfehlung kann ich schlecht geben. Nur meinen Erfahrungswert. 0,8A, um die 4V, das reicht. 200 Schritte, also 1,8 Grad.
Damit lässt sich der mit 0,05mm angegebene Vorschub je Skalenmarkierung in 10 Motorschritte zerlegen. Damit also bei direkter Ankoppelung 0,005mm je Schritt.
Das reicht für diesen Aufbau absolut aus.
Wenn ich es genauer brauche, wechsle ich auf mein umgebautes Mikroskop. Davon werde ich noch Bilder reinstellen. Aber später erst. Momentan hab ich mich genug abgekaspert, denke ich.
Ich hoffe, das hilft Dir bei deinem Projekt weiter.

 

[S-Bahn]

@ Der-Bastler:

Meinen allerherzlichen Danke für diese ausführliche Vorstellung von Deiner Arbeit. Finde ich echt super von Dir!


So hat mein Anstoß zu einem Ergebnis geführt, das noch viel besser ist als ich es vorhatte!

 

[Der-Bastler]

@phototipps.com:
freut mich, Dass Du das Projekt gut findest, ich hatte schon leichte Bedenken, ob es ok ist, dass ich mich hier einfach so "breit mache".
Es ist ja Dein Thread, den ich hier so heimtückisch gekapert habe

Da ich sowieso schon überlegt habe, ob ich eine Vorstellung wagen soll, kam Dein Anstoß gerade recht.

Ich denke, manches Forumsmitglied wird sich statt eines Stackshots mal an meiner Lösung versuchen und bin mir sicher, dass es sich lohnt.
Ich bin zumindest rundum zufrieden damit und finde gerade die universale Anbaumöglichkeit an verschiedene Konstruktionen sehr vorteilhaft.
Im Batteriebetrieb ist es sogar Outdoor-fähig. Und in dieser Richtung gibt der Markt eigentlich nichts her, zumindest kenne ich kein Produkt. EDIT: Der Stackshot kann es mit mobilem Akkupack, wie mich ClimberM zutreffend hingewiesen hat. Hab ich wohl verdrängt. EDIT Ende
Vom Preis mal noch gar nicht geredet.

 

[activelle]

@ Der-Bastler:
Deine Idee, die Umsetzung und vor Allem die ausführliche Darstellung ist grenzgenial
Auch wenn ich nicht die Absicht habe, Dein Projekt 1:1 nachzubauen, habe ich einige zielführende Anregungen erhalten, die in mein Bastelprojekt einfließen werden.
Hochachtung und Dank!

Greetz^^
Claus

 

[fjs600]

Sehr schönes Projekt, fand es spannend auch hinsichtlich der Umsetzung mit Arduino und Fernsteuerung.

 

[Der-Bastler]

Ich freue mich sehr über die positive Resonanz!
Ich bin natürlich auch daran interessiert, zu erfahren, zu welchen Nachbauten oder auch anderen Projekten meine Anregungen geführt haben.
Es war ja doch schon ein bisschen Arbeit, das Ganze halbwegs nachvollziehbar zu beschreiben.
Deshalb freue ich mich natürlich auch, wenn es irgendwie weiterhilft.
So könnte ich mir vorstellen, dass man mit wenig Anpassungen mit der Steuerung auch einen Panoramakopf betreiben könnte (Das hatte ich ursprünglich vor, bis ich mich dann so festgebissen hatte, dass die von mir schon lange vermisste Makrosteuerung daraus wurde).
Ich bin echt neugierig, was Ihr draus macht ....

Wer bei Nachbauten Fragen haben sollte, kann sich gerne melden. Ich werde versuchen, im Rahmen meiner Möglichkeiten zu helfen.

@Activelle: bei so viel Lob werd ich fast rot!
Falls Du Detailfragen haben solltest, gerne...

 

[ClimberM]

Hallo,

heute habe ich einen Trieb des KT 70 zerlegt.
Nach Explosionszeichnung wird das Handrad mit Spannhülse gesichert und ist zusätzlich für spielfreien Sitz vernietet. Der Schlitz der sich in der Mitte des Handrads zeigt befindet sich in der Welle. Hier kann nichts aufgedreht werden. Er dient nur zum Gegenhalten beim Öffnen der Abschlussmutter.
Vorsicht: das Gewinde der Welle und der Sicherungsmutter ist linksgängig.
Vorsicht beim Ausbau: es fliegt die Feder der Skala beim Abziehen u.U. unkontrolliert weg. Sie besteht aus 0,9mm Federdraht mit Länge 12,5mm.

Leider bestehen die Stirnwände des Schlittens unter der schwarzen Plastikverkleidung aus billigem und sehr weichen Eisen Stanzteilen. Eine vernünftige Justage an der Welle darf man sich damit nicht erhoffen! Die Welle wird schwergängig bleiben müssen. Präzision wird mittels Vorspannung und Schwergängigkeit "gewonnen".
Entsprechend gibt es nur einfache Gewinde an der Spindel und keine spielfrei einstellbare Führungsmutter.

Meine Schlußfolgerung:
das Konstrukt genügt für Anwendungen mit geringen Kräften. Die Montage einer schweren DSLR plus Objektiv überfordert den Kreuzschlitten.

PS
ein Cognisys Stackshot läßt sich Outdoor betreiben. Kabel, Batteriegehäuse bzw. Akkusystem werden von Cognisys angeboten. Leider landet man damit bei einem stattlichen fast 4-stelligem Betrag.

 

[Der-Bastler]

@ClimberM:
das klingt erstmal nach einem vernichtenden Urteil.
Ich muss sagen, das hätte ich nicht erwartet, besonders im Hinblick auf den ursprünglichen Einsatzzweck als Koordinatentisch gehe ich von einer robusten Belastbarkeit aus.
Bisher habe ich den Tisch zum Bewegen von Objekten genutzt. Dazu kann ich bestätigen, dass er gut funktioniert. Da wackelt nichts, die erwartete Präzision ist da.
Größere Gewichte wie komplette DSLR samt Objektiv habe ich nicht getestet, aber eigentlich vorausgesetzt, dass das auch funktioniert. Es ist schließlich nicht soo weit vom ursprünglichen Einsatzzweck entfernt.
Ich möchte aber meinen ganzen Aufbau jetzt nicht auseinanderschrauben, um das zu probieren.
Ich muss zugeben, dass mich Dein Ergebnis überrascht.

PS. zum Stackshot hast Du recht, im Zubehör gibt es die Akkupacks für mobilen Betrieb. Auch mit Fernbedienung. Das hab ich wohl verdrängt, als ich den Preis gesehen habe.

 

[Horstl]

...Ich bin echt neugierig, was Ihr draus macht .....

Ich bin gerade dabei die Teile zu besorgen und mich ein bißchen mit dieser Arduino-Plattform vertraut zu machen (komplettes Neuland). Wird noch ein bißchen dauern, die Fragen kommen dann sicher noch...

LG Horstl

 

[Der-Bastler]

@Horstl:
Solltest Du nicht klarkommen unterstütze ich dich gerne, notfalls kann ich Dir so ein Teil auch bauen, mittlerweile hab ich langsam Übung.
Notfalls schickst Du mir Deine Teile und ich mach es gar fertig, wenn alle Stricke reißen. Aber keine Angst, das wird schon.
Das Problem sind halt nicht die Teile, sondern die Zeit. Das Gehäuse ausschneiden, alles einpassen, Kabel zusammenlöten, die Polung für die Phasen vom Schrittmotor, damit die Laufrichtung passt usw.
Ist aber alles keine Hexerei. Es war auch für mich Neuland. Und ich hätte nie gedacht, dass mir mein erstes Projekt gleich so gut gelingt, dass ich auch mal zufrieden bin (das ist bei mir selten der Fall)...
Bei Interesse, bitte PN.

 

[Horstl]

..Notfalls schickst Du mir Deine Teile und ich mach es gar fertig, wenn alle Stricke reißen...

Mit dem Lötkolben kann ich eigentlich ganz gut umgehen, aber mit dieser Digitaltechnik habe ich keine Erfahrung.
Es ist aber interessant, was es da mittlerweile alles gibt (Arduino/Raspberry). Das weckt wirklich die Lust am Basteln und Programmieren (hat mich zuletzt in den Achtzigern mit Basic interessiert - erstaunlich was sich da inzwischen getan hat)
Ich denke auch schon über eine Erweiterung nach - eine automatisierte Stitch (zumindest ein einer Richtung)- und Stack-Einrichtung und die entsprechende mechanische Umsetzung mit Linearlagern.

LG Horstl

 

[Der-Bastler]

Na dann sehe ich keine Probleme. Ich wollte nur vermeiden, dass Du auf den beschafften Teilen sitzen bleibst, weil es irgendwie doch nicht funktioniert und das Ganze als Fehlinvestition buchen musst.
Aber ich merke schon, du beißt dich da durch!

Gruß
Frank