В этой статье исследуется новый метод с открытым исходным кодом для разработки и производства высококачественного научного оборудования, подходящего для использования практически в любой лаборатории. Шприцевой насос был спроектирован с использованием бесплатно доступного программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР) с открытым исходным кодом и изготовлен с использованием 3D- принтера RepRap с открытым исходным кодом и легкодоступных деталей. Проект, спецификация материалов и инструкции по сборке доступны всем желающим по всему миру. Предоставляется подробная информация об использовании программного обеспечения САПР и 3-D принтера RepRap. Использование Raspberry Pi (частично с открытым исходным кодом).Также проиллюстрирован компьютер как устройство беспроводного управления. Была оценена производительность шприцевого насоса, и подробно описаны методы, использованные для оценки. Стоимость всей системы, включая контроллер и веб-интерфейс управления, составляет порядка 5% или меньше, чем можно было бы ожидать заплатить за коммерческий шприцевой насос с аналогичными характеристиками. Конструкция должна соответствовать потребностям конкретной исследовательской деятельности, требующей шприцевого насоса, включая тщательно контролируемое дозирование реагентов, фармацевтических препаратов и доставку вязких материалов для 3D-принтера, а также других приложений.
- Исходный код линейного привода и сервера насоса находится здесь: https://github.com/mtu-most/linear-actuator.
- Если вы настраиваете свой собственный насос, вам потребуются файлы библиотеки MOST SCAD, которые можно найти здесь: https://github.com/mtu-most/most-scad-libraries Загрузите их все и поместите в ту же папку, что и файлы для насоса. -- тогда SCAD скомпилируется правильно.
- Например, файлы STL см. https://www.youmagine.com/designs/syringe-pump.
- См. также: Модификации шприцевого насоса Lynch с открытым исходным кодом - включают 1) Механизм спуска для перемещения блока толкателя без запуска двигателя, 2) Открытый зажим шприца для легкого снятия, 3) Управление Arduino с помощью EasyDriver.
- Чтобы подсчитать ценность работы над подобными проектами, см.: Количественная оценка стоимости разработки оборудования с открытым исходным кодом.
Содержание
Материалы и инструменты
|
|
Как создать шприцевой насос с открытым исходным кодом
Контроллер: подключение и калибровка
Это описание использования Франклина для управления устройством. Последняя версия доступна бесплатно на Github .
(В документе описана электроника в том виде, в котором она была изначально реализована. Этот метод больше не поддерживается. Теперь рекомендуется использовать контроллер 3D-принтера RepRap, такой как RAMPS или Melzi, который вы можете подобрать в Интернете и Франклин для управления устройства. Оригинальная инструкция доступна во вкладке Обсуждение.)
Двигатель необходимо подключить к плате управления к клеммам, предназначенным для первой оси (обычно называемой X). Во Франклине загрузите профиль для имеющейся у вас платы, затем настройте профиль и откалибруйте насос:
Вытащите шприц немного за большую отметку. Затем маленькими шажками подтолкните шприц к отметке большего размера так, чтобы поршень оказался точно на отметке. (Из-за люфта вам нужно выполнить всю процедуру, только нажимая.)
Нажмите кнопку «Домой», чтобы установить позицию на 0.
Толкайте его дальше, пока не дойдете до другого маркера (чем больше расстояние, тем лучше). Обязательно делайте небольшие шаги в конце, чтобы быть уверенным, что вы делаете это, только нажимая.
Запишите текущее положение.
Разделите полученное количество мм, умноженное на сцепление, на количество миллилитров между маркерами. Это правильное значение соединения для этого шприца.
Теперь насос готов к использованию. Вы можете использовать запись позиции X, чтобы переместить ее вручную, или загрузить G-код, который перемещает координату X, чтобы переместить ее по заранее запрограммированному шаблону. Простой пример G-кода:
Г1 Х10 Ф600 ; Введите 10 мл со скоростью 600 мл/мин (10 мл/с).Г1 Х1 Ф120 ; Введите 1 мл со скоростью 100 мл/мин (2 мл/с).Г4 П500 ; Подождите 500 мс.Г1 Х1 ; Введите еще один мл с той же скоростью.Г1 Х10 Ф600 ; Повторить.Г1 Х1 Ф120Г0 Х-5 ; Оттяните 5 мл на максимальной скорости.
Минимальная скорость насоса
Минимальная мощность насоса составляет один шаг двигателя; сколько это зависит от размера шприца. Здесь шаг ходового винта составляет 0,8 мм, а двигатель совершает 3200 микрошагов за оборот, поэтому один шаг соответствует перемещению плунжера 0,8 мм/3200 = 250 нм. Поперечное сечение шприца емкостью 25 мл составляет около 4 см², поэтому один шаг представляет собой произведение этих чисел и составляет 0,1 мм³ = 0,1 мкл.
Минимального значения скорости, с которой может работать насос, не существует, но если вы приблизитесь к размеру шага, поток будет идти заметными шагами, а не непрерывным. Например, если вам нужна скорость 1 мкл/мин, он будет делать один шаг каждые 6 секунд.
Смотрите также
- Модификации шприцевого насоса Lynch с открытым исходным кодом - включают в себя 1) Механизм спуска для перемещения блока толкателя без запуска двигателя, 2) Открытый зажим шприца для легкого снятия, 3) Управление Arduino с помощью EasyDriver
- Лаборатория с открытым исходным кодом
- Создание исследовательского оборудования с использованием бесплатного оборудования с открытым исходным кодом.
- Наука с открытым исходным кодом
- Оптика с открытым исходным кодом
- 3D-печать OSAT с открытым исходным кодом
- Аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом
- Обзор литературы по шприцевым насосам
- Нутирующий миксер с открытым исходным кодом, напечатанный на 3D-принтере
- Двухосевая карданная система с открытым исходным кодом для 3D-печати для оптоэлектронных измерений
- Ystrumer: многофункциональный экструдер с открытым исходным кодом и возможностями измерения и мониторинга.
- Лабораторные весы с открытым исходным кодом, воспроизводимые в цифровой форме
- Конструкция вакуумной печи с открытым исходным кодом для низкотемпературной сушки: оценка эффективности переработанного ПЭТ и биомассы
- Многоканальная пипетка с открытым исходным кодом, 3D-печать, соответствующая стандарту ISO 8655
- Научный ролик для бутылок с открытым исходным кодом
Совместные инициативы
- Модифицированные детали шприцевого насоса с открытым исходным кодом - Дилан Линч
- Открытый насос . Помогите создать более совершенные устройства для здравоохранения и лабораторных условий.
- Открытый шприцевой насос на Hackaday от naroom — под управлением Arduino
- Шприцевой насос Уилла Патрика OS в Массачусетском технологическом институте
- Проект экструдера для пасты Hedron
- Загрузка пробной базы данных:
- Универсальный экструдер для пасты.
- Экструдер Bricoleur Clay, с открытым исходным кодом
- Метод E-шагов на мм — метод расчета E-шагов на мм экструдера на основе шприцевого насоса с открытым исходным кодом.
- LVESPmm — скрипт Python с графическим интерфейсом для расчета количества шагов на мм экструдера на основе шприцевого насоса с открытым исходным кодом.
В новостях
- Наука стала дешевле (и быстрее): библиотека дизайна позволяет исследователям печатать свои собственные шприцевые насосы
- Врачи могут напечатать свои собственные инструменты на 3D-принтере за небольшие деньги - Gizmodo, Gizmodo India , Gizmodo Australia , USA News
- Шприцевые насосы, напечатанные на 3D-принтере, идеально подходят для ученых, испытывающих нехватку денег
- Конструкция шприцевого насоса, которую можно напечатать на 3D-принтере, снижает затраты на лабораторию - Med Device
- Шприцевые насосы, напечатанные на 3D-принтере , могут сократить расходы на научные исследования
- 3D-печать ведет к еще одному прорыву в создании лабораторного оборудования своими руками - Phys.org
- Лабораторное оборудование с помощью 3D-печати своими руками - Nanowerk
- Шприцевые насосы, напечатанные на 3D-принтере, могут сократить расходы на систематические исследования – World News Source
- Исследователи теперь могут печатать свои собственные шприцевые насосы на 3D-принтере с помощью RepRap - 3Ders
- Заниматься наукой стало дешевле и быстрее - Science Codex
- RepRap: Лабораторное оборудование с открытым исходным кодом делает науку дешевле и быстрее - Science 2.0
- Шприцевые насосы, напечатанные на 3D-принтере, стоят лишь часть традиционных насосов - 3D-печать
- «Еще один день, еще одно феноменальное дополнение к списку практических, не требующих ажиотажа, реальных, осязаемых инструментов для 3D-печати, которые обязательно принесут некоторые долгожданные изменения. На этот раз именно научное сообщество может петь дифирамбы и поднимать бокалы, поскольку они собираются воспользоваться преимуществами – и сэкономить кучу денег – на шприцевых насосах, напечатанных на 3D-принтере».
- Заниматься наукой стало дешевле и быстрее - ECN
- Врачи теперь могут печатать шприцевые насосы на 3D-принтере за гроши
- 3DP ведет к еще одному прорыву в производстве научного оборудования своими руками — Engineering.com
- Медицинский мир может стать намного дешевле благодаря 3D-печати Внутри 3DP
- Шприцевые насосы, напечатанные на 3D-принтере, могут сократить расходы на научные исследования — Electronic Engineering Journal
- Michigan Tech предлагает бесплатные проекты лабораторного оборудования для 3D - печати
- Лабораторное оборудование, напечатанное на 3D-принтере, увеличивает бюджеты исследований - блог новостей Polymer Solutions, руководитель лаборатории
- Новые проекты с открытым исходным кодом делают лабораторную работу доступной - The Lode
- Наука стала дешевле (и быстрее) – современные достижения в области медицины
- Библиотека шприцевых насосов с открытым исходным кодом — Replicator World
- Шприцевой насос с открытым исходным кодом — Raspberrypi.org
- Шприцевой насос с открытым исходным кодом #piday #raspberrypi @Raspberry_Pi - Adafruit
- Шприцевой насос с открытым исходным кодом - FreeIO.org
- Как 3D-печать может сократить медицинские расходы
- БИБЛИОТЕКА ШАБЛОНОВ ПОЗВОЛЯЕТ ИССЛЕДОВАТЕЛЯМ ПЕЧАТЬ В 3D СОБСТВЕННЫЕ ШПРИЦОВЫЕ НАСОСЫ - InfoHighTech (Франция)
- Аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом для революционных медицинских услуг - 3Druck (Германия)
- Шприцевой насос, напечатанный на 3D-принтере - Что дальше (Польша)
- Библиотека моделей 3D-печати инжекторных насосов с открытым исходным кодом, которая поможет ученым провинциальных денег - Maker8 (Китай)
- 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) — первый в мире китайский технологический портал, самый коммерчески ценный портал для ИТ-специалистов в Большом Китае .)
- Científicos ahorran millones en Equipment con simple invento - Электроника онлайн (испанский)
- Открытый аппаратный шприц, напечатанный на 3D-принтере, принес стоимость в 800 миллионов долларов - исследование показало - Индустрия 3D-печати
- Пионеры «открытого оборудования» настаивают на создании недорогого лабораторного комплекта – Nachedeu