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Selbstbau Stackingsteuerung zur digitalen Mehrebenenfotografie

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palpatine:
Servus,

habe mal wieder an meiner Stackingrail rumgebastelt. Ich habe meine derzeitige 12mm Kugelumlaufspindel gegen eine 16 mm Version ausgetauscht.
Die gibt es mit NEMA23 Motor und 200 mm Steigung ab ca. 80 € in der Bucht und wiegt satte 3 kg.



Im Bild sieht man rechts die 12 mm Spindel und links die 16 mm Spindel (hier ist testweise der NEMA17 5:1 und der Kameraadapter).
Leider hat sich herausgestellt, das mein TMC2130 Treiber mit dem mitgelierferten NEMA 23 nicht funtioniert, da der Motor 3A braucht und der TMC2130 sowie auch der EasyDriver und der BigEasyDriver nur bis 1,5A liefern bzw. die Treiber nach kuzer Zeit extrem heiß werden. Also muste noch ein neuer Treiber her. Hierfür habe ich mir dann den TMC5160 besorgt, der problemlos bis 4,4A liefern kann. Kostenpunkt zwischen 16 - 20 €.

Leider funktioniert dieser Treiber nur im SPI-Modus, das heist, die AccselStepper.h alleine funktioniert hier nicht. Im Sketch muss noch die TMCStepper.h sowie einige Codezeilen eingefügt werden. Ebenso müssen die Pins SDI, SCK, CSN und SDO vom Treiber mit dem Arduino Uno verbunden werden. Danach läuft der Treiber flüsterleise mit bis zu 256 Microsteps mit dem NEMA23. Der Treiber unterstützt alle bipolaren Steppermotoren bis 4A.

Den abgeänderten Sketch stelle ich hier später rein.

Viele Grüße
Marcel

Stefan:
Hallo Marcel,
bist ja ganz schön fleißig  :D Super!

Eine Frage, wäre es nicht besser die Spindel gegen eine Feinspindel mit weniger Steigung auszutauschen und lieber den Stepper mehr drehen zu lassen? Ich denke die Microsteps werden bei der starken Steigung und geringem Gangweg nur rückkhaft in Vortrieb umgesetzt. Bisher habe ich aber noch keine passende Umsetzung gefunden.

Viele Grüße
Stefan

palpatine:
Hallo Stefan,

ich habe damals meine erste Stackingrail mit dem Proxxon KT70 betrieben. Irgendwann habe ich mal einen Vergleich zwischen Trapezspindel und Kugelumlaufspindel gelesen und, ich kann leider nicht mehr sagen warum, soll die Kugelumlaufspindel vorteilhafter sein. Evtl. kann jemand dies bestätigen oder auch wiederlegen.

Jedenfalls habe ich mir vor 2 Jahren die rechts im Bild zu sehende Linearführung mit 12 mm Durchmesser aus Fernost gekauft. Leider wies diese eine gewisse Pendelbewegung auf. Hat sich aber beim Fotografieren nicht negativ bemerkbar gemacht, da Helicon Focus damit recht gut klarkommt.

Die neue Linearführung mit 16 mm Spindel habe ich mir nur gekauft, da der "Block" durch 2 Führungsschienen läuft, wie z.B. beim Cognisys StackShot. Bei der anderen Linearführüng wurde der "Block" lediglich rechts und links mit 2 Rädchen gestützt. Zwischenzeitlich habe ich mitbekommen, das man diese Pendelbewegungen am Mutternblock (oder wie auch immer das heist) mit Schrauben in einem gewissen Maß justieren kann. Zumindest scheint das bei Markenspindeln im oberen Preissegment zu gehen. Bei meinen beiden geht das nicht...oder ich habe noch nicht herausgefunden wie.

Mit der Kombination der 16 mm Spindel mit 5 mm Steigung bei 200 Steps / Umderehung und Microstepping lassen sich folgende Schrittweiten in µm erreichen:

1/1      =      200 Steps   =   0,025
1/2      =      400 Steps   =   0,0125
1/8      =    1600 Steps   =   0,00312
1/16    =    3200 Steps   =   0,00156
1/32    =    6400 Steps   =   0,00078
1/64    =  12800 Steps   =   0,00039
1/128  =  25600 Steps   =   0,00019
1/256  =  51200 Steps   =   0,0000097

Ich denke von 1/1 bis 1/16 ist der sinnvolle Bereich zum Stacken. In einem anderen Forum werden Bilder gezeigt, die im Bereich von 0,0005 µm
bei  200 - 500 Bildern liegen. Alles in Abhängigkeit von Sensorgröße, Abbildungsmaßstab und Apperatur.

Und mit Sicherheit gehen dabei auch Schritte verloren...Aber wenn man ein perfekt arbeitendes System haben möchte, dann gibt es da ja immer noch die bekannten Hersteller  ;D

Viele Grüße
Marcel

Fabian99:
Ihr wisst schon wie gross ein Atom ist? Rund
0.0001mum, eher mehr.

Lg

palpatine:
Hallo Fabian,

du magst schon recht haben. Das sind nur Rechenbeispiele welche Schrittweiten mit dem Treiber und der Spindel möglich sind. Es gibt hier in verschieden Threads Zahlenwerte, Rechenbeispiele etc. was physikalisch möglich bzw. sinnvoll ist. Man kann sich da auch reinsteigern und ne Wissenschaft draus machen. Ich mache meine Bilder mehr nach Bauchgefühl, wieviel Bilder sind bei welchem Mikroskopobjektiv sinnvoll. Bisher bin ich immer gut damit gefahren.

Viele Grüße
Marcel

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