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3D-Scanner Virtuzoom Microscope
3D-Scanner Virtuzoom Microscope (Bild: Bernhard Mayrhofer)

Arduino Uno: 3D-Scanner für Miniaturobjekte steckt im Pappkarton

3D-Scanner Virtuzoom Microscope
3D-Scanner Virtuzoom Microscope (Bild: Bernhard Mayrhofer)

Eine Webcam mit Makrolinse, ein Arduino-Mikrocontroller mit Servomotor, ein Pico-Projektor sowie ein Pappkarton sind die Hauptbestandteile eines winzigen 3D-Scanners, der mikroskopisch kleine Objekte erfassen kann. Das Selbstbauprojekt kann jeder nachbasteln.

Bastler Bernhard Mayrhofer hat mit dem Virtuzoom Microscope einen kleinen 3D-Scanner entwickelt und auf Thingverse die dazugehörige Bauanleitung veröffentlicht. Damit können kleine Objekte mit hohem Detailgrad erfasst werden.

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  • Virtuzoom Microscope mit Projektor, Drehteller und Webcam (Bild: Bernhard Mayrhofer)
  • Virtuzoom Microscope mit Projektor und Webcam (Bild: Bernhard Mayrhofer)
  • Virtuzoom Microscope in einem kleinen Karton (Bild: Bernhard Mayrhofer)
Virtuzoom Microscope mit Projektor, Drehteller und Webcam (Bild: Bernhard Mayrhofer)

Möglich macht das eine Logitech-Webcam, der eine 12mm-Vorsatzlinse verpasst wurde. Die Beleuchtung der Objekte mit einem Gitterraster, das von der Webcam aufgenommen und von der Software ausgewertet wird, übernimmt ein kompakter LED-Projektor von Acer. Der Acer K11 misst gerade einmal 11,6 x 12,2 x 4,2 cm und wurde mit einer 10fach vergrößernden Nahlinse ausgerüstet.

 
Video: Virtuzoom Microscope

Der Microcontroller Arduino Uno übernimmt die Steuerung des Servomotors. Der bewegt einen Drehteller, auf dem der Gegenstand steht, der eingescannt werden soll. Darüber hinaus ist die Windows-Software David-Laserscanner erforderlich. Sie enthält die notwendigen Kalibrierungsmuster, die vom Projektor auf die Scanvorlage geworfen werden.

Aus dem Bildmaterial der Webcam generiert die Software ein 3D-Modell, das dann beliebig bearbeitet, skaliert und mit einem 3D-Drucker ausgegeben werden kann. David-Laserscanner ist zwar in einer kostenlosen Version erhältlich, doch die kann die mit der Funktion Shape-Fusion erzeugten, geschlossenen 3D-Oberflächen nicht speichern. Das kann nur die rund 330 Euro teure Pro-Version der Software.

Einsatz im Modellbau und der Lehre

Mayrhofer hat unter anderem eine Kaffeebohne und einen Rosendorn mit seinem Miniscanner erfasst und dann in erheblich größerem Format mit einem 3D-Drucker wieder ausgegeben. Der Bastler sagte Golem.de, dass sich seiner Meinung nach sein Scanner für Lehr- und Studienzwecke im Bereich der Biologie und Botanik eignet, aber auch Architekten und Designern die Möglichkeit bietet, hochkomplexe natürliche Strukturen in ihre Projekte einzubinden.

Die 3D-Modelle für den Drehteller, die Halterungen für den Beamer, die Webcam und den Servomotor können mitsamt der Anleitung kostenlos von der Website Thingverse heruntergeladen und auf einem 3D-Drucker ausgeben werden. Virtuzoom steht unter der Creative Commons-Lizenz 3.0 Unported. Die Lösung kann auch kommerziell genutzt werden. Über die Homepage von Mayrhofer können Nutzer für das Projekt spenden.


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