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Thema: 3D David Laserscanner automatische Scanvorrichtung

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    3D David Laserscanner automatische Scanvorrichtung

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    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.

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von 021aet04
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    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

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    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?

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von 021aet04
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    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

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    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

  6. #6
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    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

  7. #7
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    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.

  8. #8
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    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/de...rce=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

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    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?

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    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

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