Este artigo explora um novo método de código aberto para desenvolver e fabricar equipamentos científicos de alta qualidade, adequados para uso em praticamente qualquer laboratório. Uma bomba de seringa foi projetada usando software de design assistido por computador (CAD) de código aberto disponível gratuitamente e fabricada usando uma impressora 3-D RepRap de código aberto e peças prontamente disponíveis. O design, a lista de materiais e as instruções de montagem estão disponíveis globalmente para qualquer pessoa que deseje usá-los. São fornecidos detalhes sobre o uso do software CAD e da impressora 3D RepRap. O uso de um computador Raspberry Pi (parcialmente de código aberto) como dispositivo de controle sem fio também é ilustrado. O desempenho da bomba de seringa foi avaliado e os métodos utilizados para avaliação são detalhados. O custo de todo o sistema, incluindo o controlador e a interface de controle baseada na web, é da ordem de 5% ou menos do que se esperaria pagar por uma bomba de seringa comercial com desempenho semelhante. O projeto deve atender às necessidades de uma determinada atividade de pesquisa que exige uma bomba de seringa, incluindo dosagem cuidadosamente controlada de reagentes, produtos farmacêuticos e distribuição de mídia viscosa para impressora 3-D, entre outras aplicações.
- O código-fonte do atuador linear e do servidor da bomba está hospedado aqui: https://github.com/mtu-most/linear-actuator
- Se você estiver personalizando sua própria bomba, precisará da MAIORIA dos arquivos da biblioteca SCAD encontrados aqui: https://github.com/mtu-most/most-scad-libraries Baixe todos eles e coloque-os na mesma pasta dos arquivos da bomba -- então o SCAD será compilado corretamente.
- Por exemplo, arquivos STL, consulte https://www.youmagine.com/designs/syringe-pump
- Veja também: Modificações da bomba de seringa de código aberto Lynch - inclui 1) Mecanismo de escape para mover o bloco empurrador sem ligar o motor, 2) Braçadeira de seringa aberta para permitir fácil remoção, 3) Controle Arduino com EasyDriver.
- Para calcular o valor de trabalhar em projetos como este, consulte: Quantificando o valor do desenvolvimento de hardware de código aberto
Conteúdo
Materiais e Ferramentas
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Como construir uma bomba de seringa de código aberto
Controlador: Conexão e Calibração
Esta é uma descrição para usar o Franklin para controlar o dispositivo. Versão mais recente disponível gratuitamente no Github .
(O artigo descreve a eletrônica como foi originalmente implementada. Este método não é mais mantido. Agora é recomendado usar um controlador de impressora 3-D RepRap, como RAMPS ou Melzi, que você pode adquirir online e Franklin para controlar o dispositivo. As instruções originais estão disponíveis na guia Discussão.)
O motor deve ser conectado ao cartão de controle nos terminais destinados ao primeiro eixo (normalmente denominado X). No Franklin, carregue o perfil da placa que você possui, configure o perfil e calibre a bomba:
Puxe a seringa um pouco além de um marcador grande. Em seguida, usando pequenos passos, empurre a seringa até o marcador maior para que o êmbolo fique exatamente na marca. (Por causa da folga, você deseja fazer todo o procedimento apenas empurrando.)
Clique no botão home para definir a posição como 0.
Empurre-o ainda mais até chegar a outro marcador (uma distância maior é melhor). Certifique-se de dar pequenos passos no final, para ter certeza de fazer isso apenas empurrando.
Registre a posição atual.
Divida o número relatado de mm vezes o acoplamento pelo número de mililitros entre os marcadores. Este é o valor de acoplamento correto para esta seringa.
A bomba agora está pronta para uso. Você pode usar a entrada da posição x para movê-la manualmente ou fazer upload do G-Code que move a coordenada X para movê-la em um padrão pré-programado. Um exemplo simples de código G é:
G1 X10 F600; Empurre 10 mL a 600 mL/min (10 mL/s).G1X1F120; Empurre 1 mL a 100 mL/min (2 mL/s).G4P500; Aguarde 500 ms.G1X1; Empurre outro mL na mesma velocidade.G1 X10 F600; Repita.G1 X1 F120G0X-5; Retire 5 mL na velocidade máxima.
Taxa Mínima de Bomba
A quantidade mínima de bomba é uma única etapa do motor; quanto isso depende do tamanho da seringa. Aqui o parafuso de avanço tem um passo de 0,8 mm e o motor dá 3.200 micropassos por revolução, portanto, um passo é um movimento do êmbolo de 0,8 mm/3.200 = 250 nm. A seção transversal de uma seringa de 25ml tem cerca de 4cm², então um passo é o produto deles, que é 0,1mm³=0,1μL.
Não existe um valor mínimo para a velocidade que a bomba pode atingir, mas se você chegar perto do tamanho do passo, o fluxo será em passos perceptíveis em vez de contínuo. Por exemplo, se você quiser 1μL/min, ele fará uma etapa a cada 6 segundos.
Veja também
- Modificações da bomba de seringa de código aberto Lynch - inclui 1) Mecanismo de escape para mover o bloco empurrador sem ligar o motor, 2) Braçadeira de seringa aberta para permitir fácil remoção, 3) Controle Arduino com EasyDriver
- Laboratório de código aberto
- Construindo equipamentos de pesquisa com hardware gratuito e de código aberto
- Ciência de código aberto
- Óptica de código aberto
- Impressão 3D de código aberto de OSAT
- Hardware de código aberto
- Revisão da literatura sobre bomba de seringa
- Misturador de nutação impresso em 3D de código aberto
- Sistema de cardan de eixo duplo de código aberto imprimível em 3D para medições optoeletrônicas
- Ystruder: extrusora multifuncional de código aberto com recursos de detecção e monitoramento
- Balanças de nível laboratorial de código aberto digitalmente replicáveis
- Projeto de forno a vácuo de código aberto para secagem em baixa temperatura: avaliação de desempenho para PET reciclado e biomassa
- Pipeta multicanal impressa em 3D de código aberto compatível com ISO 8655
- Rolo de garrafa científica de código aberto
Iniciativas Acopladas
- Peças modificadas da bomba de seringa de código aberto - por Dylan Lynch
- Bomba aberta -Ajude a criar dispositivos melhores para ambientes de saúde e de laboratório
- Bomba de seringa aberta no Hackaday por naroom - controlada por Arduino
- A bomba de seringa OS de Patrick no MIT
- Projeto Extrusora de Pasta Hedron
- Uploads de banco de dados de teste:
- Extrusora de pasta universal
- Extrusora de argila Bricoleur, código aberto
- Método de passos E por mm - Método para calcular os passos E por mm de uma extrusora com base na bomba de seringa de código aberto.
- LVESPmm - Script Python com GUI para cálculo de E-Steps-per-mm de uma extrusora baseada na Bomba de Seringa Open Source.
Nas noticias
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- Bombas de seringa impressas em 3D são perfeitas para cientistas sem dinheiro - placa-mãe
- Projeto de bomba de seringa imprimível em 3D reduz custos de laboratório - Med Device
- Bombas de seringa impressas em 3D podem reduzir o custo da pesquisa científica - Gizmag
- A impressão 3D leva a outro avanço em equipamentos de laboratório do tipo “faça você mesmo” - Phys.org
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- Bombas de seringa impressas em 3D poderiam reduzir custos de pesquisa sistemática - World News Source
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- Fazer ciência ficou mais barato – e mais rápido – Science Codex
- RepRap: Equipamento de laboratório de código aberto torna a ciência mais barata – e mais rápida – Ciência 2.0
- As bombas de seringa impressas em 3D custam apenas uma fração das bombas tradicionais - Impressão 3D
- "Mais um dia, outra adição fenomenal à lista de ferramentas práticas, sem exageros, reais, tangíveis e imprimíveis em 3D, que certamente trarão algumas mudanças bem-vindas. Desta vez, é a comunidade científica que pode elogiar e levantar suas taças como eles estão prestes a colher os benefícios – e economizar muito – em bombas de seringa impressas em 3D.”
- Fazer ciência ficou mais barato – e mais rápido – ECN
- Médicos podem imprimir bombas de seringa em 3D por uma ninharia agora - Softpedia
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- Biblioteca de bombas de seringa de código aberto - Replicator World
- Bomba de seringa de código aberto - Raspberrypi.org
- Bomba de seringa de código aberto #piday #raspberrypi @Raspberry_Pi - Adafruit
- Bomba de seringa de código aberto - FreeIO.org
- Como a impressão 3D pode reduzir despesas médicas - Nation Swell
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- Hardware de código aberto soll durch Kosteneinsparung Medizin Revolutionieren - 3Druck (Alemanha)
- Bomba de seringa impressa em 3D - What Next (Polônia)
- Biblioteca de modelos de impressão 3D de código aberto de bomba de injeção para ajudar cientistas com dinheiro provincial - Maker8 (China)
- 3D打印,模型库,注射泵,开源 - 中关村在线办公打印频道- oa.zol.com.cn (Zhongguancun Online (zol.com.cn) - o primeiro portal de tecnologia chinês do mundo, o portal profissional de TI mais comercialmente valioso da Grande China .)
- Científicos ahorran millones en equipo con simple invento - Electronics Online (Espanhol)
- Seringa de hardware aberto impressa em 3D rende valor de US$ 800 milhões, conclui estudo - Indústria de impressão 3D
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