500-Euro-Rastertunnelmikroskop: Unterschied zwischen den Versionen

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Version vom 9. Februar 2020, 09:55 Uhr

500€ - Rastertunnel - Mikroskop

Dieses Wiki dient der Sammlung und laufenden Ergänzung aller Informationen, die benötigt werden, um ein funktionsfähiges Rastertunnel-Mikroskop (STM) mit einem Materialaufwand von maximal 500€ zu bauen.

Funktionsweise des STM

Wie funktioniert ein STM, grundlegende Kenntnisse über die Physik hinter einem STM und Erklärung der Betriebsweise

Konstruktion des STMs

Ein allgemeiner Eindruck dieser Realisierung eines STMs bietet die Übersicht über den Aufbau. Dort werden der schematische Aufbau und Übersichtsfotos eines Aufbaus geboten, um einen Eindruck zu bekommen, wie ein abgeschlossenes Projekt aussehen kann.
Der genaue Ablauf der Konstruktion ist leicht variabel, da die einzelnen Module des STMs oftmals erst bei der letztendlichen Verdrahtung zusammengeführt werden. Um dennoch einen Leitfaden durch die Konstruktion zu bieten wurde die Seite Anleitung für den Nachbau erstellt, die die Arbeitsschritte nochmal kurz in einer sinnvollen Weise in eine Reihenfolge stellt und gleichzeitig eine Übersicht über die benötigten Teile und Werkzeuge verschafft. Grundsätzlich können Scaneinheit - der Teil des STMs, der direkt mechanisch an dem Scan beteiligt ist - und Steuerungseinheit - der Teil des STMs, der an der Steuerung der Mechanik beteiligt ist - parallel zu einander aufgebaut werden. In diesem Fall wird allerdings mit der Steuerungseinheit begonnen.
Prinzipiell ist für jedes einzelne Modul des STMs eine eigene Seite erstellt worden, auf der sich eine Übersicht und eine Bauanleitung für das Modul findet. Bei kleineren Modulen wird die Eingliederung in den Gesamtaufbau meistens auf der Seite direkt beschrieben, bei zentraleren Zusammenführungen, wurden eigene Seiten unter dem Punkt Verdrahtung erstellt. Untere Aufteilung bietet also in der Art ein künstliches Inhaltsverzeichnis an.

Scaneinheit

Die Scaneinheit besteht aus den Bauteilen, die mechanisch an der Ausführung des Scans beteiligt sind.

Gehäuse

Scankopf

Piezoelement:
Piezoelement
Spitze:
Spitzen

Probenhalter

Dämpfung

Zusammenführung der Module

Installation des Scankopfes am Gehäuse
Installation des Probenhalters am Gehäuse
Zusammensetzen des Gehäuses

Steuerungseinheit

Unter Steuerungseinheit werden die Bauteile des STMs zusammengefasst, die für die Steuerung und Auswertung der Daten verantwortlich sind. Die Randbedingungen hierzu sind:

Einfacher Aufbau, auch von Schülern und Physiklehrern möglich 
Keine Verwendung von schwer beschaffbaren Spezialteilen 
Kosten so niedrig wie möglich

Microcontroller

Computer

Piezo-Treiber

Piezo Treiber

Vorverstärker

Software

Da die Software durchaus kompliziert ist, sind in dem Wiki direkt nur Anweisung zur Installation und oberflächliche Eingriffe, um beispielsweise Messparameter ändern zu können, beschrieben. Ausführlichere Dokumentationen und Informationen finden sich in dem Quellcode.
Installation

Zusammenbau von Scaneinheit und Steuereinheit

Verdrahtung

Verdrahtung Piezotreiber
Verdrahtung Vorverstärker

Stromversorgung

Stromversorgung für Piezo Treiber und Vorverstärker:
Stromversorgung für Piezotreiber und Vorverstärker
Stromversorgung für den Bias-Strom:
Stromversorgung Biasstrom
Stromversorgung für den Computer:
Stromversorgung des Computers

Bedienung des STM

Für die Bedienung des STM ist es wichtig gute Proben herstellen und präparieren, die Spitzen wechseln, Ausführung des Scans und eine Nachbereitung der Daten herstellen zu können. Daraus ergibt sich folgende Unterteilung:

Vorbereitung für den Scan

Bedienung der Applikation

Übersicht über die Applikation

Proben

Spitzen

Herstellung von Spitzen:
Spitzen
Einbau von Spitzen:
Spitzenwechsel

Aufnahme eines Scans

Wie nehme ich einen ordentlichen Scan auf, Was muss beachtet werden

Nachbearbeitung der Daten

Wie bereite ich meinen Scan auf, Korrektur, Darstellung, was kann ich rauslesen

Zum wiederfinden inaktueller Seiten: Datenmüll

Intern: Hilfen zu MediaWiki

Abgerufen von „http://500-euro-rtm.de/wiki/index.php?title=500-Euro-Rastertunnelmikroskop&oldid=418“

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 = Konstruktion des STMs =
-Die [[Übersicht über den Aufbau]] hilft, ein generelles Verständnis zu erhalten, wie dieses STM realisiert wird und in welche Unterbereiche der Aufbau gegliedert ist. <br>
+Ein allgemeiner Eindruck dieser Realisierung eines STMs bietet die [[Übersicht über den Aufbau]]. Dort werden der schematische Aufbau und Übersichtsfotos eines Aufbaus geboten, um einen Eindruck zu bekommen, wie ein abgeschlossenes Projekt aussehen kann. <br>
-Die [[Anleitung für den Nachbau]] hilft, die einzelnen Module in einer sinnvollen Reihenfolge nach zubauen und danach diese richtig zusammenzuführen.
+Der genaue Ablauf der Konstruktion ist leicht variabel, da die einzelnen Module des STMs oftmals erst bei der letztendlichen Verdrahtung zusammengeführt werden. Um dennoch einen Leitfaden durch die Konstruktion zu bieten wurde die Seite [[Anleitung für den Nachbau]] erstellt, die die Arbeitsschritte nochmal kurz in einer sinnvollen Weise in eine Reihenfolge stellt und gleichzeitig eine Übersicht über die benötigten Teile und Werkzeuge verschafft. Grundsätzlich können Scaneinheit - der Teil des STMs, der direkt mechanisch an dem Scan beteiligt ist - und Steuerungseinheit - der Teil des STMs, der an der Steuerung der Mechanik beteiligt ist - parallel zu einander aufgebaut werden. In diesem Fall wird allerdings mit der Steuerungseinheit begonnen.<br>
+Prinzipiell ist für jedes einzelne Modul des STMs eine eigene Seite erstellt worden, auf der sich eine Übersicht und eine Bauanleitung für das Modul findet. Bei kleineren Modulen wird die Eingliederung in den Gesamtaufbau meistens auf der Seite direkt beschrieben, bei zentraleren Zusammenführungen, wurden eigene Seiten unter dem Punkt Verdrahtung erstellt. Untere Aufteilung bietet also in der Art ein künstliches Inhaltsverzeichnis an.
-== Steuerungseinheit ==
-Unter Steuerungseinheit werden die Bauteile des STMs zusammengefasst, die für die Steuerung und Auswertung der Daten verantwortlich sind. Die Randbedingungen hierzu sind:
-* Einfacher Aufbau, auch von Schülern und Physiklehrern möglich 
-* Keine Verwendung von schwer beschaffbaren Spezialteilen 
-* Kosten so niedrig wie möglich
-=== Microcontroller ===
-[[Computer]]
-=== Piezo-Treiber ===
-[[Piezo Treiber]]
-=== Vorverstärker ===
-[[Vorverstärker]]
-=== Software ===
-Da die Software durchaus kompliziert ist, sind in dem Wiki direkt nur Anweisung zur Installation und oberflächliche Eingriffe, um beispielsweise Messparameter ändern zu können, beschrieben. Ausführlichere Dokumentationen und Informationen finden sich in dem Quellcode.<br>
-[[Installation]]
 == Scaneinheit ==
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 [[Installation des Probenhalters am Gehäuse]]<br>
 [[Zusammensetzen des Gehäuses]]
+== Steuerungseinheit ==
+Unter Steuerungseinheit werden die Bauteile des STMs zusammengefasst, die für die Steuerung und Auswertung der Daten verantwortlich sind. Die Randbedingungen hierzu sind:
+* Einfacher Aufbau, auch von Schülern und Physiklehrern möglich 
+* Keine Verwendung von schwer beschaffbaren Spezialteilen 
+* Kosten so niedrig wie möglich
+=== Microcontroller ===
+[[Computer]]
+=== Piezo-Treiber ===
+[[Piezo Treiber]]
+=== Vorverstärker ===
+[[Vorverstärker]]
+=== Software ===
+Da die Software durchaus kompliziert ist, sind in dem Wiki direkt nur Anweisung zur Installation und oberflächliche Eingriffe, um beispielsweise Messparameter ändern zu können, beschrieben. Ausführlichere Dokumentationen und Informationen finden sich in dem Quellcode.<br>
+[[Installation]]
 == Zusammenbau von Scaneinheit und Steuereinheit ==