Initial attempt at PicoForce 0x05120005 support.
authorW. Trevor King <wking@drexel.edu>
Thu, 21 Apr 2011 12:12:27 +0000 (08:12 -0400)
committerW. Trevor King <wking@drexel.edu>
Thu, 21 Apr 2011 12:12:27 +0000 (08:12 -0400)
hooke/driver/picoforce.py
test/data/vclamp_picoforce/0x05120005 [new file with mode: 0644]
test/data/vclamp_picoforce/README
test/data/vclamp_picoforce/playlist.hkp
test/picoforce_driver.py

index 4912b77..845412d 100644 (file)
@@ -32,7 +32,8 @@ from .. import curve as curve # this module defines data containers.
 from . import Driver as Driver # this is the Driver base class
 
 
-__version__='0.0.0.20100516'
+__version__='0.0.0.20110421'
+
 
 class PicoForceDriver (Driver):
     """Handle Bruker Picoforce force spectroscopy files.
@@ -151,7 +152,8 @@ class PicoForceDriver (Driver):
         Otherwise, raise `ValueError`.
         """
         version = info['Force file list'].get('Version', None)
-        if version not in ['0x06120002', '0x06130001', '0x07200000']:
+        if version not in ['0x05120005', '0x06120002', '0x06130001',
+                           '0x07200000']:
             raise NotImplementedError(
                 '%s file version %s not supported (yet!)\n%s'
                 % (self.name, version,
@@ -194,6 +196,9 @@ class PicoForceDriver (Driver):
         traces = {}
         version = info['Force file list']['Version']
         type_re = re.compile('S \[(\w*)\] "([\w\s.]*)"')
+        if isinstance(info['Ciao force image list'], dict):
+            # there was only one image, but convert to list for processing
+            info['Ciao force image list'] = [info['Ciao force image list']]
         for image in info['Ciao force image list']:
             offset = int(image['Data offset'])
             length = int(image['Data length'])
@@ -208,7 +213,7 @@ class PicoForceDriver (Driver):
                 offset=offset,
                 info=image,
                 )
-            if version in ['0x06120002', '0x06130001']:
+            if version in ['0x05120005', '0x06120002', '0x06130001']:
                 match = type_re.match(image['@4:Image Data'])
                 assert match != None, 'Bad regexp for %s, %s' \
                     % ('@4:Image Data', image['@4:Image Data'])
@@ -243,6 +248,37 @@ class PicoForceDriver (Driver):
                 #d.tofile('%s.dat' % tname, sep='\n')
                 pass
             traces[tname] = d
+        if 'Z sensor' not in traces:
+            # some picoforce files only save deflection
+            assert version == '0x05120005', version
+            force_info = info['Ciao force list']
+            deflection = traces['Deflection']
+            volt_re = re.compile(
+                'V \[Sens. ([\w\s.]*)\] \(([.0-9]*) V/LSB\) *(-?[.0-9]*) V')
+            match = volt_re.match(force_info['@4:Ramp size Zsweep'])
+            size = float(match.group(3))
+            match = volt_re.match(force_info['@4:Ramp offset Zsweep'])
+            offset = float(match.group(3))
+            match = volt_re.match(force_info['@4:Ramp Begin Zsweep'])
+            begin = float(match.group(3))
+            match = volt_re.match(force_info['@4:Ramp End Zsweep'])
+            end = float(match.group(3))
+            #\@4:Feedback value Zsweep: V [Sens. Zscan] (0.002056286 V/LSB)       0 V
+            #\@4:Z display Zsweep: V [Sens. Zscan] (0.002056286 V/LSB) 18.53100 V
+            assert len(deflection) % 2 == 0, len(deflection)
+            points = len(deflection)/2
+            traces['Z sensor'] = curve.Data(
+                shape=deflection.shape,
+                dtype=numpy.float,
+                info=info['Ciao force image list'][0],
+                )
+            # deflection data seems to be saved as
+            #   [final approach, ..., initial approach,
+            #    initial retract, ..., final retract]
+            traces['Z sensor'][:points] = numpy.linspace(
+                offset+begin+size, offset+begin, points)
+            traces['Z sensor'][-points:] = numpy.linspace(
+                offset+begin+size, offset+end, points)
         return traces
 
     def _validate_traces(self, z_piezo, deflection):
@@ -307,12 +343,18 @@ class PicoForceDriver (Driver):
 
     def _translate_block_info(self, info, z_piezo_info, deflection_info, name):
         version = info['Force file list']['Version']
+        if version == '0x05120005':
+            k_key = 'Spring constant'
+        else:
+            assert version in [
+                '0x06120002', '0x06130001', '0x07200000'], version
+            k_key = 'Spring Constant'
         ret = {
             'name': name,
             'raw info': info,
             'raw z piezo info': z_piezo_info,
             'raw deflection info': deflection_info,
-            'spring constant (N/m)': float(z_piezo_info['Spring Constant']),
+            'spring constant (N/m)': float(z_piezo_info[k_key]),
             }
 
         t = info['Force file list']['Date'] # 04:42:34 PM Tue Sep 11 2007
@@ -322,11 +364,16 @@ class PicoForceDriver (Driver):
             'V \[Sens. ([\w\s.]*)\] \(([.0-9]*) V/LSB\) (-?[.0-9]*) V')
         hz_re = re.compile(
             'V \[Sens. ([\w\s.]*)\] \(([.0-9]*) kHz/LSB\) (-?[.0-9]*) kHz')
-        if version in ['0x06120002', '0x06130001']:
+        if version in ['0x05120005', '0x06120002', '0x06130001']:
             match = volt_re.match(z_piezo_info['@4:Z scale'])
             assert match != None, 'Bad regexp for %s, %s' \
                 % ('@4:Z scale', z_piezo_info['@4:Z scale'])
-            assert match.group(1) == 'ZSensorSens', z_piezo_info['@4:Z scale']
+            if version == '0x05120005':
+                assert match.group(1) == 'Deflection', (
+                    z_piezo_info['@4:Z scale'])
+            else:
+                assert match.group(1) == 'ZSensorSens', (
+                    z_piezo_info['@4:Z scale'])
         else:
             assert version == '0x07200000', version
             match = hz_re.match(z_piezo_info['@4:Z scale'])
@@ -341,14 +388,24 @@ class PicoForceDriver (Driver):
         match = volt_re.match(deflection_info['@4:Z scale'])
         assert match != None, 'Bad regexp for %s, %s' \
             % ('@4:Z scale', deflection_info['@4:Z scale'])
-        assert match.group(1) == 'DeflSens', z_piezo_info['@4:Z scale']
+        if version == '0x05120005':
+            assert match.group(1) == 'Deflection', z_piezo_info['@4:Z scale']
+        else:
+            assert version in [
+                '0x06120002', '0x06130001', '0x07200000'], version
+            assert match.group(1) == 'DeflSens', z_piezo_info['@4:Z scale']
         ret['deflection sensitivity (V/bit)'] = float(match.group(2))
         ret['deflection range (V)'] = float(match.group(3))
         ret['deflection offset (V)'] = 0.0
         # offset assumed if raw data is signed...
 
         nm_sens_re = re.compile('V ([.0-9]*) nm/V')
-        if version in ['0x06120002', '0x06130001']:        
+        if version == '0x05120005':
+            match = nm_sens_re.match(info['Scanner list']['@Sens. Zscan'])
+            assert match != None, 'Bad regexp for %s/%s, %s' \
+                % ('Scanner list', '@Sens. Zscan',
+                   info['Scanner list']['@Sens. Zscan'])
+        elif version in ['0x06120002', '0x06130001']:        
             match = nm_sens_re.match(info['Ciao scan list']['@Sens. ZSensorSens'])
             assert match != None, 'Bad regexp for %s/%s, %s' \
                 % ('Ciao scan list', '@Sens. ZSensorSens',
@@ -361,9 +418,17 @@ class PicoForceDriver (Driver):
                    info['Ciao scan list']['@Sens. ZsensSens'])
         ret['z piezo sensitivity (m/V)'] = float(match.group(1))*1e-9
 
-        match = nm_sens_re.match(info['Ciao scan list']['@Sens. DeflSens'])
-        assert match != None, 'Bad regexp for %s/%s, %s' \
-            % ('Ciao scan list', '@Sens. DeflSens', info['Ciao scan list']['@Sens. DeflSens'])
+        if version == '0x05120005':
+            match = nm_sens_re.match(info['Ciao scan list']['@Sens. Deflection'])
+            assert match != None, 'Bad regexp for %s/%s, %s' \
+                % ('Scanner list', '@Sens. Zscan',
+                   info['Ciao scan list']['@Sens. Deflection'])
+        else:
+            assert version in [
+                '0x06120002', '0x06130001', '0x07200000'], version
+            match = nm_sens_re.match(info['Ciao scan list']['@Sens. DeflSens'])
+            assert match != None, 'Bad regexp for %s/%s, %s' \
+                % ('Ciao scan list', '@Sens. DeflSens', info['Ciao scan list']['@Sens. DeflSens'])
         ret['deflection sensitivity (m/V)'] = float(match.group(1))*1e-9
 
         match = volt_re.match(info['Ciao force list']['@Z scan start'])
@@ -392,22 +457,28 @@ class PicoForceDriver (Driver):
             ret['z piezo sensitivity (V/bit)'] = float(match.group(2))
             ret['z piezo range (V)'] = float(match.group(3))
         else:
-            assert version == '0x07200000', version
+            assert version in ['0x05120005', '0x07200000'], version
             pass
 
-        match = volt_re.match(z_piezo_info['@4:Ramp size'])
-        assert match != None, 'Bad regexp for %s, %s' \
-            % ('@4:Ramp size', info['@4:Ramp size'])
-        assert match.group(1) == 'Zsens', match.group(1)
-        ret['z piezo ramp size (V/bit)'] = float(match.group(2))
-        ret['z piezo ramp size (V)'] = float(match.group(3))
+        if version == '0x05120005':
+            # already accounded for when generating 'Z sensor' trace
+            pass
+        else:
+            assert version in [
+                '0x06120002', '0x06130001', '0x07200000'], version
+            match = volt_re.match(z_piezo_info['@4:Ramp size'])
+            assert match != None, 'Bad regexp for %s, %s' \
+                % ('@4:Ramp size', info['@4:Ramp size'])
+            assert match.group(1) == 'Zsens', match.group(1)
+            ret['z piezo ramp size (V/bit)'] = float(match.group(2))
+            ret['z piezo ramp size (V)'] = float(match.group(3))
 
-        match = volt_re.match(z_piezo_info['@4:Ramp offset'])
-        assert match != None, 'Bad regexp for %s, %s' \
-            % ('@4:Ramp offset', info['@4:Ramp offset'])
-        assert match.group(1) == 'Zsens', match.group(1)
-        ret['z piezo ramp offset (V/bit)'] = float(match.group(2))
-        ret['z piezo ramp offset (V)'] = float(match.group(3))
+            match = volt_re.match(z_piezo_info['@4:Ramp offset'])
+            assert match != None, 'Bad regexp for %s, %s' \
+                % ('@4:Ramp offset', info['@4:Ramp offset'])
+            assert match.group(1) == 'Zsens', match.group(1)
+            ret['z piezo ramp offset (V/bit)'] = float(match.group(2))
+            ret['z piezo ramp offset (V)'] = float(match.group(3))
 
         # Unaccounted for:
         #   Samps*
diff --git a/test/data/vclamp_picoforce/0x05120005 b/test/data/vclamp_picoforce/0x05120005
new file mode 100644 (file)
index 0000000..dbfb3ab
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,433 @@
+\*Force file list\r
+\Version: 0x05120005\r
+\Date: 10:28:31 AM Thu Mar 03 2011\r
+\Start context: FOL\r
+\Data length: 40960\r
+\Text: \r
+\History: \r
+\Navigator note: \r
+\Engage X Pos: \r
+\Engage Y Pos: \r
+\*Equipment list\r
+\Description: Extended BioScope\r
+\Controller: IIIA\r
+\Microscope: BioScope\r
+\Extender: Basic\r
+\Tip Exchange: None\r
+\Vision: None\r
+\Zoom System: Motorized\r
+\Scanner file: 1921g1xg.scn\r
+\Profile name: default\r
+\*Scanner list\r
+\Scanner type: Dimension\r
+\Serial number: 378-1X\r
+\Piezo size: G\r
+\File name: 1921g1xg.scn\r
+\Retracted offset der: 1.35\r
+\Extended offset der: 9.4\r
+\Allow rotation: Allow\r
+\Piezo cal: 440\r
+\X sensitivity: 158.404\r
+\X derate: 0.2309\r
+\X mag: 1.22\r
+\X mag1: 0.9\r
+\X arg: 3.15\r
+\Fast arg derate: 0\r
+\X round: 0\r
+\Orthogonality: -0.0109083\r
+\Y sensitivity: 178.164\r
+\Y derate: 0.2144\r
+\Y mag: 0.92\r
+\Y mag1: 1.23\r
+\Y arg: 3.02\r
+\Slow arg derate: 0\r
+\X slow sensitivity: 172.112\r
+\X slow derate: 0.3127\r
+\Y fast sensitivity: 153.356\r
+\Y fast derate: 0.2526\r
+\X slow-fast coupling: 0.5267\r
+\X slow-fast coupling derating: 0.0003709\r
+\Y slow-fast coupling: 0.4497\r
+\Y slow-fast coupling derating: -0.0005157\r
+\Fast cal freq: 2.44141\r
+\Slow cal freq: 4.76838\r
+\Xs-Yf coupling: 0.06706\r
+\Xs-Yf coupling derating: -3.915e-005\r
+\Ys-Xf coupling: 0.0717\r
+\Ys-Xf coupling derating: -0.0002088\r
+\X offset sens: 280\r
+\Y offset sens: 280\r
+\@Sens. Zscan: V 14.84000 nm/V\r
+\@Sens. Current: V 10.00000 nA/V\r
+\*Ciao scan list\r
+\Parameter select: Main\r
+\Operating mode: Force\r
+\Tip serial number: \r
+\Scan size: 0 nm\r
+\X offset: 0 nm\r
+\Y offset: 0 nm\r
+\Rotate Ang.: 0\r
+\Samps/line: 512\r
+\Lines: 512\r
+\Y disable: Enabled\r
+\Aspect ratio: 1:1\r
+\Bidirectional scan: Disabled\r
+\Scan line shift: 0\r
+\Scan rate: 1.45322\r
+\Tip velocity: 0\r
+\Minimum scan rate: 0.1\r
+\Lift rate: 4\r
+\X drift: 0\r
+\Y drift: 0\r
+\Step XY size: 300\r
+\Cycles: 10\r
+\Step XY period: 0.005\r
+\Step size: 5\r
+\Units: Metric\r
+\Color table: 12\r
+\Scope dualtrace: Dual\r
+\Auto X Sep: 0\r
+\Auto Y Sep: 0\r
+\Auto pattern: Linear\r
+\Auto number: 2\r
+\Capture direction: Up\r
+\Capture prelines: 50\r
+\Engage Setpoint: 1\r
+\Min int. gain: 3\r
+\Parm update retract: Disabled\r
+\Drive feedback: Disabled\r
+\Drive time: 0\r
+\Drive setpoint: 1\r
+\Drive gain: 80\r
+\Profiler profiling: Disabled\r
+\Profiler length goal: 500\r
+\Profiler length actual: 0.001\r
+\Profiler speed: 1\r
+\Profiler scan time: 0.001\r
+\Profiler resolution: 0.001\r
+\Profiler x position: 0\r
+\Profiler y position: 0\r
+\Profiler z position: 0\r
+\Profiler profiler position: 0\r
+\Profiler tilt angle: 0\r
+\Profiler direction: Forward\r
+\Profiler axis: Aux\r
+\Profiler ramp-up ideal-distance multiplier: 25\r
+\Profiler ramp-up total-distance minimum: 2\r
+\Profiler ramp-up total-distance goal: 10\r
+\Profiler backlash-removal distance: 10\r
+\Profiler backlash-removal speed: 33\r
+\Profiler num profile axis display points 3D: 512\r
+\Gain start: 32\r
+\Gain end: 192\r
+\Gain incr: 32\r
+\Pro. Gain factor: 1.5\r
+\Max shift: 0.05\r
+\Lines/gain: 3\r
+\Gain offset: 0.9\r
+\Auto Gain: Disabled\r
+\Start size: 0 nm\r
+\Pass 2 size: 0 nm\r
+\Pass 3 size: 0 nm\r
+\Pass 4 size: 0 nm\r
+\Feature scan angle: 0\r
+\Feature Scan rate: 1\r
+\Feature step size: 0.138889\r
+\Feature setpoint: 0.1\r
+\Feature threshold: 2000\r
+\Pass delay: 5\r
+\Z offset: 0\r
+\Z tolerance: 13791\r
+\Engage X offset: 0 nm\r
+\Engage Y offset: 0 nm\r
+\Engage step size: 0.138889\r
+\Engage Z sens.: 12.5\r
+\Engage Z avg.: 10\r
+\Engage Z delay: 0.5\r
+\Height engage: Disabled\r
+\Current sens.: High 1 pA/V\r
+\Extended Current sens: High 1 pA/V\r
+\Bias limit: 12 V\r
+\AFM Current Sens.: High 1 nA/V\r
+\SECPM sens: 1000 mV/V\r
+\Nanopot gain: 1x\r
+\HF current: 1\r
+\HF freq.: 100\r
+\HF Start freq.: 100\r
+\HF End freq.: 100\r
+\HF Step freq.: 100\r
+\HF power: -30\r
+\HF Start power: -30\r
+\HF End power: -30\r
+\HF Step power: 0\r
+\HF RF: Off\r
+\HF AM: Off\r
+\HF lower limit: -20\r
+\HF upper limit: 0\r
+\HF int. gain: 5\r
+\HF prop. gain: 5\r
+\HF engage: Disabled\r
+\HF current capture: 0\r
+\HF display: Current\r
+\MR preamp gain: 1000\r
+\MSM bias voltage: 0\r
+\MSM resistance: 150\r
+\MSM bias delay: 1\r
+\MSM test current: 3\r
+\MSM max sensor resist: 200\r
+\MSM min sensor resist: 10\r
+\MSM enable: Enabled\r
+\MSM Probe Delay: 2\r
+\Engage MRR: -1\r
+\Scan MRR: -1\r
+\XY Closed Loop: Off\r
+\Analog2 High Voltage: 0\r
+\Analog22 High Voltage: 0\r
+\@InterleaveList: S [InterleaveOffMode] "Disabled"\r
+\@LinearizeList: S [LinearizeOffMode] "modeLinearizeOff"\r
+\@MicroscopeList: S [AFMMode] "Contact"\r
+\@Capacitance feedback: S [] ""\r
+\@MSMSource: S [MSMCurrentMode] "Current"\r
+\@2:Zmod: S [] "Disabled"\r
+\@3:Zmod: S [] "Disabled" linked\r
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+\@3:SPMFeedbackList: S [SPMFb] "Deflection" linked\r
+\@2:InputFbList: S [] ""\r
+\@3:InputFbList: S [] ""\r
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