VILITO — Visible Light Tomography
Bildgebende Verfahren im medizinischen Sektor — Röntgen, Magnetresonanztomographie oder Computertomographie — lassen sich im Schulunterricht praktisch kaum demonstrieren. Sie sind teuer, meist groß und verwenden teilweise ionisierende Strahlung. Aus dieser Situation entstand die Idee, ein möglichst kompaktes Lehrsystem zu entwickeln, das stattdessen mit sichtbarem Licht funktioniert.
Öffentliche KBLT-Projekte (Kitchen-Based-Light-Tomography) hatten sich bereits mit ähnlichen Fragestellungen beschäftigt, allerdings mit einem anderen Ansatz als wir ihn verfolgten. Zu Beginn untersuchten wir die verfügbaren Komponenten und steuerten sie zunächst über einen Arduino Uno an, um erste Schaltungen und Code-Abschnitte zu entwickeln. Im Laufe der Arbeit wuchs das System zu einer komplexeren Lösung heran: ein Raspberry Pi mit einer selbst entworfenen Connector-Platine (Schrittmotortreiber TCM2208, dimmbare Lichtquelle), einem 3D-gedruckten Gehäuse und einer eigenen C++-GUI zur Steuerung von Drehteller-Geschwindigkeit und Lichtstärke.
Technischer Aufbau
Das Objekt wird auf einem motorisierten Drehteller platziert und schrittweise fotografiert, während eine dimmbare Lichtquelle für konsistente Beleuchtung sorgt. Die Steuerung — Motorgeschwindigkeit, Lichtstärke, Start/Stop — läuft über eine selbst geschriebene C++-Anwendung auf dem Raspberry Pi. Die aufgenommenen Bilder wurden anschließend mit VisualSFM zu einer 3D-Punktwolke rekonstruiert.
Imaging methods in the medical field — X-ray, MRI, or computed tomography — are practically impossible to demonstrate in a classroom setting. They're expensive, usually large, and some use ionizing radiation. That gap led to the idea of building the most compact possible teaching system that works with visible light instead.
Public KBLT projects (Kitchen-Based-Light-Tomography) had already tackled similar questions, but with a different approach than ours. We started by researching the available components and initially controlled them via an Arduino Uno, which let us develop first circuits and code sections given our existing familiarity with it. Over the course of the project, the system grew into something more complex: a Raspberry Pi with a custom-designed connector PCB (TCM2208 stepper driver, dimmable light source), a 3D-printed enclosure, and our own C++ GUI to control turntable speed and light intensity.
Technical setup
The object sits on a motorized turntable and is photographed step by step while a dimmable light source ensures consistent lighting. Control — motor speed, light intensity, start/stop — runs through a custom C++ application on the Raspberry Pi. The captured images were then reconstructed into a 3D point cloud using VisualSFM.
Bildmaterial
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