Open-source syringe pump/es

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This article explores a new open-source method for developing and manufacturing high-quality scientific equipment suitable for use in virtually any laboratory. A syringe pump was designed using freely available open-source computer aided design (CAD) software and manufactured using an open-source RepRap 3-D printer and readily available parts. The design, bill of materials and assembly instructions are globally available to anyone wishing to use them. Details are provided covering the use of the CAD software and the RepRap 3-D printer. The use of a (partly open-source) Raspberry Pi computer as a wireless control device is also illustrated. Performance of the syringe pump was assessed and the methods used for assessment are detailed. The cost of the entire system, including the controller and web-based control interface, is on the order of 5% or less than one would expect to pay for a commercial syringe pump having similar performance. The design should suit the needs of a given research activity requiring a syringe pump including carefully controlled dosing of reagents, pharmaceuticals, and delivery of viscous 3-D printer media among other applications.

• The source code for the linear actuator and pump server are housed here: https://github.com/mtu-most/linear-actuator
• Si está personalizando su propia bomba, necesitará la MAYORÍA de los archivos de la biblioteca SCAD que se encuentran aquí: https://github.com/mtu-most/most-scad-libraries Descárguelos todos y colóquelos en la misma carpeta que los archivos de la bomba; luego, el SCAD se compilará correctamente.
• Por ejemplo, los archivos STL se ven https://www.youmagine.com/designs/syringe-pump
• Véase también: Modificaciones de la bomba de jeringa de código abierto de Lynch - incluye 1) Mecanismo de escape para mover el bloque empujador sin hacer funcionar el motor, 2) Abra la abrazadera de la jeringa para permitir una fácil extracción, 3) Control Arduino con EasyDriver.
• Para calcular el valor de trabajar en proyectos como este, consulte:Cuantificación del valor del desarrollo de hardware de código abierto

E. Presentación de Hunt D80 sobre la bomba de jeringa de código abierto

Nota: Esta página describe la construcción mecánica y la instalación del software. El artículo describe la electrónica tal como se implementó originalmente. Este método ya no se mantiene. Ahora se recomienda utilizar un controlador de impresora 3D como RAMPS o Melzi y Franklin para controlar el dispositivo. El método antiguo se detalla en la pestaña Discusión de esta página.

Materiales Impreso en 3D Contar Fin del motor 1 Carro 1 Base del soporte del émbolo 1 Pestaña del soporte del émbolo 1 Portacuerpos 2 Fin inactivo 1 Motores y metal Contar Motor NEMA17 1 Acoplamiento de eje de 5 mm x 5 mm 1 Rodamiento de bolas de 625z 2 Cojinete lineal LM6UU 2 Tornillo de tapa de cabeza hueca M3 x 10 mm 6 Tornillos de cabeza hueca M3 x 20 mm 4 Tornillos de cabeza hueca M3 x 40 mm 4 Tuerca hexagonal M3 13 Tuerca hexagonal M5 5 Varilla roscada M5 0,2 m 1 Acero para herramientas A2 de 6 mm 0,2 m 2

Herramientas Llave Allen M3 Broca de 3 mm

1

Asegure el motor en el extremo del motor utilizando 4 arandelas M3 y 4 tornillos de cabeza hueca M3 x 20 mm.

2

Inserte las 2 varillas de metal en el extremo del motor, luego asegúrelas en su lugar con 2 tuercas M3 y 2 tornillos de cabeza hueca M3 x 10 mm.

3

Inserte la varilla roscada en el acoplador hasta la mitad, la otra mitad debe estar en el motor, asegúrela.

4

Ahueca los dos extremos del carro con una broca de mano o un cuchillo para hacer un agujero en el plástico

5

Coloque los cojinetes lineales en su lugar en los extremos ahuecados del carro. A continuación, inserte una tuerca M5 en la trampa para tuercas situada en la parte inferior del carro.

6

Fije la base del soporte del émbolo al carro con 2 tuercas M3 y 2 tornillos de cabeza hueca M3 x 10 mm.

7

El contenedor de separación conectado.

8

Deslice el carro sobre la varilla roscada y asegúrese de que las dos varillas metálicas encajen en los cojinetes lineales

9

Una vez que el carro esté a mitad de la varilla roscada, enrosque dos tuercas M5 en la varilla roscada.

10

Inserte los dos cojinetes en las ranuras circulares del extremo loco.

11

Ahora deslice el extremo loco sobre las varillas y asegúrelo con dos tuercas M5 más en el extremo de la varilla roscada. Empuje las dos tuercas que ya están en la varilla hasta el extremo loco para asegurarla.

12

Inserte el cuerpo de la jeringa en los soportes del cuerpo y luego deslice el émbolo dentro de la base del soporte del émbolo

13

Utilizando cuatro pernos M3 x 40 mm, cuatro arandelas M3 y cuatro tuercas M3, asegure las dos piezas de sujeción al extremo loco de la bomba. Coloque dos tuercas en la parte superior del soporte, más cerca del carro, y dos tuercas en la parte inferior del soporte, contra el extremo loco.

14

Inserte la pestaña del soporte del émbolo en la parte superior del émbolo para asegurarlo a la bomba y evitar que se resbale durante el uso.

Esta es una descripción para usar Franklin para controlar el dispositivo. Última versión disponible de forma gratuita Github.

(El artículo describe la electrónica tal como se implementó originalmente. Este método ya no se mantiene. Ahora se recomienda utilizar un controlador de impresora 3D RepRap, como RAMPS o Melzi, que puede adquirir en línea y Franklin para controlar el dispositivo. Las instrucciones originales están disponibles en la pestaña Discusión.)

El motor debe estar conectado al tablero de control en los terminales destinados al primer eje (normalmente llamado X). En Franklin, carga el perfil de la placa que tienes, luego configura el perfil y calibra la bomba:

1

Establezca el número de temperaturas en 0, los ejes de posición en 1 y las extrusoras y seguidores en 0.

2

Deshabilite ambos interruptores de límite.

3

Ajuste el acoplamiento a 100 pasos/mm y el límite de velocidad a 20 mm/s.

4

Coloque la posición del interruptor en 0 y luego encienda la bomba. Esto establece la posición actual en la posición del interruptor.

5

Seleccione la entrada de posición x. Luego presione la flecha hacia arriba y hacia abajo para mover la bomba en pasos pequeños, página hacia arriba y hacia abajo para moverla en pasos más grandes.

6

La bomba debe expulsar el líquido cuando se mueve en dirección positiva. Si se mueve en la dirección incorrecta, inviértalo.

12

Después de configurar el acoplamiento correcto, ajuste la velocidad máxima a un valor que funcione (si es demasiado alto, el motor saltará) y nombre y guarde el perfil. Configure también este perfil como predeterminado.

13

Haga clic derecho en el enlace de exportación y guarde el destino en una ubicación de su computadora donde pueda encontrarlo. Utilice este archivo para restaurar el perfil si lo necesita.

14

Si desea que la interfaz sea correcta (por supuesto que lo desea), abra el perfil en un editor de texto sin formato y cambie la configuración de unit_name de mm a mL. Guárdalo e importa la nueva configuración. Observe cómo cambian todas las unidades de la interfaz.

La bomba ya está lista para usarse. Puede utilizar la entrada de posición x para moverla manualmente o cargar el código G que mueve la coordenada X para moverla en un patrón preprogramado. Un ejemplo simple de código G es:

La cantidad mínima de bomba es un solo paso del motor; cuánto depende del tamaño de la jeringa. Aquí el tornillo de avance tiene un paso de 0,8 mm y el motor realiza 3200 micropasos por revolución, por lo que un paso es un movimiento del émbolo de 0,8 mm/3200=250 nm. La sección transversal de una jeringa de 25 ml es de alrededor de 4 cm², por lo que un paso es el producto de estos, que es 0,1 mm³=0,1 μL.

No existe un valor mínimo para la velocidad a la que puede ir la bomba, pero si te acercas al tamaño del paso, el flujo será en pasos notables en lugar de continuo. Por ejemplo, si desea 1 μL/min, realizará un paso cada 6 segundos.

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