Pitkään ollut mietinnässä yksi projekti, jossa lääkeaineruiskua puristetaan mahdollisimman tasaisesti (dispensoidaan nestettä). Muutama projektiaihio tässä on ollut, mutta en yrityksestä huolimatta ole saanut liikettä tarpeeksi tasaiseksi.
Tuossa joku nettikuva, niin tiedätte mistä on kyse:
(http://www.jaytee.com/wp-content/uploads/2015/03/NE-500-OEM-Syringe-Pump.jpg)
Tähän mennessä yritetty jo mikrosteppauksia, mutta toimivat hyvin lähinnä tasaisella vastuksella. Samoin alennusvaihdetta on jo kokeiltu, mutta niistäkin tulee nykimistä ruuvin pyörimiseen, varsinkin hammashihnoista.
Löytyisiköhän siis jostain edullista, noin 10 cm olevaa johdetta, jossa esim. 1 mm nousu? Tähän jos laittaisi 0,9 asteen stepperin, pitäisi liikahtaa tarpeeksi vähän yhdellä askeleella.
Ps. Ja joo, pieni ilmakupla ja pienempi neula kyllä tasoittavat virtausta, mutta eivät oikein tarpeeksi.
Lainaus käyttäjältä: ChiKung - 07.09.17 - klo:15:10
Samoin alennusvaihdetta on jo kokeiltu, mutta niistäkin tulee nykimistä ruuvin pyörimiseen, varsinkin hammashihnoista.
Nyt on ekana ihan pakko kysyä...
1. Mikä ruuvi käytössä? Metri ruuvi? Trapetsi ruuvi? Kuularuuvi?
2. Liikehän on aina vain yhteen suuntaan... eikö vain? (jossa tarvitaan tuota tasaista ja tarkkaa liikettä)
Lisätääs tähän vielä että linkkase käyttämäsi askelmoottori ohjain
oisko noista mitään iloa
Vaimolla on insuliinipumppu. Oliskohan sellainen ihan valmis kapistus?
Lasiruiskut muuten tuntuvat liikkuvan paremmin kuin kertakäyttöiset muoviruiskut, jos liikkeen "jähmiminen" on ongelmana.
Tuollaisia kokeillut. Toisessa nousua aivan liikaa. Toisessa parempi mutta siinä hihna aiheuttaa hyppimistä. Jos nyt liite onnistuu puhelimella.
Ovat siis mäntäpumpusta nuo. Ohjauksessa joku Arduinoon sopiva easy stepper driver yms., jossa mikrostepit.
Tosiaan liikkeen tarvitsee olla tasainen vain toiseen suuntaan.
Kuvittelenko vai näyttääkö nuo metriseltä normi kierteeltä?
Vai onko toi tosihieno kuula/trapetsiruuvi? Ei näe kierreprofiilia kuvasta että vois sanoa varmasti...
Tämän jälkeen voin alkaa kertoon listan kaikista virheistä :D mitä tuossa projektissa tällä hetkellä on... ja miten ne korjataan
Kirjottelen tähän nytten alustavan listan ongelmista, joita tuossa nyt lähtökohtaisesti on:
1. Askelmoottori ohjain => Kokonaan vaihtoon. Mikäli tarvit tasaisen käynnin ja liikkeen tarvit kunnollisen askelmoottori ohjaimen... pelkästään tämä tekee liikeeseen äärrimmäisen suuren eron...Nuo halvat ohjaimet eivät ole tasaista microsteppausta nähneetkään...
Itsellä on tällä hetkellä käytössä seuraavia askelmoottoriohjaimia, jotka listaan laatujärjestyksessä:
1. http://www.zappautomation.co.uk/electrical-products/stepper-systems/stepper-drivers/n-series-stepper-drivers-step-direction/2m2280n.html (Oman virtalähteen takia korkeammalla "Helpompi käyttöönotto" mutta kykenee vain 128 microsteppingiin)
2. http://www.zappautomation.co.uk/electrical-products/stepper-systems/stepper-drivers/n-series-stepper-drivers-step-direction/2m880n.html (256 microstepping, mutta vaatii erillisen virtalähteen)
3. http://www.ebay.com/itm/EU-FREE-Wantai-Driver-DQ542MA-with-4-2A-peak-current-18-50VDC-128-Micro/221999337093?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&_trksid=p2057872.m2749.l2649
4. https://www.pololu.com/product/2133
5. https://www.pololu.com/product/1182
Pelkästään jos 4/5 vaihtoehdosta siirryttäessä 3 vaihtoehtoon ero on silmin huomattavissa... tämä näkyy huomattavasti tasaisempana käyntinä ja hallitumpana ajona.
Sitten jos ohjauslogiikka pystyy niin 2M880N Kincolla voidaan repiä käytännössä kaikki irti mitä microstepeillä on saavutettavissa askelmoottorista,kun otetaan 256 microstepping käyttöön...
2. Ruuvin kierretyyppiTämä riippuu budjetista:
1. Parempi ja kalliimpi = Kuularuuvi, Nousu valitaan tarvittavan ajonopeuden mukaan. Katso kohta alempana oleva esimerkki
2. Halvempi ja hieman epätarkempi = Trapetsikierre, joka vaatii välyksenpoisto mutterin. Tästä oli puhetta aiemmin http://www.cnc-tekniikka.com/CNC-forum1/index.php?topic=8537.0 (http://www.cnc-tekniikka.com/CNC-forum1/index.php?topic=8537.0) sivulla 1 viesti 13 havainnollistavien kuvien kanssa.
3. OhjausyksikköNytten tullaan jännien asioiden äärelle... mikä koskee nimenomaan arduinon kykyä ohjata askelmoottori ohjainta...
Tässä tullaan asiaan nimeltä pulssi taajuus mikä saadaan arduinosta ulos.
Selvennän tämän esimerkin avulla:
1.8 astetta/step askelmoottori eli 200 askelta kierros.
Käytetään Kinco 2M880N ohjainta 256 Microstepping.
Yhteen kierrokseen tarvittava pulssi määrä on 200*256=51200 pulssi/rev
Se kuinka nopeaa meidän tarvii pyörittää moottoria saavuttaaksemme halutun liikenopeuden riippuu ruuvin noususta.
Oletetaan että meillä on 4mm nousu ja haluamme 1mm/s liike nopeudeksi
Saamme 51200/4 = 12800 pulssia/s = 12.8kHz
No niin nyt tiedämme taajuuden mihin meidän pitää pystyä...
Sitten voimme luntata: http://reprap.org/wiki/Step_rates
Lainaa
Marlin/Repetier on ATmega 16 MHz (e.g. RAMPS) in single-stepping: <10.000 steps/second (10 kHz).
ATmega 16MHz (ATMEGA 2560 https://store.arduino.cc/arduino-mega-2560-rev3) pystyy vain alle 10kHz steprateen... eli kyseinen arduino hyytyy... eli ohjain on riittämätön ajamaan askelmoottoriohjainta kyseisellä tarkkuudella ja nopeudella.
Toivon että nyt tuli selvitettyä tarpeeksi tarkasti miksi logiikka kannattee ottaa mukaan suunnitteluun varhaisessa vaiheessa... muuten käy näin...
Jos meillä olisi esimerkiksi Arduino Due, joka pystyy "107.7kHz single stepping" tai vastaaviin vaihtoehtoihin Smoothieboard yms... niin ongelmaa ei olisi ja ohjainyksikkö pystyisi ajamaan askelmoottoria maksimaalisella teholla/tarkkuudella.
4. AskelmoottoriÄlä ala tekemään kyseistä projektia liian pienellä askelmoottorilla. Tällä saat vaan harmaita hiuksia aikaseksi.
Mielellään Nema 23 ja 2Nm vääntöä vähintään. Tämä tekee sen että mekaniikasta tuleva kitka yms rasitukset ja kuorma eivät tule enään vaikuttaan liike nopeuteen mitenkään.
Liian pieni askelmoottori tulee vain hukkaamaan askelia, jonka myötä liike on epätasainen kuorman muuttuessa. Tarpeeksi riskillä moottorilla poistat tämän ongelman
Tuossapa ne jos se halutaan askelmoottori yms ratkaisulla tehdä...
Tosin itse veikkaan että paineilma sylinteri tekee homman huomattavasti yksinkertaisemmaksi, jos tuo tulee johonkin koneeseen annostelemaan jotain ainetta...
Jos haluaa tapella AVR:n kanssa niin ainakin osa malleista toimii 20MHz:llä jolloin softalla askeltaen saa vähän enemmän kuin tuon 10kHz ;)
Toinen tapa on käyttää AVRn "rauta-pwm"ää jolloin saadaan ulos ihan erilaisia taajuuksia mutta silloin tietysti ongelmaksi tulee askelmäärän säätö. Toimii jos tarvitaan suuri taajuus mutta määrällä ei ole niin väliä...
Oma suositus on myös käyttää arduinot ja pienet halvat ohjaimet ihan muualla ja tarkkuutta haettaessa käyttää kunnon moottoriohjainta ja sellaista ohjausyksikköä joka kykenee riittävästi yli laskennallisen taajuus- yms tarpeen.
Miksi sitä nestettä halutaan rutistaa? Ei tajunnut...
Johteet pois, ruuvi suoraan ruutan taakse -> voima kohdistuu oikeaan paikkaan. Moottori tietenkin tuettava jonkinlaisilla "johteilla", mutta tässä takertelua ei tapahdu niin helpolla. Jos ei haluta liikkuvaa moottoria, niin sitten pyöritetään laakeroitua mutteria ja laitetaan ruuville "johde". Tai sitten nykyisenkaltainen rakenne kunnon takertelemattomalla johteella ja ruuvi mahdollisimman lähelle ruuttaa.. Mikrosteppausta ei minun mielestä kannata miettiä, koska ei kuitenkaan niin tarkka, kuin "oikeat" askeleet, kyseessä kaiketi annostelulaite kohtuu tarkoille määrille.
"slip&stick"
Esm kumimännässä on liikkeelle lähtö kitka ja liikekitka, joista ensimmäinen lie yleensä suurempi. Eli liikkeelle lähtöön tarvitaan suurempi voima kuin liikkkumiseen. Joustavat/elastiset materiaalit, kumi ja muovi voivat olla yksi osatekijä "takertelevaan" käyttäytymiseen.
Piezo pumppu kaupoille
http://www.dolomite-microfluidics.com/webshop/pumps-piezo-pumps-c-38_50
Oma veikkaus että ketjun aloittaja hakee tätä mekaniikkaa 3D-tulostus tarkoitukseen.
Esim. Kakkujen koristelu tai vastaavassa käytettävät 3D-tulostimet käyttävät nimenomaan tällaista ruiskumekaniikkaa...
Mitä paremmin ruisku toimii sitä tarkempaa jälkeä voidaan tehdä. Lisäksi tämä mahdollistaa ns. piirilevyjen tulostamisen kun ruisku täytetään vähän eksoottisemmalla materiaalilla.
Yliopiston/biofirmojen labroissa nuita on ollut, kun pitää joku reagenssi annostella ja zapata sähköllä tai laserilla perään. Kaupalliset kalliita ja varmaan toimivia.
Yhdelle aineelle jatkuvampaan syöttöön on peristaltttisia pumppuja jotka on mukavampia käyttää, mutta ei toki voi pitää "varastossa" ainetta ja vaihtaminen vaatii huuhtelun.
Ei kai tuossa ole muuta tietä kun löytää sopivat ruiskut, tehdä mekaniikasta jäykkä ja suunnata voimat oikein.
Pekka
Google löytää: tuosta vaikka 8x0.5mm kuularuuvi ja sen perään pieni servo http://onlinecatalog.tpa-us.com/Asset/worlds-smallest-ball-screws.pdf (http://onlinecatalog.tpa-us.com/Asset/worlds-smallest-ball-screws.pdf)
Veikkaan kyllä ettei ole kovin halpa ruuvi...
Pienen nousun kyseiseen sovellukseen saa kikkailtua helpostikin, kun tekee differentiaalisena. Esimerkiksi ruuvi on kaksiosainen - kierteet M10 - 1.5 ja M12 - 1,75. Runkoon mutteri M12 ja liikkuvaan osaan mutteri M10 kierteelle, niin nousuksi tulee 0,25 mm / kierros. Kitkoja tosin sitten tässä. Välyksillä ei tosin tainnut olla väliä, jos tuo yhteen suuntaan painaminen oli tarkoitus.
- Timo
Lainaus käyttäjältä: ChiKung - 07.09.17 - klo:15:10
Pitkään ollut mietinnässä yksi projekti, jossa lääkeaineruiskua puristetaan mahdollisimman tasaisesti (dispensoidaan nestettä). Muutama projektiaihio tässä on ollut, mutta en yrityksestä huolimatta ole saanut liikettä tarpeeksi tasaiseksi.
Tuossa joku nettikuva, niin tiedätte mistä on kyse:
(http://www.jaytee.com/wp-content/uploads/2015/03/NE-500-OEM-Syringe-Pump.jpg)
Tähän mennessä yritetty jo mikrosteppauksia, mutta toimivat hyvin lähinnä tasaisella vastuksella. Samoin alennusvaihdetta on jo kokeiltu, mutta niistäkin tulee nykimistä ruuvin pyörimiseen, varsinkin hammashihnoista.
Löytyisiköhän siis jostain edullista, noin 10 cm olevaa johdetta, jossa esim. 1 mm nousu? Tähän jos laittaisi 0,9 asteen stepperin, pitäisi liikahtaa tarpeeksi vähän yhdellä askeleella.
Ps. Ja joo, pieni ilmakupla ja pienempi neula kyllä tasoittavat virtausta, mutta eivät oikein tarpeeksi.
Ota sellainen ruisku, missä mäntä on muovia ja siinä on vaan riittävän tiukka välys runkoon, että ei vuoda. Tuollaisella isolla kumitiivisteellä olevaa ruiskua (kumimäntäruisku) ei ole imho mitään toivoa saada liikkumaan tasaisesti.
Tuossa esimerkki.
https://www.tammed.fi/tuotteet/discardit-muoviruisku-luer-20-ml/
Eron tommosen muovimäntäisen ja kumimäntäruiskun välillä tuntee ihan käsin kokeilemalla. Nuo discardit ruiskut ovat mainioita liuottimien kanssa, kun ei ole mitään liuottimeen liukenevaa.. Nuo kumimötikkäruiskut jämähtävät, kun liuotin vaikuttaa kumiin ja se tahmaa ja/tai paisuu. Tosin, voi olla vaikea löytää yli 20ml ruiskuja tommosina. Jos on pakko käyttää tommosta kumimäntäruiskua, voitelisin sen kumimännän hyvin. Jos on merkitystä, joku inertti voiteluaine.