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

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.

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

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.

  • 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)
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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

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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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