FabScan – 100 Euro 3D-Scanner

Make Light-Wettbewerb 2013 „Intelligentes Licht“
FabScan – 100 Euro 3D-Scanner
Francis Engelmann, René Bohne, Jan Borchers
Mit dem FabScan 3D-Scanner kannst Du Objekte in 3D einscannen.
Eine Webcam macht ein Foto des Gegenstands, der digitalisiert werden soll. Dann
schaltet der Scanner einen roten Linienlaser ein und macht ein zweites Bild. Die
Differenz der beiden Fotos sind die Punkte, wo der Laser das Objekt trifft. Da die
Position von Kamera und Laser bekannt sind, können die 3D Koordinaten aller
Punkte berechnet werden. Ein Schrittmotor dreht das Objekt um wenige Grad und
so entsteht nach etwa 15 Minuten eine 3D Punktwolke. Diese kann in ein Mesh
umgewandelt werden, in einer STL Datei abgespeichert werden und schließlich mit
einem 3D Drucker ausgedruckt werden.
Das Projekt ist Open Source: die Baupläne für das Gehäuse sind offen und auch
der Quellcode der Software sind frei verfügbar. Es gibt sogar kompilierte
Programme für Mac OS X und Linux.
Das Holz-Gehäuse kann auf jedem Lasercutter geschnitten werden oder notfalls
auch mit Handwerkzeugen hergestellt werden.
Die Elektronik wird über ein Shield an den Arduino UNO angeschlossen. Der
Schaltplan und das Layout der Platine sind offen, wodurch jeder die Schaltung
ätzen oder fräsen kann. Wer das nicht selber machen kann, kriegt die Platine u.a.
bei Watterott electronic.
Make Light-Wettbewerb 2013 „Intelligentes Licht“
Factsheet – Materialliste – Kosten – Links
Open Source, DIY 3D Scanner für unter 100 Euro!
Was braucht man?
Arduino Uno mit FabScan-Shield
Roter Linienlaser
Preisgünstige Webcam
Schrittmotor
Schrauben
Vollständige Materialliste mit Links zu Bezugsquellen:
http://hci.rwth-aachen.de/fabscancube
Bauanleitung – Step by Step
Der Aufbau ist in drei Schritte unterteilt:
1. Das Gehäuse zusammenstecken
2. Die Elektronik löten
3. Die Webcam modifizieren
Das Geäuse
Alle Teile passen auf vier 60cm x 30cm x 5mm Holzplatten. Es eignen sich
Pappelsperrholz, aber MDF geht auch.
Die Teile sind mechanisch kodiert, passen nur auf eine Art und Weise zusammen.
Du kannst also nichts falsch machen. Schau Dir zur Orientierung das Foto vom
fertigen FabScan an.
Die Elektronik
Das FabScan-Shield kommt fertig bestückt von Watterott electronic. Du musst nur
noch die Stiftleisten anlöten. Das gleiche gilt für den Pololu Schrittmotortreiber.
Eine ausführliche Aufbauanleitung gibt es auf dieser Webseite:
http://hci.rwth-aachen.de/fabscan_shield
Make Light-Wettbewerb 2013 „Intelligentes Licht“
Die Webcam
Die Logitech C270 Webcam hat leider keine Stativschraube und das Gehäuse ist
für unsere Zwecke zu groß. Du musst die Kamera von dem Plastikgehäuse
befreien. Dazu musst Du alle Schrauben lösen und die Platine aus dem Gehäuse
nehmen. Falls Kabel fest verlötet sind, musst Du sie ablöten und nachdem das
Gehäuse entfernt wurde wieder anlöten. Es gibt dazu eine detailierte Anleitung auf
der FabScan Homepage:
http://hci.rwth-aachen.de/fabscancamera
Referenzen
Es gibt viele komerzielle 3D Scanner, die nach dem gleichen Prinzip arbeiten. Vor
allem der David Scanner ist sehr ähnlich: david-laserscanner.com
Auch der Makerbot Digitizer nutzt das gleiche optische Verfahren.
Das Ziel von FabScan war allerdings nicht, ein kommerzielles Produkt für den
Endverbraucher zu entwickeln, sondern eine offene Plattform für Maker
anzubieten, die von jedem für seine Zwecke angepasst werden kann.
Mehr Informationen: http://hci.rwth-aachen.de/fabscan