Maonyesho Autosampler: 6 Hatua

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Hii inaweza kufundishwa iliundwa kutimiza mahitaji ya mradi wa Makecourse katika Chuo Kikuu cha South Florida (www.makecourse.com)

Sampuli ni jambo muhimu kwa karibu wetlab yoyote kwani inaweza kuchambuliwa ili kutoa habari muhimu kwa utafiti, tasnia, n.k. Hata hivyo mzunguko wa sampuli unaweza kuwa wa kuchosha na kuhitaji uwepo wa mara kwa mara wa mtu kuchukua sampuli hiyo pamoja na wikendi, likizo, nk. Autosampler anaweza kupunguza mahitaji kama haya na kuondoa hitaji la upangaji na utunzaji wa ratiba ya sampuli na wafanyikazi kuifanya. Katika Agizo hili, autosampler ya onyesho ilijengwa kama mfumo rahisi ambao unaweza kujengwa na kuendeshwa kwa urahisi. Tafadhali angalia video iliyounganishwa ili uone muhtasari wa maendeleo ya mradi huu.

Ifuatayo ni orodha ya vifaa vinavyotumika kujenga mradi huu, vifaa hivi vyote vinapaswa kupatikana katika duka au mkondoni kwa utaftaji wa haraka:

• Printa 1 x 3-D
• 1 x Moto Gundi Bunduki
• 3 x Screws
• 1 x Bisibisi
• 1 x Arduino Uno
• 1 x Bodi ya mkate
• 1 x USB kwa Cable ya Arduino
• 1 x 12V, 1A Pipa kuziba Ugavi wa Nguvu za nje
• 1 x 12V Pump Peristaltic w / Dereva wa Iduino
• 1 x Nema 17 Stepper Motor w / EasyDriver
• 1 x Kubadilisha Reed ya Magnetic
• 2 x Vifungo
• 1 x 25mL sampuli ya bakuli
• 1 x 1.5 "x 1.5" kizuizi cha styrofoam, kilichombwa nje
• Piga waya za kuunganisha Arduino na ubao wa mkate
• Programu ya CAD (i.e. Fusion 360 / AutoCAD)

Hatua ya 1: Tengeneza Rack Linear na Mfumo wa Pinion

Ili kuinua na kupunguza bakuli ili kupokea sampuli, nilitumia mfumo wa laini na pinion iliyochukuliwa kutoka Thingiverse (https://www.thingiverse.com/thing:3037464) na mkopo kwa sababu ya mwandishi: MechEngineerMike. Walakini mfumo wowote wa rack na pinion inayofaa inapaswa kufanya kazi. Mfumo huu wa rack na pinion umewekwa pamoja na vis. Wakati servo inavyoonyeshwa kwenye picha, motor ya stepper ilitumika kutoa wakati muhimu.

Mipangilio ya Printa iliyopendekezwa (kwa kuchapisha vipande vyote):

• Rafts: Hapana
• Inasaidia: Hapana
• Azimio:.2mm
• Kujaza: 10%
• Kulingana na ubora wa kichapo chako cha printa cha 3-D kilichochapishwa vipande vya kasoro vitafanya mkutano kuwa laini

Hatua ya 2: Tengeneza Stendi

Ili kuweka kizuizi cha sensorer (kilichojadiliwa baadaye) na neli kutoka pampu ya bomba ili kujaza chupa na sampuli, msimamo unahitaji kutengenezwa. Kwa kuwa huu ni mfano wa maonyesho ambapo mabadiliko yangehitaji kufanywa njiani, njia ya kawaida ilitumika. Kila kizuizi kilibuniwa kama usanidi wa kiume hadi wa kike na pini / mashimo matatu katika miisho yao ili kuruhusu urekebishaji rahisi, mkusanyiko, na kutenganisha. Ujenzi wa kona ulifanya kazi kama msingi na juu ya standi, wakati kizuizi kingine kiliongezea urefu wa standi. Ukubwa wa mfumo unategemea saizi ya sampuli inayotakiwa kuchukuliwa. Vipu vya 25mL vilitumika kwa mfumo huu na vizuizi viliundwa na vipimo vifuatavyo:

• Zuia H x W X D: 1.5 "x 1.5" x 0.5"
• Rediasi ya Pini ya Mwanamume / Mwanamke x Urefu: 0.125 "x 0.25"

Hatua ya 3: Tengeneza Vitalu vya Sensorer

Kujaza chupa na sampuli kwa amri, njia inayotegemea sensa ilitumika. Kubadilisha mwanzi wa sumaku hutumiwa kuamsha pampu ya peristaltiki wakati sumaku mbili zinapokusanywa pamoja. Ili kufanya hivyo wakati chupa imeinuliwa kupokea sampuli, vizuizi vya vipimo sawa na muundo sawa wa zile zilizotumiwa kutengenezea standi zilibuniwa lakini zina mashimo manne kila kona kwa pini (na eneo sawa na la kiume / la kike. pini za vizuizi na urefu wa 2 "lakini kwa kichwa kizito kidogo kuzuia kizuizi kuteleza) na shimo lingine la kipenyo cha 0.3 katikati ya neli ambayo itajaza chupa. Vitalu viwili vya sensorer vimewekwa pamoja na pini zinazopitia mashimo ya kona ya kila block. Mwisho wa pini umewekwa saruji kwenye mashimo ya kona ya kitalu cha juu cha kutuliza vizuizi, gundi moto ilitumika lakini viambatanisho vingine vingi vinapaswa kufanya kazi pia. Kila nusu ya swichi ikizingatiwa kando ya kila block, wakati bakuli imeinuliwa na mfumo ulio na laini na mfumo wa pinion kupokea sampuli, itainua kizuizi cha chini hadi urefu wa pini kukutana na sensor ya juu zuia na unganisha swichi za sumaku, ukiamsha pampu ya peristaltic. Kumbuka kuwa ni muhimu kubuni pini na mashimo ya pembeni kuwa na kibali cha kutosha kuruhusu kizuizi cha chini kuteleza kwa urahisi juu na chini urefu wa pini (angalau 1/8 ").

Hatua ya 4: Udhibiti: Unda Nambari ya Arduino na Uunganisho

Sehemu ya A: Maelezo ya Msimbo

Ili mfumo ufanye kazi kama ilivyokusudiwa, bodi ya Arduino Uno hutumiwa kutekeleza kazi hizi zinazohitajika. Vipengele vinne vikuu vinavyohitaji udhibiti ni: kuanzisha mchakato ambao katika kesi hii ulikuwa vifungo vya juu na chini, motor ya stepper kuinua na kupunguza safu ya laini na mfumo wa pinion ulioshikilia chupa, swichi ya mwanzi wa sumaku ili kuamsha wakati vizuizi vya sensorer vimeinuliwa. na bakuli, na pampu ya ukuta ili kuwasha na kujaza bakuli wakati swichi ya mwanzi wa sumaku imeamilishwa. Kwa Arduino kutekeleza vitendo hivi vinavyohitajika kwa mfumo nambari inayofaa kwa kila moja ya kazi zilizoainishwa inahitaji kupakiwa kwenye Arduino. Nambari (iliyotolewa maoni ili iwe rahisi kufuata) ambayo ilitumika katika mfumo huu iliundwa na sehemu mbili za msingi: nambari kuu, na darasa la motor stepper ambalo linajumuisha kichwa (.h) na C ++ (.cpp) na zimeambatishwa kama faili za pdf na majina yao yanayofanana. Kinadharia nambari hii inaweza kunakiliwa na kubandikwa lakini inapaswa kupitiwa kuwa hakukuwa na kosa la uhamishaji. Nambari kuu ndio inayofanya kazi nyingi zinazohitajika kwa mradi huu na inabainishwa katika vitu vya msingi hapo chini na inapaswa kuweza kufuatwa kwa urahisi katika nambari ya maoni:

• Jumuisha darasa kutumia motor stepper
• Fafanua vigeuzi vyote na maeneo yao ya pini kwenye Arduino
• Fafanua vifaa vyote vya kuingiliana kama pembejeo au matokeo kwa Arduino, wezesha motor stepper
• Taarifa ikiwa inawasha pampu ya ukuta ikiwa swichi ya mwanzi imeamilishwa (hii ikiwa taarifa iko katika vingine vyote ikiwa na wakati vitanzi vinahakikisha kuwa tunaangalia kila wakati ikiwa pampu inapaswa kuwashwa)
• Sambamba ikiwa taarifa kwamba wakati juu au chini imeshinikizwa kugeuza gari la stepper idadi fulani ya nyakati (kutumia kitanzi cha muda) katika mwelekeo unaolingana

Hatari ya gari la stepper kimsingi ni mwongozo ambao kwa urahisi unaruhusu waendeshaji kudhibiti vifaa sawa na nambari ile ile; kinadharia unaweza kunakili hii na kuitumia kwa motors tofauti za stepper badala ya kulazimika kuandika nambari kila wakati! Faili ya kichwa au faili ya.h ina mafafanuzi yote ambayo hufafanuliwa na kutumiwa haswa kwa darasa hili (kama kufafanua kutofautisha kwa nambari kuu). Nambari ya C ++ au faili ya.cpp ndio sehemu halisi ya darasa na haswa kwa motor ya stepp.

Sehemu ya B: Usanidi wa vifaa

Kwa kuwa Arduino inasambaza tu 5V na motor ya stepper na pampu ya peristaltic inahitaji 12V chanzo cha nguvu cha nje kinahitajika na kuunganishwa na madereva yanayofaa kwa kila moja. Kama kuweka unganisho kati ya ubao wa mkate, Arduino na vifaa vya utendaji vinaweza kuwa ngumu na ngumu, muundo wa mchoro wa wiring umeambatanishwa ili kuonyesha kwa urahisi usanidi wa vifaa vya mfumo kwa kuiga rahisi.

Hatua ya 5: Kusanyika

Pamoja na sehemu zilizochapishwa, vifaa vya waya, na kuweka nambari ni wakati wa kuleta kila kitu pamoja.

1. Kusanya mfumo wa rack na pinion na mkono wa motor stepper iliyoingizwa kwenye slot ya gia iliyokusudiwa motor servo (rejea picha kwenye hatua ya 1).
2. Ambatisha kizuizi cha styrofoam juu ya rack (nilitumia gundi moto).
3. Ingiza bakuli kwenye kizuizi kilichotiwa mashimo, (styrofoam hutoa insulation kupambana na uharibifu wa sampuli yako hadi uweze kuipata).
4. Unganisha msimamo wa msimu na vizuizi vya kona kwa msingi na juu, ongeza vizuizi vingine vingi kupata urefu unaofaa ili kuendana na urefu ambao mfumo wa rack na pinion huinua na kupungua. Mara baada ya kuweka usanidi wa mwisho inashauriwa kuweka wambiso katika ncha za kike za vizuizi na fir mwisho wa kiume. Hii inahakikisha bonge kali na itaboresha uadilifu wa mfumo.
5. Ambatisha nusu husika za swichi za mwanzi wa sumaku kwa kila kizuizi cha sensa.
6. Hakikisha kwamba sensorer ya sensorer ya chini inazunguka kwa uhuru kando ya pini (kwa mfano, kuna idhini ya kutosha kwenye mashimo).
7. Unganisha Arduino na unganisho linalofaa la waya, hizi zote zimewekwa kwenye sanduku jeusi kwenye picha pamoja na motor stepper.
8. Chomeka kebo ya USB kwenye Arduino kisha kwenye chanzo cha 5V.
9. Chomeka usambazaji wa umeme wa nje kwenye duka (kumbuka ili kuzuia ufupisho wa Arduino yako ni muhimu kuifanya kwa mpangilio huu na uhakikishe kuwa Arduino haigusi kitu chochote cha chuma au ina data iliyopakiwa wakati hii ikiunganisha nje usambazaji wa umeme).
10. Angalia mara mbili KILA KITU
11. Mfano!

Hatua ya 6: Mfano

Hongera! Umeunda onyesho lako mwenyewe la autosampler! Wakati autosampler hii isingekuwa kila kitu kinachofaa kutumia katika maabara kama ilivyo, marekebisho kadhaa yangeifanya iwe hivyo! Jihadharini na baadaye inayoweza kufundishwa juu ya kuboresha autosampler yako ya maandamano ili uweze kutumia katika maabara halisi! Kwa wakati unaofaa jisikie huru kuonyesha kazi yako ya kiburi na uitumie unavyoona inafaa (labda mtoaji wa dhana ya kupendeza!)