Das LEGO- Rasterkraftmikroskop-Modell

Das LEGO- Rasterkraftmikroskop-Modell
(„Mindstorms-AFM“)
Einleitung
Das LEGO®-Modell des Rasterkraftmikroskop
(AFM) ist ein funktionstüchtiges Modell, welches
zur Untersuchung von Oberflächen eingesetzt
werden kann. Mit dem Modell lässt sich
demonstrieren, wie ein AFM funktioniert und
welche Parameter zur Messung und Darstellung
eingestellt werden können. Das Modell wurde an
der Universität Rhode Island (USA) entwickelt. Die
Unterlagen wurden von der Innovationsgesellschaft, St.Gallen teilweise übersetzt und
angepasst. Die Hauptbestandteile (Motoren,
Controller, LabVIEW-Programm, etc.) sind im
LEGO® Mindstorms NXT 2.0 Baukasten enthalten (Mod.-Nr. 8547). Die fehlenden Bausteine können
im LEGO Online-Shop (Pick A Brick) bestellt werden. Eine Liste sämtlicher Materialien sowie eine
Bauanleitung finden Sie auf der offiziellen Webseite des LEGO®-AFMs oder auf dem USB-Stick des
SimplyNano 1® Koffers.
Wichtig: Die Bauteile für das AFM „Mindstorms-Edition“ sind NICHT im "SimplyNano 1®"-Koffer
enthalten und müssen separat gekauft werden. Die Materialkosten (Mindstorms + Bausteine
betragen ca. 700 CHF.
Benötigte Hard- und Software
Sie benötigen folgende Hard- und Software für das Modell.
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LEGO®-Bauelemente (siehe Produktliste)
http://mcise.uri.edu/park/MNEL/legoafm/downloads/partlist.zip
LabView Run-Time Engine 2011 (32-bit)
http://www.ni.com/download/labview-run-time-engine-2011/2534/en/
LEGO® Mindstorms NXT 2.0 (Software)
http://service.lego.com/en-us/helptopics/products/themes/mindstorms/mindstormsnxt/nxt-software-download
LEGO® AFM-Controller
http://mcise.uri.edu/park/MNEL/legoafm/downloads/controlsoftware/LegoAFM_Controller.
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Bedienungsanleitung und Inbetriebnahme
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Überprüfen Sie, ob Ihr Lego-AFM vollständig ist und ob Sie die
benötigte Software (siehe oben) installiert haben.
Richten Sie den Laser via Spiegel auf den unteren Sensor.
Die Platte des AFM-Modells sollte so nahe wie möglich am
"Laserpointer-Turm" stehen.
Starten Sie Ihren Computer und schalten Sie parallel dazu den "NXT Brick" ein.
Schliessen Sie den "NXT Brick" per USB-Kabel an Ihren Computer an. (Falls Sie das Gerät
zum ersten Mal an den Computer anschliessen, warten Sie, bis alle Treiber vollständig
installiert sind.)
Starten Sie nun den AFM-Controller. (Wenn nicht alle notwendigen Programme
installiert sind, können Sie hier nicht fortfahren.)
Wählen Sie als Verbindungsart "USB" aus und geben Sie den Namen Ihres "NXT Bricks"
ein. Dieser ist standardmässig "NXT".
Klicken Sie jetzt oben links auf den Haken dann auf "Ausführen".
Das Programm ist nun startbereit, klicken Sie auf "Start", um mit
die Messung zu beginnen. Passen Sie die Parameter an.
Wenn die Messung fertig ist, stoppt das Programm automatisch.
Sie können die Resultate der Messung betrachten (s. Bild)
Wenn Sie eine neue Messung durchführen wollen, klicken Sie oben
wieder auf "Ausführen". Beachten Sie dabei, dass alle Parameter
wieder zurückgesetzt werden, wenn Sie auf "Ausführen" klicken.
Bringen Sie die Platte wieder in ihre Startposition.
Mess- und Darstellungsparameter
Creep Correction
(empfohlener Wert: 10)
Gleicht die Erschütterungen und Unregelmässigkeiten aus, die durch den Motor entstehen. .
Y-Axis Iterations
(empfohlener Wert: 20)
Legt fest, wie viele Durchläufe das Programm macht, bis es stoppt. Um die Platte einmal zu
scannen, benötigt es genau 20 Durchläufe.
Noise Suppression
(empfohlener Wert: 25-30)
Legt die Grenze (Schwellenwert) der zu erkennenden Werte fest. Unterhalb dieses Wertes werden
keine Signale aufgezeichnet.
Kontakt
Die Innovationsgesellschaft, Lerchenfeldstr. 5
CH-9014 St.Gallen
+41 (0)71 278 02 04
[email protected]
www.innovationsgesellschaft.ch
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