Demonstrasie -outosampler: 6 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Hierdie instruksies is geskep ter voldoening aan die projekvereiste van die Makecourse aan die Universiteit van Suid -Florida (www.makecourse.com)

Monsterneming is 'n belangrike aspek van bykans enige wetlab, aangesien dit ontleed kan word om belangrike inligting vir navorsing, nywerhede, ens. Te verskaf, maar die frekwensie van die monsterneming kan vervelig wees en vereis dat iemand gereeld die monster neem, insluitend naweke, vakansiedae, ens. 'N Autosampler kan hierdie aanvraag verlig en elimineer die behoefte om 'n monsternemingskedule te skeduleer en in stand te hou, asook die personeel om dit uit te voer. In hierdie Instructable is 'n demonstrasie -outosampler saamgestel as 'n eenvoudige stelsel wat maklik gebou en bedryf kan word. Kyk na die gekoppelde video om 'n oorsig van die ontwikkeling van hierdie projek te kry.

Die volgende is 'n lys van die materiaal wat gebruik is om hierdie projek te bou; al hierdie komponente moet vinnig in winkels of aanlyn gevind kan word:

• 1 x 3D-drukker
• 1 x warmlijmpistool
• 3 x skroewe
• 1 x skroewedraaier
• 1 x Arduino Uno
• 1 x broodbord
• 1 x USB -na -Arduino -kabel
• 1 x 12V, 1A vatprop Eksterne kragtoevoer
• 1 x 12V peristaltiese pomp met Iduino -bestuurder
• 1 x Nema 17 -stapmotor met EasyDriver
• 1 x Magnetiese rietskakelaar
• 2 x knoppies
• 1 x 25 ml monster flessie
• 1 x 1,5 "x 1,5" piepschuimblok, uitgehol
• Speldrade vir die aansluiting van Arduino en broodbord
• CAD -sagteware (dws Fusion 360/AutoCAD)

Stap 1: Vervaardig lineêre rek- en rondselstelsel

Om die flessie te verhoog en te laat sak om die monster te ontvang, gebruik ek 'n lineêre tandheugelstelsel wat van Thingiverse (https://www.thingiverse.com/thing:3037464) geneem is, met krediet aan die skrywer: MechEngineerMike. Enige rakstangstelsel van die regte grootte behoort egter te werk. Hierdie spesifieke tandheelkundige stelsel word saam met skroewe gemonteer. Terwyl 'n servo op die foto's verskyn, is 'n stepper -motor gebruik om die nodige wringkrag te verskaf.

Aanbevole drukinstellings (vir die druk van alle stukke):

• Vlotte: Nee
• Ondersteun: Nee
• Resolusie:.2mm
• Aanvulling: 10%
• Afhangende van die kwaliteit van u 3D-drukker, word die samestelling gladder deur die gedrukte stukke onvolmaakthede te skuur

Stap 2: Vervaardig staander

Om die sensorblok (later bespreek) en die buise van die peristaltiese pomp te huisves om die fles met monster te vul, moet 'n staander gemaak word. Aangesien dit 'n demonstrasiemodel is waar veranderinge onderweg aangebring moet word, is 'n modulêre benadering gebruik. Elke blok is ontwerp as manlike tot vroulike konfigurasie met drie penne/gate aan hul onderskeie ente, sodat dit maklik kan verander, monteer en demonteer. Die hoekboublok het as basis en bokant van die staander gedien, terwyl die ander blok die hoogte van die staander kon verleng. Die omvang van die stelsel hang af van die grootte van die monster wat u wil neem. 25 ml flessies is vir hierdie spesifieke stelsel gebruik en die blokke is ontwerp met die volgende afmetings:

• Blok H x B x D: 1,5 "x 1,5" x 0,5"
• Man/vroulike penradius x lengte: 0,125 "x 0,25"

Stap 3: Vervaardig sensorblokke

Om 'n flessie met monster op bevel te vul, is 'n sensor-gebaseerde benadering gebruik. 'N Magnetiese rietskakelaar word gebruik om die peristaltiese pomp te aktiveer wanneer die twee magnetika bymekaar gebring word. Om dit te doen wanneer die flessie opgehef word om die monster te ontvang, is blokke van dieselfde afmetings en soortgelyke ontwerp van die wat gebruik is om die staander te vervaardig, ontwerp, maar het vier gate naby elke hoek vir penne (met dieselfde radius as die mannetjie/wyfie) penne van die blokke en 'n lengte van 2 ", maar met 'n effens dikker kop om te verhoed dat die blok wegglip) met 'n ander gat van 0,3" in die middel van die buis wat die flessie vul. Twee sensorblokke word aanmekaar gestapel met penne wat deur die hoekgate van elke blok gaan. Die punt van die penne is vasgemaak in die hoekgate van die boonste sensorblok om die blokke te stabiliseer; warm gom is gebruik, maar die meeste ander kleefmiddels behoort ook te werk. As elke helfte van die skakelaar aan die kant van elke blok geheg is, sal die onderste blok na die lengte van die penne lig om die boonste sensor te ontmoet, wanneer die flessie deur die geaktiveerde lineêre tandheugelstang omhoog word om die monster te ontvang. blokkeer en verbind die magnetiese skakelaars en aktiveer die peristaltiese pomp. Let daarop dat dit belangrik is om die penne en hoekgate te ontwerp om genoeg speling te hê sodat die onderste blok maklik op en af kan gly oor die lengte van die penne (minstens 1/8 ").

Stap 4: Beheer: skep Arduino -kode en verbindings

Deel A: Kodebeskrywing

Om die stelsel te laat funksioneer soos bedoel, word 'n Arduino Uno -bord gebruik om die gewenste funksies uit te voer. Die vier hoofkomponente wat beheer benodig, is: die aanvang van die proses wat in hierdie geval op- en afknoppies was, die stapmotor om die lineêre tandheerstelsel omhoog te hou en te laat sak, die magnetiese rietskakelaar om te aktiveer wanneer die sensorblokke opgehef word deur die flessie en die peristaltiese pomp om aan te skakel en die flessie te vul wanneer die magnetiese rietskakelaar geaktiveer word. Vir die Arduino om die gewenste aksies vir die stelsel uit te voer, moet die regte kode vir elk van die uiteengesit funksies in die Arduino opgelaai word. Die kode (wat opgemerk is om dit maklik te volg) wat in hierdie stelsel gebruik is, bestaan uit twee primêre dele: die hoofkode en die stapmotorklas wat bestaan uit 'n kop (.h) en C ++ (.cpp) en word as pdf -lêers aangeheg met die ooreenstemmende name. Teoreties kan hierdie kode gekopieer en geplak word, maar daar moet nagegaan word dat daar geen oordragfout was nie. Die hoofkode is wat eintlik die meeste van die gewenste funksies vir hierdie projek uitvoer, en is 'n uiteensetting van die onderstaande primêre elemente en moet maklik in die kommentaarkode gevolg kan word:

• Sluit die klas in om die stappermotor te bestuur
• Definieer alle veranderlikes en hul toegewezen pen -liggings op die Arduino
• Definieer al die koppelvlakkomponente as insette of uitsette na die Arduino, aktiveer die stapmotor
• 'N If -verklaring wat die peristaltiese pomp aanskakel as die rietskakelaar geaktiveer is (dit is 'n verklaring in alle ander as en terwyl lusse om te verseker dat ons voortdurend kyk of die pomp aangeskakel moet word)
• Ooreenstemmend as stellings dat wanneer die op of af gedruk word om die stapmotor 'n sekere aantal kere (met 'n while lus) in die ooreenstemmende rigting te draai

Die stepper motor klas is in wese 'n bloudruk wat programmeerders gerieflik toelaat om soortgelyke hardeware met dieselfde kode te beheer; teoreties kan u dit kopieer en vir verskillende stapmotors gebruik in plaas daarvan om elke keer kode te herskryf! Die koplêer of.h lêer bevat al die definisies wat spesifiek vir hierdie klas gedefinieer en gebruik word (soos om die veranderlike in die hoofkode te definieer). Die C ++ - kode of.cpp lêer is die werklike afdeling van die klas en spesifiek vir die steppr motor.

Deel B: hardeware -opstelling

Aangesien die Arduino slegs 5V benodig en die stapmotor en peristaltiese pomp 12V benodig, is 'n eksterne kragbron nodig en geïntegreer met die toepaslike drywers vir elkeen. Aangesien die opstel van die verbindings tussen die broodbord, Arduino en funksionele komponente ingewikkeld en vervelig kan wees, is 'n skema van die bedradingsdiagram aangeheg om die hardeware -opstelling van die stelsel maklik weer te gee vir maklike herhaling.

Stap 5: Monteer

Met die onderdele gedruk, die hardeware bedraad en die opstel van kode, is dit tyd om alles bymekaar te bring.

1. Monteer die tandheelkundige stelsel met die arm van die stapmotor in die gleuf van die rat wat vir die servomotor bedoel is (verwys na die beelde in stap 1).
2. Heg die piepschuimblok aan die bokant van die rek vas (ek het warm gom gebruik).
3. Steek die flessie in die uitgeholde piepschuimblok (piepschuim bied isolasie om die agteruitgang van u monster te bekamp totdat u dit kan ophaal).
4. Monteer die modulêre staander met die hoekblokke vir die basis en die bokant, voeg soveel ander blokke by om die gepaste hoogte te kry wat ooreenstem met die hoogte wat die tandheerstelsel verhoog en laat sak. Sodra 'n finale konfigurasie ingestel is, word dit aanbeveel om gom in die vroulike ente van die blokke te plaas en die mannetjie se ente vas te maak. Dit verseker 'n sterk bong en verbeter die integriteit van die stelsel.
5. Bevestig die onderskeie helftes van die magnetiese rietskakelaars aan elke sensorblok.
6. Maak seker dat die sensorblok onderaan die sensor vrylik langs die penne beweeg (dit wil sê dat daar genoeg speling in die gate is).
7. Monteer die Arduino en die toepaslike bedrade verbindings; dit is almal saam met die stapmotor in die swart boks op die foto.
8. Steek die USB -kabel in die Arduino en dan in 'n 5V -bron.
9. Sluit die eksterne kragtoevoer aan op 'n stopcontact (let op, om te voorkom dat u Arduino onderbreek, is dit baie belangrik om dit in hierdie volgorde te doen en te verseker dat die Arduino niks aan metaal raak nie, of dat data opgelaai word wanneer dit die eksterne aansluit kragtoevoer).
10. Kontroleer alles
11. Voorbeeld!

Stap 6: Voorbeeld

Baie geluk! U het u eie demonstrasie -outosampler geskep! Alhoewel hierdie outosampler nie so prakties sou wees om in 'n laboratorium te gebruik nie, sal 'n paar wysigings dit moontlik maak! Hou 'n oog op 'n toekomstige instruksie oor die opgradering van u demonstrasie -outosampler om dit in 'n werklike laboratorium te kan gebruik! Stel intussen u trotse werk ten toon en gebruik dit na u goeddunke (miskien 'n luukse drankbottel!)