Projekte

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====== Raspi Spektrometer ======
//Dieses Projekt **piSpektro** basiert auf **PySpectrometer** und stellt eine alternative Befestigungslösung detaillierter als im Originalprojekt dar. Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung einer komplett neuen Software auf Basis von **PyQt**. Die Originalsoftware **PySpectrometer** (Version 2) bleibt weiterhin nutzbar.{{ :logo-no-frame-2.png?400|}} //



^ **<color #00a2e8>pi</color><color #22b14c>Scec</color><color #ffc90e>tros</color><color #ff7f27>co</color><color #ed1c24>pe</color>**  //Raspbery Pi gesteuertes Spektroskop zur Anzeige von Lichtspektren//^
|{{ :pispectro-hardware.png?600 |}}|
|Im Halter sind ein Spektroskop (mit Schutzkappe), eine Pi-Kamera mit Zoomobjektiv und ein HDMI-Anschluss für den Raspberry Pi integriert.|


<WRAP center round tip 90%>//**pyspectrometer** ist ein Open-Source DIY-Projekt, das einen Raspberry Pi und ein Spektroskop mit einem selbstgebauten Halter kombiniert. Ziel des Projekts ist es, eine kostengünstige und zugängliche Möglichkeit für Spektralanalysen zu bieten. Der Raspberry Pi dient dabei als zentrale Steuereinheit, um Spektren zu erfassen, zu verarbeiten und darzustellen.//

☛ Projektidee:
  * https://github.com/leswright1977/PySpectrometer
  * https://github.com/leswright1977/PySpectrometer2

</WRAP>

====== Hardware ======
++++ Hardware-Liste |

^ ^Beschreibung^
|**Handspektroskop**{{ :spektroskop-hand.png?400 |}}|<WRAP>
//Hersteller: Paton Hawksley Education Ltd., 17 Ashmead Business Park, Ashmead Road, Keynsham, BS31 1SX Bristol,// 
  * Spaltbreite : 0,2 mm
  * Gitter: 600 Linien / mm
  * Abmessungen: 105 x 25 mm (LxD)
</WRAP>|
|**Raspi, Gehäuse und Kamera⇔HDMI Adapter**{{ :raspi-gehaeuse.png?400 |}} |<WRAP>
          * Raspi 4 (8GB)
          * 64 SSD
          * Netzteil (3A - 15 Watt - Raspi4 ) 
          * Adapter Rapi-Cam-Kabel auf HDMI, hier fest montiert.
          * Gelid Solution ICEBERRY Raspberry Kühler - Integriertes Kühlkörperlüftermodul - Geräuscharmer Betrieb - Raspberry Pi 4 Model B - 91 x 62 x 33.5 - Silber 
Kühlung: Der permanent laufende 5Volt Kühler ist sehr laut :-/.
</WRAP>|
|**Kühler-Regelung**{{ :wiki:raspi-fan.png?400 |}} |<WRAP>
**Kühlung:** Der 5-Volt-Kühler ist sehr laut und läuft permanent. Eine **Emitterschaltung** mit Transistor und Widerstand schafft Abhilfe.

Im Gehäusse ist noch Platz für einen **1-kΩ Widerstand** und einen **Transistor BC548B**, sodass eine geregelte Lüftersteuerung mit GPIO-PIN 14 möglich ist

**Einstellung:** Über ''raspi-config'' kann ''PIN 14'' so konfiguriert werden, dass er abhängig von der Temperatur, z. B. ab 75 °C, zur Regelung aktiviert wird.

☛  Lüfter ist fast immer aus, und damit ist alles nun sehr leise. =)
</WRAP>| 
|**HDMI-Kabel**|z.B. 3m Länge (oder 5m Länge) |
|**Adapter Kamera⇔HDMI**{{ :raspi-hdmi-adapter.png?400 |}}| <WRAP>Mit Hilfe des Kamera-HDMI-Adapters kann anstelle des breiten, empfindlichen Raspberry-Pi-Kamera-Kabels ein HDMI-Kabel verwendet werden.
  * Platinen-Adapter RaspberryPi-Camera auf HDMI
      * 2 Pack HDMI zu CSI Erweiterungsadapter für Raspberry PI Kameramodul mit HDTV FPC Flachkabel 5 cm 
  * Schrauben 4x M2
  * Abstandshalter M2 (Messing)
</WRAP>| 
|**RaspberryPi-Camera**{{ :wiki:rpicamerasize.jpg?400 |}}|<WRAP>
  * Raspberry Pi Camera B Rev 2.0
      * Waveshare Raspberry Pi Camera (B), OV5647 Adjustable-focus 5 Megapixel FFC  (z.B. Eckstein Shop)
  * Schrauben 4x M1.6 und 2x M2
Die 12 MP hat eine __geringere__ Auflösung!  //Anzahl der Pixel nicht mit Auflösung bzw. Pixelgröße verwecheln//
</WRAP>| 
|**Zoom F1.6**{{ :zoom16.png?400 |}} |<WRAP>
  * Das vorhandene Objektiv wird herausgeschraubt und durch untenstehendes ersetzt!
  * 6-22 mm 5 MP Varioobjektiv, Manuelles Zoomobjektiv, Hochau5601
          * Mount M12 Thread
          * F1.6
          * 6-22mm 5MP M12 Mount Varifocal Lens F1.6 Manueller Zoom Objektiv High-Definition Netzwerk-Objektiv für 5MP-Sicherheitskameras Ohne Filter (z.B. Amazon, eBay)
</WRAP>|
|**Abstandshalter**{{ :m2-abstandhalter.png?400 |}}|<WRAP>
Ein Abstandshalter-Set (hier M2), Filtzunterlagen und Schrauben (wir benötigen hier M1,6, M2, M3) sollten in keiner Bastelwerkstatt fehlen.
  
</WRAP>|
++++
====== Spektroskop Befestigung ====== 
<WRAP center round tip 95%>
 Ziel ist es, eine **stabile** Halterung für das Spektroskop vor der Raspberry Pi-Kamera mit Zoom-Objektiv zu schaffen.
</WRAP>

++++ Die Spektroskophalterung wird mit einem 3D-Drucker und einer CNC-Fräse gefertigt. |
|**Skizze: Aufbau der Halterung**  |
|{{ :wiki:scope-rohfassung.png?600 |}}|
|{{ :spectro-skizze.png?600 |}}|
|Skizze mit Maßangaben in mm.|

Die Werte sind für unseren Drucker ermittelt ;-)
^Typ^Bezeichnung^Beschreibung^
| CNC | **Kamerahalter**{{ :spectro-camholder-1.png?200 |}}|<WRAP>
  *  **ALU 8mm** ''AlMg4,5Mn EN AW-5083, F 28''
  * Unten:
          *  2x Loch 2,5 ∅ mm  ☛ Gewinde M3 wird dann manuell geschnitten
          * Abstand 37,0 mm 
  * Vorne   <color #00a2e8>4x Loch 1,8 ∅ mm</color>  ☛ Kamerahalter

<color #c3c3c3>Alternativ kann der Kamerahalter auch gedruckt werden. Die unteren Löcher sollten 4 mm groß sein, als Vorloch für M3-Gewindeeinsätze</color>
</WRAP>|
| CNC | **Bodenplatte**{{ :spectro-bodenplatte.png?200 |}}|<WRAP>
  * **ALU 6mm** ''AlMg4,5Mn EN AW-5083, F 28''
  * Länge: 208 mm, Breite: 50 mm
  * <color #99d9ea>2 x Loch 3 ∅ mm</color> ☛ für den Spektroskophalter - Abstand 23 mm
  * <color #99d9ea>2 x Loch 3 ∅ mm</color> ☛ für den Kamerahalter      - Abstand 37,0 mm
  * <color #00a2e8>4 x Loch 2 ∅ mm</color> ☛ für den Kamera-HDMI Adapter 

Die Schrauben auf der Unterseite müssen nicht zwingend versenkt werden, da Filzstreifen auf der Unterseite als Schutz dienen und gleichzeitig den erforderlichen Abstand schaffen.

<color #c3c3c3>Die Bodenplatte sollte aus Stabilitätsgründen aus Aluminium gefertigt werden, um dem Spektroskop einen sicheren Stand zu gewährleisten. Falls keine CNC-Fräse zur Verfügung steht, kann 50 mm breites Aluminium von verschiedenen Herstellern bezogen werden. Die QCAD-DXF-Datei kann als Schablone ausgedruckt und zum Vorkörnen der Bohrlöcher verwendet werden. Anschließend lassen sich die Bohrlöcher manuell passgenau bohren. Alternativ könnte die Bodenplatte auch aus Holz hergestellt werden.</color>
</WRAP>|
| 3D-Druck | **Kappe**{{ :spectro-kappe.png?250 |}}|<WRAP>
  * Kappe Durchmesser 24,8 mm  //(damit die Kappe nicht herausfällt!)//
☛ …dient als Staubschutz, da keiner mitgeliefert wurde! Dies ist nicht optional, da die Optiken geschützt werden müssen.
</WRAP>|
|3D-Druck  |**Spektroskophalter**{{ :sope-cameraholder.png?250 |}} |<WRAP>
  * Spektroskop Druck-Durchmesser 25,2 mm //(wegen des Aufklebers)//
      * M3 Lochabstand 23 mm //(wichtig für die Bodenplatte)// 
      * Gewindeeinsätze
              * M3-Vorloch: 4 mm (für PLA)
              * M5-Vorloch: 6,3 mm (für PLA)
      * Rändelschraube M5
</WRAP>|
|3D-Druck  | **Kameraabdeckung**{{ :spectro-camera.png?250 |}}|<WRAP>
  * Optional, aber empfehlenswert.
  * Innenloch ∅ 15,3 mm
  * 2x M2 - es werden die Schraublöcher der Kamera verwendet um die Abdeckung zu befestigen.
</WRAP>|
|3D-Druck  |**Abdeckung: HDMI-Kamera-Adapter**{{ :spectro-hdmi.png?250 |}}|<WRAP>
  * Optional, aber empfehlenswert.
  * 4x M2
</WRAP>|

++++
====== Software ======
  * ''PySpectrometer''   (Software OpenSource-Projekt zum Testen/Anwenden)
  * ''piSpectro''  (eigene OpenSource-Software )  <color #ff7f27>IN ENTWICKLUNG
</color>
====== Downloads ======
  *  {{ :scope-v1.zip | Spectroscope-CAD}}
          * Enthält alle FreeCAD/STL-Dateien sowie QCAD-Dateien für die Fertigung.