Skrini ya Desktop CT na 3D na Arduino: Hatua 12 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Kufuatia: 0

Kuhusu: Miradi katika mwanga, muziki, na umeme. Zipate zote kwenye wavuti yangu: www.jbumstead.com Zaidi Kuhusu jbumstead »

Tomografia iliyohesabiwa (CT) au tomografia ya axial (CAT) mara nyingi huhusishwa na picha ya mwili kwa sababu inawawezesha waganga kuona muundo wa anatomiki ndani ya mgonjwa bila kufanya upasuaji wowote. Ili kupiga picha ndani ya mwili wa mwanadamu, skana ya CT inahitaji eksirei kwa sababu mionzi inapaswa kupenya kupitia mwili. Ikiwa kitu hicho kina uwazi nusu, kwa kweli inawezekana kufanya skanning ya CT kwa kutumia nuru inayoonekana! Mbinu hiyo inaitwa CT ya macho, ambayo ni tofauti na mbinu maarufu ya upigaji picha inayojulikana kama utaftaji macho wa mshikamano.

Ili kupata skana za 3D za vitu vyenye uwazi nusu, niliunda skana ya macho ya CT kwa kutumia Arduino Nano na Nikon dSLR. Katikati ya mradi huo, niligundua kuwa picha ya picha, mbinu nyingine ya skanning ya 3D, inahitaji vifaa vingi sawa na skana ya macho ya CT. Katika hii inayoweza kufundishwa, nitapita juu ya mfumo niliouunda ambao unauwezo wa skanning ya CT na photogrammetry. Baada ya kupata picha, nina hatua za kutumia PhotoScan au Matlab kwa uundaji upya wa 3D.

Kwa darasa kamili juu ya skanning ya 3D, unaweza kuangalia darasa la kufundisha hapa.

Hivi majuzi nimegundua kuhusu Ben Krasnow aliunda mashine ya x-ray CT na Arduino. Kuvutia!

Baada ya kuchapisha, Michalis Orfanakis alishiriki skana yake ya macho iliyojengwa nyumbani, ambayo alishinda tuzo ya 1 katika Sayansi kwenye Stage Europe 2017! Soma maoni hapa chini kwa nyaraka kamili juu ya jengo lake.

Rasilimali kwenye CT ya macho:

Historia na kanuni za macho ya hesabu ya tomografia ya kuchanganua vipimo vya mionzi ya 3-D na S J Doran na N Krstaji

Ujenzi wa picha tatu-dimensional kwa CCDcamera iliyo na Optical Computed Tomography Scanner na Hannah Mary Thomas T, Mwanachama wa Wanafunzi, IEEE, D Devakumar, Paul B Ravindran

Kuzingatia macho ya vifaa sawa vya boriti CCD vifaa vya tomografia ya kipimo cha mionzi ya 3D na Nikola Krstaji´c na Simon J Doran

Hatua ya 1: Tomografia iliyohesabiwa na Picha ya Picha

Skanning ya CT inahitaji chanzo cha mionzi (kwa mfano eksirei au mwangaza) upande mmoja wa kitu na vitambuzi upande mwingine. Kiasi cha mionzi ambayo inafanya kwa kichunguzi inategemea jinsi vitu vyenye ngozi viko katika eneo fulani. Picha moja iliyopatikana na usanidi huu pekee ndiyo inayotoa eksirei. X-ray ni kama kivuli, na ina habari zote za 3D zilizoonyeshwa kwenye picha moja ya 2D. Ili kutengeneza ujenzi wa 3D, skana ya CT hupata skani za X-ray kwa pembe nyingi kwa kuzungusha kitu au safu ya kigunduzi chanzo.

Picha zilizokusanywa na skana ya CT huitwa sinograms, na zinaonyesha kunyonya kwa eksirei kupitia kipande kimoja cha mwili dhidi ya pembe. Kutumia data hii, sehemu ya msalaba ya kitu inaweza kupatikana kwa kutumia operesheni ya hesabu inayoitwa inverse Radon change. Kwa maelezo kamili juu ya jinsi operesheni hii inavyofanya kazi, angalia video hii.

Kanuni hiyo hiyo inatumika kwa skana ya macho ya CT na kamera inayofanya kama kipelelezi na safu ya LED inayofanya kazi kama chanzo. Moja ya sehemu muhimu za muundo ni kwamba miale ya taa ambayo hukusanywa na lensi ni sawa wakati wa kusafiri kupitia kitu hicho. Kwa maneno mengine, lensi inapaswa kuwa telecentric.

Photogrammetry inahitaji kitu kuangazwa kutoka mbele. Mwanga huonyeshwa mbali na kitu na hukusanywa na kamera. Maoni mengi yanaweza kutumiwa kuunda ramani ya 3D ya uso wa kitu angani.

Wakati photogrammetry inawezesha uso wa kitu, skanning ya CT inawezesha ujenzi wa muundo wa ndani wa vitu. Ubaya mkubwa kwa CT ya macho ni kwamba unaweza kutumia tu vitu vilivyo wazi kwa picha (kwa mfano matunda, karatasi ya tishu, bears za gummie, nk), wakati picha za picha zinaweza kufanya kazi kwa vitu vingi. Kwa kuongezea, kuna programu ya hali ya juu zaidi ya picha za picha kwa hivyo ujenzi unaonekana mzuri.

Hatua ya 2: Muhtasari wa Mfumo

Nilitumia Nikon D5000 yenye urefu wa urefu wa 50mm f / 1.4 lens kwa kupiga picha na skana. Ili kufanikisha upigaji picha wa telecentric, nilitumia densi ya achromatic yenye urefu wa 180mm iliyotengwa na lensi ya 50mm na bomba la ziada. Lens ilisimamishwa hadi f / 11 au f / 16 ili kuongeza kina cha uwanja.

Kamera ilidhibitiwa kwa kutumia kijijini cha shutter kinachounganisha kamera na Arduino Nano. Kamera imewekwa kwa muundo wa PVC ambao unaunganisha kwenye sanduku jeusi linaloshikilia kitu kinachotafutwa na umeme.

Kwa skanning ya CT, kitu hicho huangazwa kutoka nyuma na safu ya nguvu ya LED. Kiasi cha nuru iliyokusanywa na kamera inategemea ni kiasi gani kinachoingizwa na kitu. Kwa skanning ya 3D, kitu kinaangazwa kutoka mbele kwa kutumia safu ya LED inayoweza kushughulikiwa ambayo inadhibitiwa na Arduino. Kitu hicho kinazungushwa kwa kutumia motor stepper, ambayo inadhibitiwa kwa kutumia daraja la H (L9110) na Arduino.

Ili kurekebisha vigezo vya skana, nilibuni skana na skrini ya Lcd, potentiometers mbili, na vifungo viwili vya kushinikiza. Potentiometers hutumiwa kudhibiti idadi ya picha kwenye skana na wakati wa mfiduo, na vifungo vya kushinikiza hufanya kazi kama kitufe cha "ingiza" na kitufe cha "kuweka upya". Skrini ya Lcd inaonyesha chaguzi za skana, na kisha hali ya sasa ya utaftaji mara tu upatikanaji unapoanza.

Baada ya kuweka sampuli kwa skana ya CT au 3D, skana hutawala moja kwa moja kamera, LEDs, na Motor kupata picha zote. Picha hizo zinatumiwa kuunda muundo wa 3D wa kitu hicho kwa kutumia Matlab au PhotoScan.

Hatua ya 3: Orodha ya Ugavi

Umeme:

• Arduino Nano
• Magari ya kukanyaga (3.5V, 1A)
• H-daraja L9110
• Skrini ya 16x2 Lcd
• 3X 10k potentiometers
• 2x vifungo vya kushinikiza
• Kinga ya 220ohm
• Kinzani 1kohm
• Usambazaji wa umeme wa 12V 3A
• Buck kibadilishaji
• Nguvu jack kike
• Kuziba pipa ya nguvu
• Cable ndogo ya ugani ya USB
• Kubadilisha nguvu
• Vifungo vya Potentiometer
• Kusimama kwa PCB
• Bodi ya mfano
• Waya ya kufunika waya
• Mkanda wa umeme

Kamera na taa:

• Kamera, nilitumia Nikon D5000 dSLR
• Lens kuu (urefu wa urefu = 50mm)
• Kiwanda cha bomba
• Maradufu ya Achromatic (urefu wa kulenga = 180mm)
• Kijijini cha kuzima
• Ukanda wa LED unaoweza kushughulikiwa
• Utilitech pro 1-lumen taa inayoweza kubebeka ya LED
• Karatasi ya taa inayoeneza

Taa:

• 2x 26cmx26cm lywood inchi plywood nene
• 2x 30cmx26cm lywood inchi plywood nene
• 1x 30cmx25cm lywood inchi plywood nene
• 2x ½ inchi kipenyo cha fimbo
• Viungo vya PVC vyenye umbo la 8x diameter inchi
• Viungo vya PVC vyenye umbo la T 8 ½ inchi kipenyo
• 1x PVC cape ½ inchi kipenyo
• 4feet 1x2 pine
• Karatasi nyembamba ya alumini
• Bodi nyeusi ya bango
• Karanga na bolts
• Chemchemi

Zana:

• Chuma cha kulehemu
• Kuchimba nguvu
• Chombo cha kufunika waya
• Dremel
• Jigsaw
• Wakata waya
• Mikasi
• Tape

Hatua ya 4: Ubuni wa Sanduku na Milima ya 3D

Tuzo kubwa katika Changamoto ya Epilog 9