Nümunə Avtosampler: 6 Addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu təlimat, Cənubi Florida Universitetindəki Makecourse layihəsinin tələbini yerinə yetirmək üçün yaradılmışdır (www.makecourse.com)

Nümunə götürmə, demək olar ki, hər hansı bir nəmləndirmənin vacib bir tərəfidir, çünki tədqiqat, sənaye və s. Üçün vacib məlumatlar vermək üçün təhlil edilə bilər. Ancaq nümunə götürmə tezliyi yorucu ola bilər və həftə sonları, tətillər və s. Bir avtomatik nümunə götürən bu cür tələbi aradan qaldıra bilər və nümunə cədvəlinin planlaşdırılması və saxlanması və onu yerinə yetirmək üçün işçilərin ehtiyacını aradan qaldıra bilər. Bu Təlimat kitabında bir nümayiş avtomatik nümunəsi, asanlıqla qurula və işlədilə bilən sadə bir sistem olaraq qurulmuşdur. Zəhmət olmasa bu layihənin inkişafına ümumi baxmaq üçün əlaqəli videoya baxın.

Aşağıda bu layihəni hazırlamaq üçün istifadə olunan materialların siyahısı verilmişdir, bu komponentlərin hamısı mağazalarda və ya internetdə sürətli bir axtarışla tapılmalıdır:

• 1 x 3 ölçülü printer
• 1 x İsti Yapışqan Tabancası
• 3 x Vida
• 1 x Tornavida
• 1 x Arduino Uno
• 1 x Çörək paneli
• Arduino Kabelinə 1 x USB
• 1 x 12V, 1A Barrel Fişli Xarici Güc Təchizatı
• Iduino Sürücü ilə 1 x 12V Peristaltik Pompa
• 1 x Nema 17 Stepper Motoru EasyDriver ilə
• 1 x maqnit qamış açarı
• 2 x Düymələr
• 1 x 25 ml nümunə flakon
• 1 x 1.5 "x 1.5" köpük blok, oyuq
• Arduino və çörək taxtasını birləşdirmək üçün pin telləri
• CAD proqramı (yəni Fusion 360/AutoCAD)

Addım 1: Xətti Rack və Pinion Sistemini Hazırlayın

Nümunəni almaq üçün flakonu qaldırmaq və endirmək üçün müəllifə görə kreditlə Thingiverse -dən (https://www.thingiverse.com/thing:3037464) götürülmüş xətti raf və pinion sistemindən istifadə etdim: MechEngineerMike. Bununla birlikdə, hər hansı bir uyğun ölçülü rack və pinion sistemi işləməlidir. Bu xüsusi raf və pinyon sistemi vintlər ilə birlikdə quraşdırılmışdır. Şəkillərdə bir servo göstərilsə də, lazım olan torku təmin etmək üçün bir step motoru istifadə edilmişdir.

Tövsiyə olunan Çap Ayarları (bütün parçaları çap etmək üçün):

• Sallar: Xeyr
• Dəstəkləyir: Xeyr
• Çözünürlük:.2mm
• Doldurma: 10%
• 3-D printerinizin keyfiyyətindən asılı olaraq çap olunmuş qüsurların parçaları zımparalanması montajı daha hamar edəcək

Addım 2: Stand hazırlayın

Sensor blokunu (daha sonra müzakirə ediləcək) və flakonu nümunə ilə doldurmaq üçün peristaltik nasosdakı boruları yerləşdirmək üçün bir stend hazırlamaq lazımdır. Yol boyu dəyişikliklərin edilməli olduğu bir nümayiş modeli olduğu üçün modul bir yanaşma tətbiq edildi. Hər bir blok, modifikasiya, montaj və sökülməni asanlaşdırmaq üçün müvafiq uclarında üç sancaq/delik olan kişi -qadın konfiqurasiyasına uyğun olaraq hazırlanmışdır. Künc bina bloku, dayağın əsası və üstü kimi, digər blok isə stendin hündürlüyünü uzatmağa xidmət edirdi. Sistemin miqyası götürülmək istənilən nümunənin ölçüsündən asılıdır. Bu xüsusi sistem üçün 25 ml flakonlar istifadə edildi və bloklar aşağıdakı ölçülərlə dizayn edildi:

• Blok Y x G X D: 1.5 "x 1.5" x 0.5"
• Kişi/Dişi Pim Çapı x Uzunluq: 0.125 "x 0.25"

Addım 3: Sensor bloklarını hazırlayın

Komanda nümunəsi olan bir flakonu doldurmaq üçün sensor əsaslı bir yanaşma istifadə edildi. İki maqnit birləşdirildikdə peristaltik nasosu işə salmaq üçün maqnit qamış açarı istifadə olunur. Nümunə almaq üçün flakon qaldırıldıqda bunu etmək üçün, eyni ölçüdə və stend hazırlamaq üçün istifadə olunan oxşar dizayndakı bloklar hazırlanmışdır, lakin hər bir küncündə sancaqlar üçün dörd deşik vardır (kişi/dişi ilə eyni radiusda) blokların sancaqları və uzunluğu 2 "olan, lakin blokun sürüşməsinin qarşısını almaq üçün bir qədər qalın başlı) flakonu dolduracaq boru üçün mərkəzdə diametri 0,3" olan başqa bir çuxur. Hər bir blokun künc deliklərindən keçən sancaqlar ilə birlikdə iki sensor blok yığılır. Sancaqların ucu blokları sabitləşdirmək üçün üst sensor blokunun künc deliklərində sementlənir, isti yapışqan istifadə olunurdu, lakin digər yapışdırıcıların əksəriyyəti də işləməlidir. Şalterin hər yarısının hər bir tərəfinə yapışdırıldığı zaman, flakon nümunəni almaq üçün aktivləşdirilmiş xətti dayaq və pinion sistemi ilə qaldırıldıqda, üst sensoru qarşılamaq üçün alt bloku sancaqlar boyu qaldıracaq. maqnit açarlarını bağlayın və bağlayın, peristaltik nasosu işə salın. Diqqət yetirin ki, sancaqlar və künc delikləri, alt blokun sancaqlar uzunluğunda (ən azı 1/8 ") asanlıqla aşağı və aşağı sürüşməsinə imkan verəcək qədər boşluğa malik olmalıdır.

Addım 4: Nəzarət: Arduino Kodu və Əlaqələri yaradın

A Bölmə: Kodun Təsviri

Sistemin istədiyi kimi işləməsi üçün bu arzu olunan funksiyaları yerinə yetirmək üçün Arduino Uno lövhəsi istifadə olunur. Nəzarət tələb edən dörd əsas komponent bunlardır: bu vəziyyətdə yuxarı və aşağı düymələri olan prosesi başlatmaq, flakonu tutan xətti rack və pinion sistemini qaldırmaq və endirmək üçün step motor, sensor blokları qaldırıldıqda işə salınan maqnit qamış açarı. maqnit qamış açarı işə salındıqda şüşəni açmaq və doldurmaq üçün peristaltik nasosla. Arduino sistem üçün bu arzu olunan hərəkətləri həyata keçirə bilməsi üçün, göstərilən funksiyaların hər biri üçün uyğun kodun Arduinoya yüklənməsi lazımdır. Bu sistemdə istifadə olunan kod (təqib etməyi asanlaşdırmaq üçün şərh edilmişdir) iki əsas hissədən ibarət idi: əsas kod və başlıqdan (.h) və C ++ (.cpp) ibarət olan step motor sinfi və Müvafiq adları olan pdf faylları olaraq əlavə olunur. Teorik olaraq bu kod kopyalana və yapışdırıla bilər, lakin heç bir köçürmə xətasının olmadığı nəzərdən keçirilməlidir. Əsas kod, bu layihə üçün arzu olunan funksiyaların çoxunu həyata keçirən və aşağıdakı əsas elementlərdə təsvir olunan və şərh olunan kodda asanlıqla izlənilə bilən koddur:

• Step motorunu idarə etmək üçün sinif daxil edin
• Arduino üzərindəki bütün dəyişənləri və təyin olunmuş pin yerlərini təyin edin
• Bütün interfeys komponentlərini Arduinoya giriş və ya çıxış olaraq təyin edin, step motorunu işə salın
• Qamış açarı işə salındıqda peristaltik nasosu açan if ifadəsi (bu, əgər nasosun açılıp açılmamasını daim yoxlamağımızı təmin etmək üçün əgər döngələr bütün digər döngələrdə olarsa)
• Yuxarı və ya aşağı basıldıqda, step motorunu müəyyən istiqamətə (müəyyən müddət döngəsindən istifadə edərək) müvafiq istiqamətə çevirmək üçün uyğun ifadələr

Step motor sinfi, proqramçıların oxşar qurğuları eyni kodla idarə etməsinə rahatlıqla imkan verən bir plandır; nəzəri olaraq bunu kopyalaya və hər dəfə kodu yenidən yazmaq əvəzinə fərqli pilləli mühərriklər üçün istifadə edə bilərsiniz! Başlıq faylı və ya.h faylı, bu sinif üçün xüsusi olaraq təyin olunan və istifadə olunan bütün tərifləri ehtiva edir (əsas koddakı dəyişəni təyin etmək kimi). C ++ kodu və ya.cpp faylı, sinifin və xüsusən də step motoru üçün faktiki iş hissəsidir.

B Bölümü: Avadanlıq Quraşdırması

Arduino yalnız 5V və step motoru və peristaltik nasosu 12V tələb etdiyi üçün xarici bir enerji mənbəyi tələb olunur və hər biri üçün uyğun sürücülərlə birləşdirilir. Çörək taxtası, Arduino və işləyən komponentlər arasındakı əlaqələri qurarkən mürəkkəb və yorucu ola bilər, sistemin aparat quruluşunu asanlıqla təkrarlamaq üçün asanlıqla göstərmək üçün bir kabel diaqramı əlavə edilmişdir.

Addım 5: yığın

Parçalar çap olunduqda, aparat telə bağlanır və kod qurulur, hər şeyi bir araya gətirmək vaxtıdır.

1. Rack və pinion sistemini, step motorun qolu servo motor üçün nəzərdə tutulmuş dişli yuvasına daxil olmaqla yığın (1 -ci addımdakı şəkillərə baxın).
2. Strafor blokunu rafın üstünə yapışdırın (isti yapışqan istifadə etdim).
3. Şüşəni oyulmuş strafor blokuna daxil edin (strafor, nümunənizi alana qədər nümunənizin tənəzzülünə qarşı mübarizə aparmaq üçün izolyasiya təmin edir).
4. Modul stendi alt və üst künc blokları ilə yığın, rəf və pinyon sisteminin qaldırdığı və endirdiyi hündürlüyə uyğun olan uyğun hündürlüyü əldə etmək üçün digər blokların çoxunu əlavə edin. Son bir konfiqurasiya qurulduqdan sonra, blokların dişi uclarına yapışqan qoyulması və kişi uclarının tökülməsi məsləhət görülür. Bu, güclü bir bong təmin edir və sistemin bütövlüyünü artıracaqdır.
5. Maqnit qamış açarlarının müvafiq yarılarını hər sensor blokuna bağlayın.
6. Sensor alt sensor blokunun sancaqlar boyu sərbəst hərəkət etdiyinə əmin olun (yəni deliklərdə kifayət qədər boşluq var).
7. Arduino və uyğun simli bağlantıları yığın, bunların hamısı step motoru ilə birlikdə şəkildəki qara qutuda yerləşir.
8. USB kabelini Arduinoya və sonra 5V mənbəyə qoşun.
9. Xarici enerji təchizatını elektrik prizinə qoşun (Arduino -nu qısaltmağın qarşısını almaq üçün bunu bu qaydada yerinə yetirmək və Arduino -nun metal bir şeyə toxunmadığından və ya xaricə qoşulduqda ona məlumat yükləmədiyindən əmin olmaq çox vacibdir. enerji təchizatı).
10. Hər şeyi iki dəfə yoxlayın
11. Nümunə!

Addım 6: Nümunə

Təbrik edirik! Öz nümayiş avtosamplerinizi yaratmısınız! Bu avtomatik nümunənin laboratoriyada istifadəsi praktik olmasa da, bir neçə dəyişiklik bunu edəcək! Həqiqi bir laboratoriyada istifadə edə bilmək üçün nümayiş avtosamplerinizi təkmilləşdirməklə bağlı gələcəkdə təlimatlandırın! Bu vaxt qürurlu işlərinizi nümayiş etdirməkdən çəkinməyin və istədiyiniz kimi istifadə edin (bəlkə də bir xülya içki vericisi!)