Computer

Computer

Um ein möglichst autarkes System anbieten zu können, soll das STM möglichst allein durch einen in den Aufbau integrierten Computer bedienbar sein. Ansprüche an diesen sind unteranderem:

• genügend Rechenpower für die Datenverarbeitung
• Interface zur Bedienung
• eventuell kleines Display zur instantanen Anzeige von Steuerungs- und Tunnelströmen und eine Vorschau des Scans.

Momentan gibt es verschiedene Möglichkeiten für den Computer:

V1

Übersicht

Display des STM32F407 (Hauptmenü der Version von Alex Meier)

STM32F407 von unten mit aufgesteckten DACs und ADC

Micromedia STM32F407
Preis ~ 250€
Vorteile:

• Display (direkte Vorschau für den Scan und momentan Werte der Ströme)
• Touchpad (angenehme Steuerung)
• Steckplätze für ADC und DACs (Click-System von Microe ca. 100€ für DACs und ADC zusätzlich) => relativ wenig Lötarbeit

Nachteile:

• Schaltkreis zur Aufsummierung der Steuerungsströme ist notwendig (s. unten)
• teuer

zwar bequemste und unaufwändigste Variante, allerdings eventuell außerhalb des Budgets. Möglich wäre auch eine kleinere Variante diese Chipes mit kleinerem Display und 100€ günstiger, allerdings sind dort keine Steckplätze und Bedienung auch nicht äquivalent möglich => keine nenneswerte Vorteile gegenüber V2

V2

STM32F405
Preis ~ 25€ Vorteile:

• günstig

Nachteile:

• nur externe Anzeige und Steuerung (zB. mit LabVIEW)
• keine Steckmöglichkeiten für ADC und DACs => löten

=> nur eine relevante Möglichkeit, falls eine nahe zu Live-Verbindung zwischen Board und externem Computer möglich ist

V3

M5-Stack

Übersicht

M5 Stack
ca. 40-50€ Vorteile:

• günstiger leistungsfähiger Computer
• Drei Knöpfe für simple Menüführung
• Display
• eventuell über W-Lan Verbindung Streaming möglich

Nachteile:

• nur 4 Ansteckbereiche für DACs/ADCs => Schaltkreis zur Summation der Steuerungsströme

Ankopplung der DACs und ADC

Schaltplan für die Ankopplung der DACs und des ADC

Die DACs und der ADC müssen über einen Schaltkreis mit dem M5-Stack verbunden werden. Um aufwändige und Fehler provozierende Lötarbeit umgehen zu können, ist eine sehr bequeme Möglichkeit, sich eine Schaltplatine drucken zu lassen. Dies ist zum Beispiel bei JL CPCB möglich, dafür müssen auf der Website folgende Daten (Daten müssen noch verlinkt werden) hochgeladen werden und für wenige Euro sich die Platte in fünffacher Ausführung drucken und zu senden lassen. Auf diese können die DACs und der ADC aufgesteckt werden.
Alternativ lässt sich dieser Schaltkreis auch schon mit integrierten DACs und ADC bestellen, dies ist zwar nicht so anschaulich, allerdings könnte so weiteres Geld eingespart werden.

Fazit

Der STM32F407 ist sicherlich der komfortabelste Aufbau und führt (Aufbau von Alex Meier) zu guten Resultaten. Dieser hält den Spulenstrom sehr konstant und hat auch schon die ersten erfolgreichen Scans ergeben. Allein der Preis ist in dem momentanen Budget von 500€ noch zu hoch.
Der STM32F405 könnte technisch die gleichen Leistungen wie der STM32F407 erreichen und würde zusätzlich den Preisrahmen erfüllen, jedoch ist der Aufbau durch die zusätzliche Lotarbeit deutlich aufwendiger und auch die Bedienung des STMs ist nicht autark, sondern muss über bspw. LabView erfolgen.
Der M5 Stack könnte die Vorteile der beiden Varianten verbinden, allerdings existiert noch kein vollständiger Aufbau, in dem ein M5 Stack integriert ist.