Bơm tiêm mã nguồn mở
Bài viết này khám phá một phương pháp nguồn mở mới để phát triển và sản xuất thiết bị khoa học chất lượng cao phù hợp để sử dụng trong hầu như mọi phòng thí nghiệm. Một máy bơm tiêm được thiết kế bằng phần mềm thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD) nguồn mở miễn phí và được sản xuất bằng máy in 3D RepRap nguồn mở và các bộ phận có sẵn. Thiết kế, danh mục vật liệu và hướng dẫn lắp ráp có sẵn trên toàn cầu cho bất kỳ ai muốn sử dụng chúng. Chi tiết được cung cấp bao gồm việc sử dụng phần mềm CAD và máy in 3D RepRap. Việc sử dụng máy tính Raspberry Pi (một phần nguồn mở) làm thiết bị điều khiển không dây cũng được minh họa. Hiệu suất của máy bơm tiêm đã được đánh giá và các phương pháp được sử dụng để đánh giá được nêu chi tiết. Chi phí của toàn bộ hệ thống, bao gồm bộ điều khiển và giao diện điều khiển dựa trên web, vào khoảng 5% hoặc ít hơn so với chi phí mà người ta mong đợi phải trả cho một máy bơm tiêm thương mại có hiệu suất tương tự. Thiết kế phải phù hợp với nhu cầu của một hoạt động nghiên cứu nhất định yêu cầu máy bơm tiêm bao gồm liều lượng thuốc thử, dược phẩm được kiểm soát cẩn thận và cung cấp phương tiện in 3D nhớt trong số các ứng dụng khác.
- Mã nguồn cho bộ truyền động tuyến tính và máy chủ bơm được lưu trữ tại đây: https://github.com/mtu-most/linear-actuator
- Nếu bạn đang tùy chỉnh máy bơm của riêng mình, bạn sẽ cần HẦU HẾT các tệp thư viện SCAD được tìm thấy tại đây: https://github.com/mtu-most/most-scad-libraries Tải xuống tất cả và đặt chúng vào cùng thư mục với các tệp của máy bơm -- sau đó SCAD sẽ biên dịch chính xác.
- Ví dụ các tệp STL hãy xem https://www.youmagine.com/designs/syringe-pump
- Xem thêm: Các sửa đổi bơm tiêm nguồn mở Lynch - bao gồm 1) Cơ chế thoát hiểm để di chuyển khối đẩy mà không cần chạy động cơ, 2) Kẹp tiêm mở để dễ dàng tháo rời, 3) Điều khiển Arduino bằng EasyDriver.
- Để tính giá trị của việc thực hiện công việc trên các dự án như thế này, hãy xem: Định lượng giá trị của phát triển phần cứng nguồn mở
Nội dung
Vật liệu và công cụ
| 
|
Cách xây dựng một máy bơm tiêm mã nguồn mở
Cố định động cơ vào đầu động cơ bằng 4 vòng đệm M3 và 4 vít đầu ổ cắm M3 x 20mm.
Lắp 2 thanh kim loại vào đầu động cơ, sau đó cố định chúng bằng 2 đai ốc M3 và 2 vít đầu ổ cắm M3 x 10mm.
Cắm thanh ren vào khớp nối một nửa, nửa còn lại phải nằm trên động cơ, cố định chặt.
Khoét rỗng hai đầu của giá đỡ bằng mũi khoan cầm tay hoặc dao để tạo lỗ trên nhựa
Vòng bi tuyến tính và đai ốc được lắp vào giá đỡ.]] Lắp vòng bi tuyến tính vào đúng vị trí trên các đầu rỗng của giá đỡ. Sau đó lắp đai ốc M5 vào bẫy đai ốc ở dưới cùng của giá đỡ.
Đế của giá đỡ pít-tông gắn vào giá đỡ]]Gắn đế của giá đỡ pít-tông vào giá đỡ bằng 2 đai ốc M3 và 2 vít đầu ổ cắm M3 x 10mm.
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit, sed eiusmod tempor incidunt ut labe et dolore magna aliqua. Với một mục tiêu tối thiểu là có thể làm được, điều này sẽ làm cho sức lao động của bạn không còn tốt nữa, nó sẽ trở nên lỏng lẻo và hậu quả là hàng hóa sẽ trở nên lỏng lẻo.
Trượt giá đỡ vào thanh ren và đảm bảo hai thanh kim loại khớp với ổ trục tuyến tính
Đai ốc M5 được lắp trên thanh ren.]] Sau khi giá đỡ đi xuống giữa thanh ren, hãy vặn hai đai ốc M5 vào thanh ren.
Lắp hai vòng bi vào các khe tròn ở đầu bánh dẫn hướng.
Bây giờ trượt đầu dẫn hướng vào thanh và cố định nó bằng hai đai ốc M5 nữa ở đầu thanh ren. Đẩy hai đai ốc đã có trên thanh lên đầu dẫn hướng để cố định nó.
Lắp thân ống tiêm vào giá đỡ thân ống tiêm, sau đó trượt pít-tông vào đế của giá đỡ pít-tông
Sử dụng bốn bu lông M3 x 40mm, bốn vòng đệm M3 và bốn đai ốc M3 để cố định hai bộ phận giữ vào đầu trục dẫn hướng của máy bơm. Đặt hai đai ốc ở phía trên của giá đỡ gần với giá đỡ hơn và hai đai ốc ở phía dưới của giá đỡ so với đầu trục dẫn hướng.
Lắp thanh giữ pít-tông vào phía trên pít-tông để cố định pít-tông vào máy bơm và tránh bị trượt khi sử dụng.
Bộ điều khiển: Kết nối và hiệu chuẩn
Đây là mô tả về cách sử dụng Franklin để điều khiển thiết bị. Phiên bản mới nhất có sẵn miễn phí trên Github .
(Bài báo mô tả thiết bị điện tử như cách nó được triển khai ban đầu. Phương pháp này không còn được duy trì nữa. Hiện tại, người ta khuyến nghị sử dụng bộ điều khiển máy in 3-D RepRap như RAMPS hoặc Melzi, bạn có thể mua trực tuyến và Franklin để điều khiển thiết bị. Hướng dẫn ban đầu có trong tab Thảo luận.)
Động cơ phải được kết nối với bảng điều khiển trên các đầu cuối dành cho trục đầu tiên (thường gọi là X). Trong Franklin, hãy tải cấu hình cho bảng bạn có, sau đó thiết lập cấu hình và hiệu chỉnh máy bơm:
Kéo ống tiêm ra ngoài một chút qua một điểm đánh dấu lớn. Sau đó, sử dụng các bước nhỏ, đẩy ống tiêm đến điểm đánh dấu lớn hơn để pít-tông nằm chính xác trên điểm đánh dấu. (Do có độ rơ, bạn chỉ muốn thực hiện toàn bộ quy trình bằng cách đẩy.)
Nhấp vào nút trang chủ để đặt vị trí về 0.
Đẩy xa hơn cho đến khi bạn chạm đến một điểm đánh dấu khác (khoảng cách xa hơn sẽ tốt hơn). Đảm bảo thực hiện các bước nhỏ ở cuối, để đảm bảo bạn chỉ thực hiện bằng cách đẩy.
Ghi lại vị trí hiện tại.
Chia số mm nhân với số lượng khớp nối được báo cáo cho số mililit giữa các điểm đánh dấu. Đây là giá trị Khớp nối chính xác cho ống tiêm này.
Sau khi thiết lập khớp nối chính xác, hãy điều chỉnh tốc độ tối đa đến giá trị phù hợp (nếu quá cao, động cơ sẽ bỏ qua) và đặt tên và lưu cấu hình. Ngoài ra, hãy đặt cấu hình này làm mặc định.
Nhấp chuột phải vào liên kết xuất và lưu mục tiêu vào vị trí trên máy tính của bạn nơi bạn có thể tìm thấy nó. Sử dụng tệp này để khôi phục hồ sơ nếu bạn cần.
Nếu bạn muốn giao diện chính xác (tất nhiên là bạn muốn), hãy mở hồ sơ trong trình soạn thảo văn bản thuần túy và thay đổi cài đặt unit_name từ mm thành mL. Lưu lại và nhập cài đặt mới. Lưu ý cách tất cả các đơn vị trong giao diện thay đổi.
Máy bơm hiện đã sẵn sàng để sử dụng. Bạn có thể sử dụng mục nhập vị trí x để di chuyển thủ công hoặc tải lên G-Code để di chuyển tọa độ X theo một mẫu được lập trình sẵn. Một ví dụ G-Code đơn giản là:
Tốc độ bơm tối thiểu
Lượng bơm tối thiểu là một bước duy nhất của động cơ; lượng đó phụ thuộc vào kích thước của ống tiêm. Ở đây, vít dẫn có bước là 0,8mm và động cơ thực hiện 3200 bước vi mô mỗi vòng quay, do đó, một bước là chuyển động của pít tông là 0,8mm/3200=250nm. Tiết diện ngang của ống tiêm 25ml là khoảng 4cm², do đó, một bước là tích của những bước đó, tức là 0,1mm³=0,1μL.
Không có giá trị tối thiểu cho tốc độ mà máy bơm có thể đạt được, nhưng nếu bạn đến gần kích thước bước, dòng chảy sẽ theo từng bước đáng chú ý thay vì liên tục. Ví dụ, nếu bạn muốn 1μL/phút, nó sẽ thực hiện một bước sau mỗi 6 giây.
Xem thêm
- Các sửa đổi bơm tiêm nguồn mở Lynch - bao gồm 1) Cơ chế thoát hiểm để di chuyển khối đẩy mà không cần chạy động cơ, 2) Kẹp tiêm mở để dễ dàng tháo rời, 3) Điều khiển Arduino bằng EasyDriver
- Phòng thí nghiệm nguồn mở
- Xây dựng thiết bị nghiên cứu với phần cứng mã nguồn mở miễn phí
- Khoa học nguồn mở
- Quang học nguồn mở
- In 3-D nguồn mở của OSAT
- Phần cứng nguồn mở
- Đánh giá tài liệu về máy bơm tiêm
- Máy trộn Nutating in 3-D nguồn mở
- Hệ thống gimbal trục kép nguồn mở có thể in 3D để đo quang điện tử
- Ystruder: máy đùn đa chức năng nguồn mở có khả năng cảm biến và giám sát
- Cân phòng thí nghiệm có thể sao chép kỹ thuật số nguồn mở
- Thiết kế lò chân không nguồn mở để sấy ở nhiệt độ thấp: Đánh giá hiệu suất cho PET tái chế và sinh khối
- Pipet đa kênh in 3-D mã nguồn mở tuân thủ ISO 8655
- Con lăn chai khoa học nguồn mở
- Máy ép tờ khoa học nóng và lạnh nguồn mở để nghiên cứu các đặc tính của vật liệu gốc polyme
Sáng kiến kết hợp
- Các bộ phận bơm tiêm nguồn mở đã được sửa đổi - của Dylan Lynch
- Bơm mở - Giúp tạo ra các thiết bị tốt hơn cho môi trường chăm sóc sức khỏe và phòng thí nghiệm
- Bơm tiêm mở trên Hackaday của naroom - Điều khiển bằng Arduino
- Bơm tiêm OS của Will Patrick tại MIT
- Dự án máy đùn bột Hedron
- Tải lên cơ sở dữ liệu dùng thử:
- Máy đùn bột nhão đa năng
- Máy đùn đất sét Bricoleur, mã nguồn mở
- Phương pháp E-steps-per-mm - Phương pháp tính toán E-Steps-per-mm của máy đùn dựa trên Bơm tiêm nguồn mở.
- LVESPmm - Tập lệnh Python có GUI để tính toán E-Steps-per-mm của máy đùn dựa trên Bơm tiêm nguồn mở.
Trong Tin tức
- Khoa học vừa trở nên rẻ hơn (và nhanh hơn): Thư viện thiết kế cho phép các nhà nghiên cứu tự in máy bơm tiêm của họ - Michigan Tech News
- Bác sĩ có thể in 3D các công cụ của riêng họ với chi phí thấp hơn nhiều - Gizmodo, Gizmodo Ấn Độ , Gizmodo Úc , Tin tức Hoa Kỳ
- Máy bơm tiêm in 3D hoàn hảo cho các nhà khoa học thiếu tiền - Bo mạch chủ
- Thiết kế bơm tiêm có thể in 3D giúp giảm chi phí phòng thí nghiệm - Med Device
- Máy bơm tiêm in 3D có thể cắt giảm chi phí nghiên cứu khoa học - Gizmag
- In 3-D dẫn đến một tiến bộ khác trong thiết bị phòng thí nghiệm tự chế - Phys.org
- Thiết bị phòng thí nghiệm tự chế với công nghệ in 3D - Nanowerk
- Máy bơm tiêm in 3D có thể cắt giảm chi phí nghiên cứu có hệ thống - Nguồn tin tức thế giới
- Các nhà nghiên cứu hiện có thể in 3D máy bơm tiêm của riêng họ bằng RepRap - 3Ders
- Làm khoa học giờ đây rẻ hơn -- và nhanh hơn - Science Codex
- RepRap: Thiết bị phòng thí nghiệm nguồn mở giúp khoa học rẻ hơn - và nhanh hơn - Khoa học 2.0
- Máy bơm tiêm in 3D có giá chỉ bằng một phần nhỏ so với máy bơm truyền thống - In 3D
- "Một ngày khác, một sự bổ sung phi thường khác vào danh sách các công cụ in 3D thực tế, không cường điệu, thực tế, hữu hình, chắc chắn sẽ mang lại một số thay đổi đáng hoan nghênh. Lần này, chính cộng đồng khoa học có thể ca ngợi và nâng ly vì họ sắp gặt hái được lợi ích - và tiết kiệm được một khoản tiền lớn - từ máy bơm tiêm in 3D."
- Làm khoa học giờ đây rẻ hơn -- và nhanh hơn - ECN
- Các bác sĩ có thể in 3D máy bơm tiêm với giá chỉ một xu - Softpedia
- 3DP dẫn đến một bước tiến khác trong thiết bị khoa học tự chế - Engineering.com
- Thế giới y tế có thể trở nên rẻ hơn nhiều nhờ công nghệ in 3D Inside 3DP
- Máy bơm tiêm in 3D có thể cắt giảm chi phí nghiên cứu khoa học -- Tạp chí Kỹ thuật Điện tử
- Michigan Tech cung cấp thiết kế miễn phí cho thiết bị phòng thí nghiệm in 3D - Technology Century
- Thiết bị phòng thí nghiệm in 3D kéo dài ngân sách nghiên cứu - Blog tin tức Polymer Solutions, Quản lý phòng thí nghiệm
- Thiết kế nguồn mở mới giúp công việc trong phòng thí nghiệm trở nên dễ dàng hơn - The Lode
- Khoa học vừa trở nên rẻ hơn (và nhanh hơn) - Sự phát triển y tế ngày nay
- Thư viện bơm tiêm mã nguồn mở - Replicator World
- Bơm tiêm mã nguồn mở - Raspberrypi.org
- Máy bơm tiêm mã nguồn mở #piday #raspberrypi @Raspberry_Pi - Adafruit
- Bơm tiêm mã nguồn mở - FreeIO.org
- In 3D có thể giảm chi phí y tế như thế nào - Nation Swell
- THƯ VIỆN MẪU CHO PHÉP CÁC NHÀ NGHIÊN CỨU IN 3D MÁY BƠM TIÊM CỦA RIÊNG HỌ - InfoHighTech (Pháp)
- Phần cứng mã nguồn mở bán trực tiếp Kosteneinsparung Medizin Revolutionieren - 3Druck (Đức)
- Bơm tiêm in 3D - What Next (Ba Lan)
- Thư viện mô hình in 3D nguồn mở cho máy bơm phun giúp các nhà khoa học tỉnh tiền - Maker8 (Trung Quốc)
- 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) - cổng công nghệ Trung Quốc đầu tiên trên thế giới, cổng thông tin chuyên nghiệp CNTT có giá trị thương mại nhất của Trung Quốc .)
- Científicos ahorran millones en Equipo con simple invento - Electronics Online (tiếng Tây Ban Nha)
- Ống tiêm phần cứng mở in 3D mang lại giá trị 800 triệu đô la, nghiên cứu phát hiện - Ngành công nghiệp in 3D
- Những người tiên phong về 'phần cứng mở' thúc đẩy bộ dụng cụ phòng thí nghiệm giá rẻ -Nature News