Anleitung für den Nachbau

Die verschiedenen Bauteile des STMs sind in der Entwicklung relativ unabhängig, aus diesem Grund ist eine genaue Reihenfolge für einen gelungenen Aufbau nicht unbedingt zwingend. Um jedoch Übersicht und Ordnung in die Konstruktion zu bringen, wird in Folgendem eine Anleitung vorgeschlagen, mit der ein fehlerfreier Aufbau ermöglicht wird. Meistens lassen sich allerdings mehrere Arbeitsschritte parallel ausführen, aus diesem Grund werden die einzelnen Arbeitsschritte in Entwicklungsphasen eingeteilt, in denen allerdings die Reihenfolge nicht entscheidend ist. Diese Seite stellt also eine vorgeschlagene Reihenfolge für den Aufbau des STMs dar, die konkreten Arbeiten finden sich auf den verlinkten Seiten. Um einen Scan ausführen zu können, muss das STM noch kalibriert werden, die Anleitung für einen Scan schildert das vorgehen, um das STM in Betrieb zu nehmen.

Vorbereitung

Liste der benötigten Bauteile

Liste der Bauteile für die Scaneinheit

Modul	Bestellnummern	Preis	zusätzliche Informationen
Gehäuse	ThorLabsArt.-Nr.: KC1-T/M 88	~90€	Linsenhalter von ThorLabs
	ThorLabs Art.-Nr.: ER2-P4	~21€	Verbindungsstangen für den Aufbau
	ThorLabs Art.-Nr.: SP05/M	~30€	unterste Ebene für den Aufbau mit 3 Ebenen
Scankopf	Murata Electronics Art. Nr.: 7BB-20-6	36 ct pro Stück	Piezo, mehrere bestellen
	Conrad Bestell-Nr.: 741119 - 62	65 ct	Stiftleiste
			Gold-Pins
Spitze		1,60 €	0,4 mm Silberdraht
Probenhalter			Neodym-Magnet
	Plano Art-Nr.: G3347	10 €	Klebepad
			Glimmerplättchen
			Messingplättchen
Dämpfung	glatte Steinplatte (Baumarkt)	10 €	mehr als 10kg schwer
	Styrodur	ca. 5 €	"hart"
	Schaumstoff	ca. 5 €	"weich"

Liste der Bauteile für die Steuerungseinheit

Modul	Bestellnummern	Preis	zusätzliche Informationen
Stromumwandler	dreimal Microe DAC 2 click	19 €	DAC
	Microe ADC 8 Click	21 €	ADC
Vorverstärker	https://oshpark.com/shared_projects/XQKkLpe6	2,5 $	Board des Vorverstärkers
	Mouser Bestell-Nr.: 603-HHV-50FR-52-10M	45 ct	10 MOhm Widerstand
Piezotreiber
Stromversorgung

Für die Realisierung mit dem M5-Stack:

Modul	Bestellnummern	Preis	zusätzliche Informationen
Computer			M5-Stack
Anschluss für DACs/ ADC			Platine
			Kabel

Für die Realisierung mit dem STM32F407:

Modul	Bestellnummern	Preis	zusätzliche Informationen
Computer			STM32F407

Sonstige Bauteile

Modul	Bestellnummern	Preis	zusätzliche Informationen
Kleber	Conrad Bestell-Nr.: 1503383 - 62	13 €	Zweikomponentenkleber von JB Wild
	Sekundenkleber	4€	handelsüblich
Verkabelung

Aufbau der Module

1. Phase (Aufbau der Module der Scaneinheit)

Als ersten Arbeitsschritt bietet es sich an, das Gehäuse zu bearbeiten, also die Löcher für die spätere Befestigung des Scankopfes zu bohren. Danach ist ein sinnvoller Schritt den Scankopf zu bauen, also das Piezoelement zu realisieren.

2. Phase (Zusammensetzen der Scaneinheit)

1. Schritt:

Nach dem die vorbereitenden Schritte ausgeführt worden sind, lässt sich nun das Piezoelement an der obersten Ebene des Gehäuses befestigen, also die Installation des Scankopfes am Gehäuses.
Währenddessen lässt sich auch der Probenhalter am Gehäuse installieren. Der Aufbau des Probenhalters erfolgt gleich bei der Installation des Probenhalters am Gehäuse.

2. Schritt:

Nun sind alle in das Gehäuse integrierten Bauteile installiert, und das Gehäuse kann zusammengesetzt werden (Zusammensetzung des Gehäuses)

3. Phase (Aufbau der Module der Steuerungseinheit)

Die Reihenfolge, in der die einzelnen Module der Steuerungseinheit aufgebaut werden, spielt keine Rolle, doch es bietet sich an, mit dem Vorverstärker zu beginnen. Nach dem die bestellte Platine um einen Rückkopplungswiderstand erweitert wurde, kann dieser schon direkt an das Gehäuse wie beschrieben dran geklebt werden.
Als nächster großer Schritt kann der Piezotreiber realisiert werden.
Abhängig davon, ob die Realisierung mit dem M5-Stack oder mit dem STM32F407 gewählt wurde, können die DACs und ADCs, wie auf der Seite des Computers beschrieben, mit dem Computer verbunden werden.

4. Phase (Installieren der Steuerungseinheit an der Scaneinheit)

Nun ist die Verdrahtung des Piezotreibers am Gehäuse ein sinnvoller nächster Arbeitsschritt. Diese ist auch auf der Seite des Piezotreibers beschrieben.
Danach muss der Piezotreiber, wie auf der Seite beschrieben, mit den DACs verbunden werden.
Die Verbindung des Vorverstärkers mit dem ADC findet sich auch auf dessen Seite.

5. Phase (Installation des STM)

Schließlich muss der Aufbau auf die Dämpfung gestellt werden
Das STM benötigt verschiedene Stromversorgungen; die Stromversorgung Biasstrom, Stromversorgung für Piezotreiber und Vorverstärker und zuletzt die Stromversorgung des Computers