Arduino এর সাথে ডেস্কটপ সিটি এবং 3D স্ক্যানার: 12 টি ধাপ (ছবি সহ)

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:01

লেখক দ্বারা আরো অনুসরণ করুন:

সম্পর্কে: আলো, সঙ্গীত এবং ইলেকট্রনিক্সে প্রকল্প। আমার সাইটে তাদের সব খুঁজুন: www.jbumstead.com jbumstead সম্পর্কে আরো »

কম্পিউটেড টমোগ্রাফি (সিটি) বা গণিত অক্ষীয় টমোগ্রাফি (সিএটি) প্রায়শই শরীরের ইমেজিংয়ের সাথে যুক্ত হয় কারণ এটি চিকিত্সকদের কোনও অস্ত্রোপচার ছাড়াই রোগীর অভ্যন্তরে শারীরবৃত্তীয় গঠন দেখতে সক্ষম করে। মানবদেহের অভ্যন্তরে ছবি তোলার জন্য, একটি সিটি স্ক্যানারের জন্য এক্স-রে প্রয়োজন কারণ বিকিরণ শরীরের মাধ্যমে প্রবেশ করতে সক্ষম হতে হবে। বস্তুটি যদি আধা-স্বচ্ছ হয়, তাহলে দৃশ্যমান আলো ব্যবহার করে প্রকৃতপক্ষে সিটি স্ক্যান করা সম্ভব! কৌশলটিকে অপটিক্যাল সিটি বলা হয়, যা অপটিক্যাল সমন্বয় টমোগ্রাফি নামে পরিচিত জনপ্রিয় অপটিক্যাল ইমেজিং কৌশল থেকে ভিন্ন।

আধা-স্বচ্ছ বস্তুর 3D স্ক্যান অর্জনের জন্য, আমি একটি Arduino Nano এবং Nikon dSLR ব্যবহার করে একটি অপটিক্যাল সিটি স্ক্যানার তৈরি করেছি। প্রকল্পের অর্ধেক পথ ধরে, আমি বুঝতে পেরেছি যে ফটোগ্রামমেট্রি, আরেকটি 3D স্ক্যানিং কৌশল, অপটিক্যাল সিটি স্ক্যানারের মতো অনেকগুলি হার্ডওয়্যারের প্রয়োজন। এই নির্দেশনায়, আমি আমার তৈরি করা সিস্টেমের উপর যাব যা সিটি স্ক্যানিং এবং ফটোগ্রামমেট্রিতে সক্ষম। ছবিগুলি অর্জন করার পরে, 3 ডি পুনর্গঠন গণনার জন্য ফটোস্ক্যান বা ম্যাটল্যাব ব্যবহার করার জন্য আমার পদক্ষেপ রয়েছে।

3 ডি স্ক্যানিংয়ের একটি পূর্ণাঙ্গ ক্লাসের জন্য, আপনি এখানে নির্দেশাবলী ক্লাসটি পরীক্ষা করতে পারেন।

আমি সম্প্রতি জানতে পেরেছি বেন ক্রাস্নো একটি আরডুইনো দিয়ে একটি এক্স-রে সিটি মেশিন তৈরি করেছেন। চিত্তাকর্ষক!

পোস্ট করার পর, মিকালিস ওরফানাকিস তার হোমবিল্ট অপটিক্যাল সিটি স্ক্যানার শেয়ার করেছেন, যার জন্য তিনি বিজ্ঞানের মঞ্চ ইউরোপ 2017 সালে প্রথম পুরস্কার জিতেছেন! তার নির্মাণের সম্পূর্ণ ডকুমেন্টেশনের জন্য নীচের মন্তব্যগুলি পড়ুন।

অপটিক্যাল সিটি সম্পদ:

SJ Doran এবং N Krstaji দ্বারা 3-D বিকিরণ ডোজিমিটার স্ক্যান করার জন্য অপটিক্যাল কম্পিউটেড টমোগ্রাফির ইতিহাস এবং নীতি

সিসিডি ক্যামেরা ভিত্তিক অপটিক্যাল কম্পিউটেড টমোগ্রাফি স্ক্যানারের জন্য ত্রিমাত্রিক চিত্র পুনর্গঠন হান্না মেরি থমাস টি, ছাত্র সদস্য, আইইইই, ডি দেবকুমার, পল বি রবীন্দ্রন

নিকোলা ক্রাস্টাজিয়াক এবং সাইমন জে ডোরান দ্বারা 3 ডি বিকিরণ জেল ডোজিমিট্রি জন্য একটি সমান্তরাল মরীচি সিসিডি অপটিক্যাল টমোগ্রাফি যন্ত্রের ফোকাসিং অপটিক্স

ধাপ 1: গণিত টমোগ্রাফি এবং ফটোগ্রামমেট্রি ব্যাকগ্রাউন্ড

সিটি স্ক্যানিংয়ের জন্য একটি বস্তুর একপাশে বিকিরণের উৎস (যেমন এক্স-রে বা আলো) এবং অন্য দিকে ডিটেক্টর প্রয়োজন। ডিটেক্টরে যে পরিমাণ বিকিরণ তৈরি করে তা নির্ভর করে বস্তুটি কোন নির্দিষ্ট স্থানে কতটা শোষণযোগ্য তার উপর। শুধুমাত্র এই সেটআপের মাধ্যমে অর্জিত একটি একক চিত্রই একটি এক্স-রে তৈরি করে। একটি এক্স-রে একটি ছায়ার মতো, এবং সমস্ত 3D তথ্য একটি একক 2D ছবিতে প্রক্ষিপ্ত রয়েছে। 3 ডি পুনর্গঠন করতে, একটি সিটি স্ক্যানার বস্তু বা সোর্স-ডিটেক্টর অ্যারে ঘোরানোর মাধ্যমে অনেক কোণে এক্স-রে স্ক্যান অর্জন করে।

একটি সিটি স্ক্যানার দ্বারা সংগৃহীত ছবিগুলিকে সিনোগ্রাম বলা হয় এবং এগুলি শরীরের বনাম কোণের এক টুকরোর মাধ্যমে এক্স-রে শোষণ প্রদর্শন করে। এই ডেটা ব্যবহার করে, বস্তুর একটি ক্রস সেকশন একটি গাণিতিক অপারেশন ব্যবহার করে অর্জন করা যায় যাকে বলা হয় ইনভার্স রেডন ট্রান্সফর্ম। এই অপারেশন কিভাবে কাজ করে তার সম্পূর্ণ বিবরণের জন্য, এই ভিডিওটি দেখুন।

অপটিক্যাল সিটি স্ক্যানারের ক্ষেত্রে একই নীতি প্রয়োগ করা হয় যার ক্যামেরা ডিটেক্টর হিসেবে কাজ করে এবং LED অ্যারে উৎস হিসেবে কাজ করে। ডিজাইনের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ হল লেন্স দ্বারা সংগৃহীত আলোক রশ্মি বস্তুর মধ্য দিয়ে ভ্রমণের সময় সমান্তরাল। অন্য কথায়, লেন্স টেলিসেন্ট্রিক হওয়া উচিত।

ফটোগ্রামমেট্রির জন্য বস্তুটিকে সামনে থেকে আলোকিত করা প্রয়োজন। বস্তু থেকে আলো প্রতিফলিত হয় এবং ক্যামেরা দ্বারা সংগৃহীত হয়। মহাকাশে কোনো বস্তুর পৃষ্ঠের 3D ম্যাপিং তৈরির জন্য একাধিক ভিউ ব্যবহার করা যেতে পারে।

যদিও ফটোগ্রামেট্রি বস্তুর সারফেস প্রোফাইলিং সক্ষম করে, সিটি স্ক্যানিং বস্তুর অভ্যন্তরীণ কাঠামোর পুনর্গঠন সক্ষম করে। অপটিক্যাল সিটি-র জন্য বড় অসুবিধা হল যে আপনি কেবল ইমেজিংয়ের জন্য আধা-স্বচ্ছ বস্তু ব্যবহার করতে পারেন (যেমন ফল, টিস্যু পেপার, গামি বিয়ার, ইত্যাদি), যেখানে ফটোগ্রামমেট্রি বেশিরভাগ বস্তুর জন্য কাজ করতে পারে। তদুপরি, ফটোগ্রামমেট্রির জন্য আরও অনেক উন্নত সফ্টওয়্যার রয়েছে যাতে পুনর্গঠন অবিশ্বাস্য দেখায়।

ধাপ 2: সিস্টেম ওভারভিউ

আমি স্ক্যানারের সাহায্যে ইমেজিংয়ের জন্য 50mm ফোকাল লেন্থ f/1.4 লেন্সের সাথে Nikon D5000 ব্যবহার করেছি। টেলিসেন্ট্রিক ইমেজিং অর্জনের জন্য, আমি টিউব এক্সটেন্ডারের সাথে 50 মিমি লেন্স থেকে আলাদা 180 মিমি অ্যাক্রোমেটিক ডাবল্ট ব্যবহার করেছি। ক্ষেত্রের গভীরতা বাড়ানোর জন্য লেন্সটি f/11 বা f/16 এ বন্ধ করা হয়েছিল।

ক্যামেরাটি একটি শাটার রিমোট ব্যবহার করে নিয়ন্ত্রণ করা হয়েছিল যা ক্যামেরাটিকে একটি Arduino Nano এর সাথে সংযুক্ত করে। ক্যামেরাটি একটি পিভিসি স্ট্রাকচারে মাউন্ট করা হয়েছে যা একটি কালো বাক্সের সাথে সংযোগ স্থাপন করে যা বস্তুকে স্ক্যান এবং ইলেকট্রনিক্সে ধারণ করে।

সিটি স্ক্যানিংয়ের জন্য, বস্তুটি পিছন থেকে একটি উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন এলইডি অ্যারে দিয়ে আলোকিত হয়। ক্যামেরা দ্বারা সংগৃহীত আলোর পরিমাণ বস্তুর দ্বারা কতটা শোষিত হয় তার উপর নির্ভর করে। 3D স্ক্যানিংয়ের জন্য, বস্তুটি সামনে থেকে আলোকিত করা হয় একটি অ্যাড্রেসযোগ্য LED অ্যারে ব্যবহার করে যা Arduino দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। বস্তুটি একটি স্টেপার মোটর ব্যবহার করে ঘোরানো হয়, যা একটি H-Bridge (L9110) এবং Arduino ব্যবহার করে নিয়ন্ত্রিত হয়।

স্ক্যানের পরামিতিগুলি সামঞ্জস্য করতে, আমি একটি এলসিডি স্ক্রিন, দুটি পোটেন্টিওমিটার এবং দুটি পুশ বোতাম দিয়ে স্ক্যানারটি ডিজাইন করেছি। পটেন্টিওমিটারগুলি স্ক্যানের ফটোর সংখ্যা এবং এক্সপোজারের সময় নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হয় এবং পুশ বোতামগুলি "এন্টার" বাটন এবং "রিসেট" বোতাম হিসাবে কাজ করে। Lcd স্ক্রিন স্ক্যানের জন্য অপশন দেখায় এবং তারপর অধিগ্রহণ শুরু হলে স্ক্যানের বর্তমান অবস্থা।

সিটি বা থ্রিডি স্ক্যানের জন্য নমুনা পজিশনের পর, স্ক্যানার স্বয়ংক্রিয়ভাবে ক্যামেরা, এলইডি এবং মোটরকে নিয়ন্ত্রণ করে সমস্ত ছবি অর্জন করে। ছবিগুলি ম্যাটল্যাব বা ফটোস্ক্যান ব্যবহার করে বস্তুর একটি 3D মডেল পুনর্গঠনের জন্য ব্যবহৃত হয়।

ধাপ 3: সরবরাহ তালিকা

ইলেকট্রনিক্স:

• আরডুইনো ন্যানো
• স্টেপার মোটর (3.5V, 1A)
• এইচ ব্রিজ L9110
• 16x2 এলসিডি স্ক্রিন
• 3X 10k potentiometers
• 2 এক্স pushbuttons
• 220ohm প্রতিরোধক
• 1kohm প্রতিরোধক
• 12V 3A পাওয়ার সাপ্লাই
• বাক কনভার্টার
• পাওয়ার জ্যাক মহিলা
• পাওয়ার ব্যারেল প্লাগ
• মাইক্রো ইউএসবি এক্সটেনশন ক্যাবল
• পাওয়ার সুইচ
• Potentiometer knobs
• পিসিবি অচল
• প্রোটোটাইপ বোর্ড
• তারের মোড়ানো তার
• বৈদ্যুতিক টেপ

ক্যামেরা এবং আলো:

• একটি ক্যামেরা, আমি একটি Nikon D5000 dSLR ব্যবহার করেছি
• প্রাইম লেন্স (ফোকাল লেন্থ = 50 মিমি)
• টিউব এক্সটেন্ডার
• অ্যাক্রোমেটিক ডাবল্ট (ফোকাল লেন্থ = 180 মিমি)
• শাটার রিমোট
• ঠিকানাযোগ্য LED স্ট্রিপ
• ইউটিলিটিক প্রো 1-লুমেন LED পোর্টেবল লাইট
• আলো ছড়িয়ে দেওয়ার জন্য কাগজ

হালকা বাক্স:

• 2x 26cmx26cm ¼ ইঞ্চি পুরু পাতলা পাতলা কাঠ
• 2x 30cmx26cm ¼ ইঞ্চি পুরু পাতলা পাতলা কাঠ
• 1x 30cmx25cm ½ ইঞ্চি পুরু পাতলা পাতলা কাঠ
• 2x ½ ইঞ্চি ব্যাসের ডোয়েল রড
• 8x এল-আকৃতির পিভিসি জয়েন্ট ½ ইঞ্চি ব্যাস
• 8x টি-আকৃতির পিভিসি জয়েন্ট ½ ইঞ্চি ব্যাস
• 1x পিভিসি কেপ ½ ইঞ্চি ব্যাস
• 4 ফুট 1x2 পাইন
• পাতলা অ্যালুমিনিয়াম শীট
• কালো পোস্টার বোর্ড
• খুঁটিনাটি
• বসন্ত

সরঞ্জাম:

• তাতাল
• ক্ষমতা ড্রিল
• তারের মোড়ক টুল
• ড্রেমেল
• জিগস
• তার কাটার যন্ত্র
• কাঁচি
• টেপ

ধাপ 4: বক্স ডিজাইন এবং 3D মাউন্ট

এপিলগ চ্যালেঞ্জে গ্র্যান্ড প্রাইজ 9