Open-source syringe pump/pt
| Tipo | |
|---|---|
| Autores | Bas Wijnen Emily J. Hunt Gerald C. Anzalone Joshua M. Pearce |
| Localização | Michigan , EUA |
| Status | Projetado Modelado Prototipado Verificado |
| Verificado por | MAIORIA |
| Anos |
| Fazendo instruções | https://github.com/mtu-most/franklin |
|---|---|
| Licença de hardware | CERN-OHL-S |
| Certificações | Iniciar certificação OSHWA |
Este artigo explora um novo método de código aberto para o desenvolvimento e a fabricação de equipamentos científicos de alta qualidade, adequados para uso em praticamente qualquer laboratório. Uma bomba de seringa foi projetada utilizando um software de desenho assistido por computador (CAD) de código aberto e disponível gratuitamente, e fabricada utilizando uma impressora 3D RepRap de código aberto e peças prontamente disponíveis. O projeto, a lista de materiais e as instruções de montagem estão disponíveis globalmente para qualquer pessoa que deseje utilizá-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 a 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 exija uma bomba de seringa, incluindo dosagem cuidadosamente controlada de reagentes, produtos farmacêuticos e fornecimento de mídia viscosa para impressora 3D, entre outras aplicações.
- O código-fonte do atuador linear e do servidor da bomba estão hospedados 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. Assim, o SCAD será compilado corretamente.
- Para exemplos de arquivos STL, veja https://www.youmagine.com/designs/syringe-pump
- Veja também: Modificações de código aberto na bomba de seringa Lynch - inclui 1) Mecanismo de escape para mover o bloco do empurrador sem acionar o motor, 2) Grampo de seringa aberto para permitir fácil remoção, 3) Controle Arduino com EasyDriver.
- Para calcular o valor de trabalhar em projetos como este, veja: Quantificando o valor do desenvolvimento de hardware de código aberto
Materiais e Ferramentas
Observação: Esta página descreve a construção mecânica e a instalação do software. O artigo descreve a eletrônica como foi implementada originalmente. Este método não é mais mantido. Agora, recomenda-se o uso de um controlador de impressora 3D, como RAMPS ou Melzi & Franklin, para controlar o dispositivo. O método antigo é detalhado na aba Discussão desta página.
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Como construir uma bomba de seringa de código aberto
Fixe o motor na extremidade do motor usando 4 arruelas M3 e 4 parafusos sextavados M3 x 20 mm.
Insira as 2 hastes de metal na extremidade do motor e prenda-as no lugar com 2 porcas M3 e 2 parafusos sextavados internos M3 x 10 mm.
Insira a haste roscada no acoplador até a metade, a outra metade deve ficar no motor, prenda-a.
Escave as duas extremidades do carro, com uma broca manual ou faca para fazer um furo no plástico
Rolamentos lineares e porca inseridos no carro.]] Encaixe os rolamentos lineares nas extremidades vazadas do carro. Em seguida, insira uma porca M5 no encaixe para porcas na parte inferior do carro.
Base do suporte do êmbolo fixada ao carro]]Fixe a base do suporte do êmbolo ao carro com 2 porcas M3 e 2 parafusos sextavados internos M3 x 10 mm.
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Deslize o carro na haste roscada e certifique-se de que as duas hastes de metal se encaixem nos rolamentos lineares
Porcas M5 montadas na haste roscada.]] Depois que o carro estiver na metade da haste roscada, rosqueie duas porcas M5 na haste roscada.
Insira os dois rolamentos nas ranhuras circulares na extremidade intermediária.
Agora deslize a extremidade intermediária sobre as hastes e prenda-a com mais duas porcas M5 na extremidade da haste roscada. Empurre as duas porcas já instaladas na haste até a extremidade intermediária para prendê-la.
Insira o corpo da seringa nos suportes do corpo e deslize o êmbolo na base do suporte do êmbolo
Usando quatro parafusos M3 x 40 mm, quatro arruelas M3 e quatro porcas M3, fixe as duas peças de fixação à extremidade intermediária da bomba. Coloque duas porcas na parte superior do suporte, mais próximo do carro, e duas porcas na parte inferior do suporte, contra a extremidade intermediária.
Insira a aba do suporte do êmbolo na parte superior do êmbolo para prendê-lo à bomba e evitar que ele escorregue durante o uso.
Controlador: Conexão e Calibração
Esta é uma descrição do uso do Franklin para controlar o dispositivo. Última versão disponível gratuitamente no GitHub .
(O artigo descreve a eletrônica como foi implementada originalmente. Este método não é mais mantido. Agora é recomendado usar um controlador de impressora 3D RepRap, como um RAMPS ou Melzi, que você pode comprar online, e Franklin para controlar o dispositivo. As instruções originais estão disponíveis na aba Discussão.)
O motor deve ser conectado à placa de controle nos terminais destinados ao primeiro eixo (normalmente chamado de 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, com pequenos passos, empurre a seringa em direção ao marcador maior, de modo que o êmbolo fique exatamente na marca. (Devido à folga, você deve realizar todo o procedimento apenas empurrando.)
Clique no botão home para definir a posição como 0.
Empurre-o mais até chegar a outro marcador (quanto maior a distância, melhor). Certifique-se de dar pequenos passos no final, para garantir que você consiga fazer isso apenas empurrando.
Registre a posição atual.
Divida o número de mm relatado pelo acoplamento pelo número de mililitros entre os marcadores. Este é o valor correto de acoplamento para esta seringa.
Após definir o acoplamento correto, ajuste a velocidade máxima para um valor adequado (se for muito alta, o motor irá pular) e nomeie e salve o perfil. Defina também este perfil como padrão.
Clique com o botão direito do mouse no link de exportação e salve o arquivo de destino em um local do seu computador onde você possa encontrá-lo. Use este arquivo para restaurar o perfil, se necessário.
Se você quiser que a interface fique correta (claro que quer), abra o perfil em um editor de texto simples e altere a configuração unit_name de mm para mL. Salve e importe as novas configurações. Observe como todas as unidades na interface mudam.
A bomba está pronta para uso. Você pode usar a posição x para movê-la manualmente ou carregar o G-Code, que move a coordenada X para movê-la em um padrão pré-programado. Um exemplo simples de G-Code é:
Taxa mínima de bombeamento
A quantidade mínima de bombeamento é um único passo do motor; a quantidade depende do tamanho da seringa. Aqui, o parafuso de avanço tem um passo de 0,8 mm e o motor realiza 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 25 ml é de aproximadamente 4 cm², portanto, um passo é o produto desses dois valores, que é 0,1 mm³ = 0,1 μL.
Não há um valor mínimo para a velocidade que a bomba pode atingir, mas se você se aproximar do tamanho do passo, o fluxo será em passos perceptíveis em vez de contínuo. Por exemplo, se você quiser 1 μL/min, ela dará um passo a cada 6 segundos.
Veja também
- Modificações de bomba de seringa de código aberto Lynch - inclui 1) Mecanismo de escape para mover o bloco do empurrador sem acionar o motor, 2) Grampo de seringa aberto 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 do OSAT
- Hardware de código aberto
- Revisão da literatura sobre bombas de seringa
- Misturador Nutating 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 laboratório replicáveis digitalmente de código aberto
- 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 garrafas científico de código aberto
- Prensa de folhas científicas quentes e frias de código aberto para investigar propriedades de materiais baseados em polímeros
Iniciativas Acopladas
- Peças modificadas de bomba de seringa de código aberto - por Dylan Lynch
- Bomba aberta - Ajude a criar melhores dispositivos para ambientes de saúde e laboratórios
- Bomba de seringa aberta no Hackaday por naroom - controlado por Arduino
- Bomba de seringa OS de Will 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 E-steps-per-mm - Método para calcular os E-steps-per-mm de uma extrusora com base na bomba de seringa de código aberto.
- LVESPmm - Script Python com GUI para calcular os E-Steps-per-mm de uma extrusora baseada na Bomba de Seringa de Código Aberto.
Nas notícias
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- Mais um dia, mais uma adição fenomenal à lista de ferramentas práticas, sem exageros, reais, tangíveis e imprimíveis em 3D, que certamente trarão mudanças bem-vindas. Desta vez, é a comunidade científica que pode cantar louvores e brindar, pois está prestes a colher os benefícios – e economizar bastante – com bombas de seringa impressas em 3D.
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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 para bombas injetoras ajudará cientistas a financiar a província - 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 mais valioso comercialmente da Grande China Portal profissional de TI.)
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| Autores | Joshua M. Pearce , Bas Wijnen |
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| Licença | CC-BY-SA-3.0 |
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| Organizações | A MAIORIA , MTU |
| Citar como | Joshua M. Pearce , Bas Wijnen (2014–2025). "Bomba de seringa de código aberto" . Apropédia . Recuperado em 19 de setembro de 2025 . |