FabScan – zrób to sam – wielki poradnik budowy skanera 3D cz.1.

Czy skaner 3D musi być drogi? Nie musi, ale czy tani skaner spełni oczekiwania wybrednego użytkownika? Zdecydowanie nie. Za niewielkie pieniądze można jednak zbudować skaner, który jakością skanów będzie porównywalny chociażby z kosztującym około dwóch tysięcy złotych skanerem SENSE. Można się przy tym dobrze bawić, a wciągając w projekt młodszą latorośl, można dodatkowo zaszczepić w niej zainteresowanie nowymi technologiami.

FabScan to open source’owy projekt niskobudżetowego skanera 3D. Jego twórcą jest Francis Engelmann. Przez blisko pięć lat istnienia projekt doczekał się on sporej liczby przeróbek i udoskonaleń. My zajmiemy się budową jego najtańszej wersji, czyli skanera FabScan100. Z założenia jest to opcja która nie pochłania więcej niż 100 euro. Myślę jednak, że spokojnie można się zmieścić w mniejszej kwocie. Dzisiaj opiszę więc krótki wstęp na temat skanera oraz omówię wszystkie niezbędne elementy do jego skonstruowania, wraz z podaniem miejsc gdzie można je nabyć.

Obecnie pieczę nad projektem przejął Mario Lukas. To dzięki niemu powstała najnowsza wersja FabScan’a oparta na Raspberry Pi oraz dedykowana do niej kamera, czyli Fabscan Pi. Urządzeniem tym możemy sterować za pomocą przeglądarki internetowej, a lepsza kamera daje lepsze rezultaty jakościowe.

Do budowy FabScan100 potrzebny jest jeden silnik krokowy. Wersja standardowa posiada je dwa, przy czym jeden służy do poruszania obrotowym stolikiem, a drugi do obracania laserem liniowym. Próbowałem ją zbudować, ale niestety wszystkie moje próby kończyły się niepowodzeniem. Zastosowanie jednego, nieruchomego lasera powoduje największą wadę urządzenia. Dokładność skanowania. Padająca z jednego stałego miejsca linia lasera nie jest w stanie dotrzeć do trudno dostępnych miejsc, nawet niezbyt skomplikowanych obiektów. Idealnym rozwiązaniem byłoby więc zastosowanie co najmniej dwóch takich laserów, w dwóch różnych ustawieniach.

Największym plusem całego ekosystemu skanera FabScan jest specjalnie przygotowana dystrybucja Linuxa Ubuntu, którą możemy zainstalować na pendrivie i uruchomić na dowolnym komputerze, bez potrzeby instalacji najmniejszego nawet sterownika. Dystrybucja ta zawiera poza tym preinstalowany szereg niezbędnych programów, jakie mogą nam się przydać nie tylko w czasie skanowania, ale też projektowania i drukowania 3D. Temat ten rozwinę jednak w jednej z kolejnych części poradnika.

Zacznijmy od listy elementów, które są niezbędne przy budowie:

Bardzo dużo części można nabyć bezpośrednio ze sklepu Watterott. Niekoniecznie są to rzeczy najtańsze, ale czasem możemy być zmuszeni do posiłkowania się zakupami tam.

Obudowa FabScan Cube:

Pliki obudowy można pobrać stąd, ale można też nabyć „gotowca” chociażby bezpośrednio z polskiego sklepu PJD Automatyka. Aktualnie produkt jest niedostępny, ale myślę, że na zamówienie nie powinno być problemu z wycięciem niezbędnych elementów. Przy odrobinie wysiłku, gotowe obudowy, można znaleźć też w innych miejscach w sieci.

Arduino UNO wraz z kablem USB:

Można kupić oryginał, ale jeśli ktoś woli, to może posłużyć się klonem, których zatrzęsienie znajduje się na Allegro.

FabScan Shield:

Fabscan Shield, czyli nakładka na Arduino UNO. Tutaj nie mamy zbyt wielkiego pola do popisu. Jeśli nie jesteśmy w stanie wykonać jej sami, to musimy posiłkować się zakupem w sklepie Watterott (płytkę musimy sobie sami polutować).

Zasilacz do Arduino Uno:

Zasilacz 12V i co najmniej 1000mA. Jest ich sporo na Allegro, więc nie powinno być problemu ze znalezieniem odpowiedniego.

Kamera internetowa Logitech C270:

Polecam zakup na Allegro, nawet wersji używanej. Obudowa i tak idzie na „przemiał” więc może być nawet pęknięta lub zniszczona.

Laser liniowy 5mW:

Za „grosze” można znaleźć ich mnóstwo na Allegro.

Silnik krokowy Nema17:

Można kupić sztukę z demobilu. Ja stosowałem silniki Vexta 12V, 0,4A.

Stepstick Pololu A4988:

Jeśli nie mamy takiego na stanie to również możemy posiłkować popularnym serwisem aukcyjnym lub jednym ze sklepów z akcesoriami do drukarek 3D.

Śruby, nakrętki, podkładki:

Podaję przybliżone liczby, więc warto kupić z zapasem:

40 szt. M4x20 + 40 szt. nakrętek

1 szt. M3x25 + 2 szt. nakrętek +2 szt. podkładek

4 szt. M3x20 + 4 szt. nakrętek

5 szt. M3x15 + 8 szt. nakrętek

4 szt. M2.5×10 (do silnika, te pasowały akurat do mojego modelu)

2 szt. M2x20 + 4 szt. podkładek + 6 szt. nakrętek

Przewody, goldpiny i inne „przydasie”:

Przewody od silnika i lasera trzeba będzie prawdopodobnie przedłużać i jakoś połączyć z elektroniką, więc kilka dodatkowych elementów warto mieć pod ręką. Poza tym przydadzą się podstawowe narzędzia oraz lutownica.

Po zaopatrzeniu się we wszystkie pozycje z listy zajmiemy się powoli procesem składania skanera w całość. W następnej części poradnika przystąpimy więc do pierwszych prac montażowych.

Zdjęcia: [3][4][5][6][7][8][9]