Форум РадиоКот

Добрый вечер, товарищи!

У меня возникла задача оцифровать сигнал со сканирующего электронного микроскопа. Ну и написать софт, котрый бы позволял получать нормальное изображения. Сейчас, на этой модели СЭМа процесс получения фотографии занимает очень долгое время. Для этого нужно сфотографировать элт экран микроскопа специальной камерой на плёнку редкого формата, проявить её ... Много времени и денег.

Радует то, что у СЭМа есть выход, с которого можно снять видеосигнал (со слов профессора 0-5 В). Частота сигнала (частота строковых синхроимпульсов) может меняться в зависимости от режима работы. В режиме сканирования - несколько кадров в секунду (1000х1000). В режиме съёмки - кадр в 20-30 секунду.

И возникает вопрос, как лучше оцифровать этот сигнал. Я рассматриваю 3 варианта:
*использовать АЦП из Arduino. Будет работать угобо, только в режиме съёмки, зато сравнительно просто.
*попробывать использовать ТВ-тюнер (только пришла в голову, не прорабатывал)
*использовать линейных вход

Идея испльзовать хороший АЦП, микроконтроллер, проектировать самому плату - не подходит.

Может, кто-нибудь даст дельных совет?
Имейте ввиду, что я биофизик (с ударением на физик), да ещё и студент, поэтому мои познания в области микроэлектроники не так высоки.

Вот, кстати, виновник торжества. СЭМ JSM-U3. Хоть он и старенький, но обладает очень ценными детекторами (волновыми). Дело в том, что стоимость одного такого детектора очень высока, сравнима со стоимостью всего микроскопа.

balachoff писал(а):...Радует то, что у СЭМа есть выход, с которого можно снять видеосигнал (со слов профессора 0-5 В)...

Надо не полагаться на слова профессора, а читать документацию. С документации все и начнется.

Частота сигнала (частота строковых синхроимпульсов) может меняться в зависимости от режима работы. В режиме сканирования - несколько кадров в секунду (1000х1000). В режиме съёмки - кадр в 20-30 секунду.

Опять гадание на кофейной гуще, но прикинем на пальцах:
- пусть в режиме сканирования формуруется 2 кадра в секунду, тогда частота формирования отсчетов АЦП составит 2*1000*1000=2 МГц, это означает, что время преобразования АЦП не должно быть больше 0,5 мкс.
- в режиме съемки частота формирования отсчетов АЦП составит 1000*1000/20 = 50 кГц

Смотрим данные на АЦП из Ардуины Мега:
- 13μs - 260μs Conversion Time
- Up to 76.9kSPS (Up to 15kSPS at Maximum Resolution)
Т.е АЦП ардуины в принципе подойдет по скорости только в режиме съемки и не при максимальном разрешении.
Однако, с учетом программных задержек, да с пересылками в буферное ОЗУ, скорее всего не успеть и в режиме съемки.

*попробывать использовать ТВ-тюнер (только пришла в голову, не прорабатывал)

ТВ-тюнер не пойдет - сигнал не ТВ, не стандартный.

*использовать линейных вход

Линейный вход чего? Звуковой карты?
Не пойдет:
- на входе разделительный конденсатор - постоянная составляющая сигнала будет потеряна
- частота выборок низкая.

Итого: "конструкция выходного дня" за рубль не получится.
Нужен хороший скоростной АЦП, нужен большой кадровый буфер, в который будут скидываться отсчеты, и который потом, не спеша, передастся на обработку в компьютер.
Сделать, конечно, можно, только, боюсь, не с твоими знаниями, увы.

стоимость одного такого детектора очень высока, сравнима со стоимостью всего микроскопа.

Стоимость хорошего оцифровщика и софта для него будет не дешевле .
Легче переделать фотоаппарат на цифровой ( поставить ПЗС матрицу на оптику и плату матрицы )

Кстати, есть ещё такой АЦП ЛА-2М2
http://www.rudshel.ru/show/museum/la-2m2_3.h

В принципе, можно попробывать найти комп с Pentium 3 и разъёмом ISA. Вожможно, это самый оптимальный вариант. Этот АЦП в режиме сканирования работать не будет, но съёмки вполне достаточно.
Но мне не хочется работать со старым софтом и железом. Я боюсь, что Pentium 3 будет тормозить, да и программу обработки придётся писать на С++, чтобы быстрее работало. А хотелось бы на Java.


Частота кадров меняется вручную. Это же аналоговый прибор. Тут нет строгих ограничений.

Документацию попрошу отсканировать.

jonpim писал(а):

стоимость одного такого детектора очень высока, сравнима со стоимостью всего микроскопа.

Стоимость хорошего оцифровщика и софта для него будет не дешевле .
Легче переделать фотоаппарат на цифровой ( поставить ПЗС матрицу на оптику и плату матрицы )

Один волновой детектор стоит порядка 150 тысяч евро. (новый микроскоп с другими детекторами стоит 200 тысяч евро) В этом микроскопе их 2. Поэтому, хороший оцифровщик будет стоить явно дешевле.

Переделка фотоаппарата на цифровой мне тоже не нравится. Представьте, какое качество изображения получается, если сфотографировать маленький зелёный экран 10х10 см? Этот экран - на мой взгляд самое узкое место, от него нужно избавляться.

jonpim писал(а):

стоимость одного такого детектора очень высока, сравнима со стоимостью всего микроскопа.

Стоимость хорошего оцифровщика и софта для него будет не дешевле .
Легче переделать фотоаппарат на цифровой ( поставить ПЗС матрицу на оптику и плату матрицы )

Кстати, стоимость подобных решений для СЭМов на западе вправду высока. Я специально узнавал. Американская фирма запросила чуть более 10 000 долларов. Немецкая - около 11 000 евро. Правда и прибор у них был круче.

Я с другом-микроэлектронщиком хотел сам такой прибор разработать, но для одного проекта, это слишком жирно.

balachoff писал(а):Кстати, есть ещё такой АЦП ЛА-2М2
... Я боюсь, что Pentium 3 будет тормозить, да и программу обработки придётся писать на С++, чтобы быстрее работало. А хотелось бы на Java...

Да вы с профессором просто ретроманьяки
Я боюсь, что программу для этого АЦП придется не просто писать на C, а еще и под DOS, чтобы АЦП можно было обрабатывать по прерываниям или использовать ПДП.
Какая уж тут Ява... А потом, под DOS же визуализировать. Страшно?

P.S. А тормозить P3, P2, P1 или даже 486DX тут не будет. Если, конечно, не на Яве программу писать.

P.P.S. Тут еще из поля зрения выпал вопрос строчной и кадровой синхронизации. Не тупо же молотить АЦП данные? Или все же тупо, а потом разбираться чего намолотили?

Представьте, какое качество изображения получается, если сфотографировать маленький зелёный экран 10х10 см?

Так этому чуду место в музее старины . Сейчас детекторы выдают цифру , так что так дорого стоит ретро

Один волновой детектор стоит порядка 150 тысяч евро.

Так что правильно что

Американская фирма запросила чуть более 10 000 долларов.

balachoff писал(а):...Переделка фотоаппарата на цифровой мне тоже не нравится. Представьте, какое качество изображения получается, если сфотографировать маленький зелёный экран 10х10 см? Этот экран - на мой взгляд самое узкое место, от него нужно избавляться.

Не надо переделывать фотоаппарат, нужно просто взять любой старый цифровой зеркальник - чтобы можно было вести макросъемку - или, даже, цифромыльницу с режимом макросъемки. И приспособить к экрану.
Результат явно будет не хуже, чем у пленочного варианта - уж разрешения больше 1 Мегапикселя фотоаппараты давно прошли.
Возможно, засада будет с длительными выдержками... Но это нужно проверять.
А качество... Да не хуже чем на пленке должно быть, а пленка ведь устраивала...
Думаю, этот вариант (не считая американского с немецким) наиболее реально воплотить. Оцифровку и программирование, даже с приятелем-электронщиком, вы вряд ли осилите...

bolek писал(а):

balachoff писал(а):...Переделка фотоаппарата на цифровой мне тоже не нравится. Представьте, какое качество изображения получается, если сфотографировать маленький зелёный экран 10х10 см? Этот экран - на мой взгляд самое узкое место, от него нужно избавляться.

Не надо переделывать фотоаппарат, нужно просто взять любой старый цифровой зеркальник - чтобы можно было вести макросъемку - или, даже, цифромыльницу с режимом макросъемки. И приспособить к экрану.
Результат явно будет не хуже, чем у пленочного варианта - уж разрешения больше 1 Мегапикселя фотоаппараты давно прошли.
Возможно, засада будет с длительными выдержками... Но это нужно проверять.
А качество... Да не хуже чем на пленке должно быть, а пленка ведь устраивала...
Думаю, этот вариант (не считая американского с немецким) наиболее реально воплотить. Оцифровку и программирование, даже с приятелем-электронщиком, вы вряд ли осилите...

Почему не осилю? Полноценный прибор, который бы работал в любом режиме вряд ли получится. Сделать в упрощённом виде для режима съёмки тоже не так уж легко, но вполне реально. Ведь даже частота дискретизации АЦП из arduino достаточна для режима съёмки.

Бог в помощь!
А, все же, как на счет ответа на ранее заданный вопрос, цитата:
"... Тут еще из поля зрения выпал вопрос строчной и кадровой синхронизации. Не тупо же молотить АЦП данные? Или все же тупо, а потом разбираться чего намолотили?"

bolek писал(а):Бог в помощь!
А, все же, как на счет ответа на ранее заданный вопрос, цитата:
"... Тут еще из поля зрения выпал вопрос строчной и кадровой синхронизации. Не тупо же молотить АЦП данные? Или все же тупо, а потом разбираться чего намолотили?"

Как я себе представляю, пусть АЦП себе молотит, главное чтобы полученные данные можно было нормально в память компьютера передать. На мой взгляд, обработать не так сложно, как нормально считать и передать.

По строчным и кадровым синхроимпульсам формируется изо на вашем элт экране . Без них оцифрованный сигнал нужно нарезать программно , а это тоже гемор , будут сильные искажения картинки - сигнал-то с головки аналоговый .

Частота сигнала (частота строковых синхроимпульсов) может меняться в зависимости от режима работы. В режиме сканирования - несколько кадров в секунду (1000х1000). В режиме съёмки - кадр в 20-30 секунду.

Надо знать все временные параметры этого сигнала .

jonpim писал(а):По строчным и кадровым синхроимпульсам формируется изо на вашем элт экране . Без них оцифрованный сигнал нужно нарезать программно , а это тоже гемор , будут сильные искажения картинки - сигнал-то с головки аналоговый .

Частота сигнала (частота строковых синхроимпульсов) может меняться в зависимости от режима работы. В режиме сканирования - несколько кадров в секунду (1000х1000). В режиме съёмки - кадр в 20-30 секунду.

Надо знать все временные параметры этого сигнала .

Я постараюсь это сделать. Но микроскоп стоит в Пущино, у меня нет к нему быстрого доступа. Пока я узнал, что возможно выводить изображение на такой монитор:
http://www.labguysworld.com/Shiba-VM-903-Flyer.htm

Для видео используется некий разъём SO230

Похоже телевизор с самым обычным композитным входом.
Для компьютера достаточно приобрести плату видеозахвата.

Чето не то с т.з. Наш джеол в режиме съемки дает 800х600. Причем оцифровку делала какая то контора из России.
В режиме обзора - осетра урезать надо сильно. Сам детектор не стоит того, чтобы оцифровку 2мпс делать. Там такого качества в сигнале просто нету.
Съемку замедляют, чтобы вытащить сигнал из шума.
Ардуина - конечно через чур. Но всяких USB АЦП сейчас полно.
Нет док, так хоть осциллографом подключитесь к выходу прибора. А там видно будет что да как.
Зы. Если совсем все плохо - можно закоротить конденсаторы на входе звуковухи.
http://elektropoleznosti.narod.ru/shemi/pc/pc.htm или смедия
http://nikolaew.org/avr_old/oscillograf.htm есс

Можно поставить гальваноразвязку вроде этой http://www.tech-diy.com/TestEquipment/O ... olator.htm

Похоже телевизор с самым обычным композитным входом.

Аналоговый монитор это не совсем телевизор . В нем более широкий диапазон строчной и кадровой развертки .
Тем более сигнал без цветности .

jonpim писал(а):

Похоже телевизор с самым обычным композитным входом.

Аналоговый монитор это не совсем телевизор . В нем более широкий диапазон строчной и кадровой развертки .
Тем более сигнал без цветности .

Как узнать, что там за формат? И какие платы видеозахвата подойдут?

minakan писал(а):Чето не то с т.з. Наш джеол в режиме съемки дает 800х600. Причем оцифровку делала какая то контора из России.
В режиме обзора - осетра урезать надо сильно. Сам детектор не стоит того, чтобы оцифровку 2мпс делать. Там такого качества в сигнале просто нету.
Съемку замедляют, чтобы вытащить сигнал из шума.
Ардуина - конечно через чур. Но всяких USB АЦП сейчас полно.
Нет док, так хоть осциллографом подключитесь к выходу прибора. А там видно будет что да как.
Зы. Если совсем все плохо - можно закоротить конденсаторы на входе звуковухи.
http://elektropoleznosti.narod.ru/shemi/pc/pc.htm или смедия
http://nikolaew.org/avr_old/oscillograf.htm есс

Можно поставить гальваноразвязку вроде этой http://www.tech-diy.com/TestEquipment/O ... olator.htm

Можешь скинуть ссылку хоть на один USB АЦП или PCI АЦП за приемлимую цену. А то я только дорогие находил.

Попробуйте вот такие на чипе EM2861