brmScope

brmScope cheap digital microscope

founder:	tomsuch
depends on:
interested:	RAINBOF stick pasky
software license:
hardware license:

~~META: status = finished &relation firstimage = :project:icon_microscope.jpg ~~

brmscope is a webcam-microscope mounted on a 3-axis micromanipulator controlled with stepper motors.

Projekt brmScope si klade za cíl vytvořit digitální mikroskop s použitím co nejlépe dostupných komponent.

Status

V tuto chvíli máme sestavený funkční (doslova drátěný) model s funkčním softwarem na ovládání, jednoduché snímkování a drobné hw korekce v obrazu, ovládání joystickem. vyzkoušeli jsme si prohlédnout jednoduché polovodiče, integrované obvody, pár biologických vzorků (krvinky) a můžeme konstatovat že projekt je funkčním modelem.

Návod k použití

Brmscope najdete v biolabu, připojený k počítači Hind3. Na stěně je návod k použití. Je třeba zapojit do USB joystick, webcam i Arduino.

Ovládací software spustíte přes ikonku na ploše 'brmscope', je trochu komplikovaný. V zásadě klikněte v pořadí na tlačítka CONNECT, ODBRZDIT, START, JOY START. Pak by měl začít joystick fungovat. Občas fungovat přestane (nebo se velmi zmenší délka kroku), v tom případě zmáčkněte STOP a pak zase START.

Na obraz se dívejte třeba přes program cheese (fullscreen F11).

Posun po ose Y (zaostřování) ovládají tlačítka vlevo/vpravo na hlavě joysticku. Obstarává jej svislá tyčka omotaná izolepou, která má tendenci se zasekávat, pak je jejímu otáčení třeba pomoci rukou.

Nahrávání

Snímek obrazu:

$ mplayer -frames 1 -vo png tv:// -tv device=/dev/video1

Snímek má lehce pod 1 MB.

2015: pro nahrávání se doporučuje použít program cheese

Nahrávání s GStreamerem - vidíte, co nahráváte :)

vysílání a zobrazování

 $ gst-launch v4l2src device=/dev/video0 ! video/x-raw-yuv,width=640,height=480 ! \
videorate ! video/x-raw-yuv,framerate=15/1 ! ffmpegcolorspace ! tee name=a a. ! \
ffenc_mpeg2video pass=quant quantizer=4 ! mpegtsmux ! \
tcpserversink host=localhost port=5000 a. ! queue ! xvimagesink

Kvantizér si nastavte tak, aby to váš počítač stíhal (vyšší kvantizace - horší kvalita). Notebook s Intel Atom stíhá 2-4.

zachytávání

 $ gst-launch tcpclientsrc host=localhost port=5000 ! filesink location=out.mpg

Záznam má řádově 1 GB/hodina

Software

BrmScope

Aktuální software napsal TomSuch (a rainbof?) v Gambasu. Odlaďovalo se na něm veškeré ovládání, takže výsledné rozhraní je poněkud neintuitivní. Zdrojáky: http://github.com/brmlab/brmscope

GitHub, last commits

old code cleanup by nephirus@kerestes.cz (2012/09/18 20:30)
board corrections + atmega firmware by nephirus@kerestes.cz (2012/09/18 20:27)
Added bootloader code - USBasploader by Objective Development (http:/… by nephirus@kerestes.cz (2012/09/17 13:43)
INT0 connected to D+ line (USBasploader requirement) by nephirus@kerestes.cz (2012/09/17 13:38)
Micropositioner to stepper shaft adapter by nephirus@kerestes.cz (2012/09/17 13:23)

MicroView

Stick pracuje na přepisu do C++/Qt: http://github.com/brmlab/microview

GitHub, last commits

add more functionality by prusnak (2011/08/29 23:30)
add icon by prusnak (2011/08/29 20:07)
init by prusnak (2011/08/29 19:49)

Hardware

V této chvílí máme k dispozici běžně prodávaný usb mikroskop s přiblížením 400x a 2mpix vga kamerou kompatibilní s rozhraním Video4linux.

Kamera je pohyblivá ve třech osách XYZ pomocí mikroposuvu (precision slide). Trochu zvláštností je že se tedy hýbe se mikroskop nikoliv vzorek/preparát. Osa Y slouží k ostření obrazu.

Osy mikroskopu jsou napojeny na krokové motory a ty dál ovládány pomocí Arduina. Firmware na: http://github.com/brmlab/brmscope

Todo

průběžná dokumentace, překlad do EN

Hardware

opravit zadrhávající se posun po ose Y
vylepšit stabilitu obrazu při posunu
lepší optika, dosáhnout zvětšení 800
kamera s větším rozlišením
většina věci tisknutelných na RepRapu
náhrada mikroposuvu za něco dostupnějšího
lepší podsvícení zespodu

Software

snadno použitelné rozhraní
software integrující ovládání i zobrazování
nahrávání záznamu obrazu (zatím máme jen snímkování)
automatické ostření
automatické vyhledání vzorku
definovat licenci (gpl2?)
automatické nasnímání velkého vzorku a sestavení do jednoho velkého panorama
- investigate http://wiki.panotools.org/Panorama_scripting_in_a_nutshell; http://hugin.sourceforge.net/docs/nona/nona.txt could be useful too

First panorama

autopano-sift-c --projection 0,10 project.pto *.ppm
autooptimiser -a -l -s -o project.pto project.pto
nona -m TIFF_m -o project project.pto
enblend -o project.png project*.tif

Result: