利用电子废弃物制作的低成本离心机，物联网远程环境监...

Kara

利用电子废弃物制作的低成本离心机，物联网远程环境监控系统

高质量的微型离心机通常太贵，大多数人买不起。该项目旨在提供低成本的替代方案。

简介
微型离心机是任何生物医学实验室的必备设备。然而，像这样的生物医学设备对于大多数爱好者来说通常都太贵了，所以我开发了这个离心机来帮助降低一个合适的微型离心机的成本。

什么是微型离心机?

微型离心机是一种设备，以很高的转速旋转样品，以分离和纯化样品中的材料。微离心机的一个常见用途是差速离心，它用于从细胞样本中分离细胞器和核酸(如DNA)。高质量、可靠的微型离心机的价格从1000美元起，入门级微型离心机的价格约为300- 700美元。这对许多业余爱好者和其他人来说太贵了，所以我开始开发自己的开源微离心机。

项目影响
该项目的目标贫困学校和资金不足、买不起适当设备的医院。我希望这个项目将对许多人有用，并能在其他方面无法提供机会的领域开辟机会。

设计过程

1. 硬件

对于这个项目，我将使用arduino 101，因为我正在参加发明未来比赛。不过不幸的是，我没有赢得Arduino 101，所以我买了一个。我想让这个设备联网，以便把它集成到我即将到来的互联网连接生物黑客实验室，并将最终开发一个应用程序，可以集成这些设备，以提供无缝的实验室体验。

为了制作离心机，我需要一个马达，它可以以很高的转速旋转，以产生足够的向心力来分离细胞样本。我决定使用一个3.5英寸的硬盘，因为它可以以7200转/分钟的速度旋转，并且应该能够产生高达4400克的功率！因为我想让这个离心机尽可能的用户友好，同时给用户最大的控制权，我选择增加一个液晶显示器，电位器，和几个按钮，这样我就可以开发一个有用的设备界面。我还想增加一个互联网控制的离心机接口，使设备更容易使用。

为了能够使用硬盘驱动器，我们需要移除硬盘驱动器的所有部分，除了电机。为了做到这一点，我们需要从使用TORX扳手去除背板上的PCB开始。我没有正确大小的torx扳手，所以我只是撕下了PCB。我并不打算使用它，虽然它应该是好的。

现在已经取下了PCB，翻转硬盘驱动器，并开始删除螺丝在红色圈的区域。一旦你做对了，你应该能够撬开保护板。




现在，您已经拆卸了前板，然后您可以拆卸针的硬盘驱动器通过拆卸顶部磁铁撬出它与螺丝刀。它只是被两块磁铁的力粘在了一起。取下它们的时候要小心，因为磁铁的吸力非常强大，我之前在玩它们的时候很多次不小心压到了我的手指。

只要能够把上面的磁铁拿掉，剩下的就很简单了！只要取下针铰链上的螺丝，然后取下针。然后你就可以继续拆卸固定第二个磁铁的其他螺丝了。

完成之后，取下固定盘片的螺丝，取出来盘片和垫片。

布线
要控制硬盘驱动器，我们必须添加一个ESC(电子速度控制器)到设备。我使用的是一个标准的爱好ESC，常用在爱好飞机，因为它运行12v，和硬盘运行12v。为了给ESC和硬盘提供足够的电源，你可以使用任何12v电源，但我找不到，所以我使用了一个标准的计算机电源。我把一个跳线连接到绿色的电线和一个GND端子上，这样它一插进去就能接通电源。你也可以添加一个电源开关来增加一些额外的控制设备。

将ESC连接到12v轨和GND上。然后将ESC的PWM线缆连接到GND、5V和D7。从5v和GND接一个电位器，中间端接A0。然后你可以测试一下电机的接线。

测试/基本的原型
上传以下代码到Arduino 101：

1. #include <Servo.h>
   
2. Servo esc;
   
3. int throttlePin = 0;
   
4. void setup()
   
5. {
   
6. esc.attach(9);
   
7. }
   
8. void loop()
   
9. {
   
10. int throttle = analogRead(throttlePin);
    
11. throttle = map(throttle, 0, 1023, 0, 179);
    
12. esc.write(throttle);
    
13. }

复制代码

要连接电机到ESC，你必须做一个连续性测试，检查是否在硬盘驱动器的底部的引脚连接或不。你也可以随机焊接在ESC的电线上的针上的硬盘驱动器电机，并切换他们如果电机不工作，因为有6个可能的组合，只有2个工作正常。这些代码和线路应该足以开发一个基本的离心机。

3D打印照片：

安装和测试之后，我们就可以改进代码和界面了。我在Arduino上添加了格罗夫盾(Grove Shield)和液晶显示器(LCD)，并在程序中添加了RPM指示器。不能完全依靠它的读数，因为它提供的估计基于电位器上的读数，而不是电机。下面是v0.1代码的副本:

1. #include <Wire.h>
   
2. #include "rgb_lcd.h"
   
3. #include <Servo.h>
   
4. Servo esc;
   
5. rgb_lcd lcd;
   
6. int throttlePin = 0;
   
7. void setup() {
   
8.    // set up the LCD's number of columns and rows:
   
9.    lcd.begin(16, 2);
   
10.    // Print a message to the LCD.
    
11.    lcd.print("Initializing...");
    
12.    esc.attach(9);
    
13.    lcd.setRGB(50, 50, 50);
    
14. }
    
15. void loop() {
    
16.    lcd.clear();
    
17.    int throttle = analogRead(throttlePin);
    
18.    throttle = map(throttle, 0, 1023, 0, 179);
    
19.    int throttlepercent = (throttle*100) / 179;
    
20.    int myRPM = 7200 / (100 - throttlepercent);
    
21.    esc.write(throttle);
    
22.    // Turn off the display:
    
23.    lcd.print("Speed: ");
    
24.    if(myRPM == -1){
    
25.    lcd.print("7200");
    
26.    }else if(myRPM <= 100){
    
27.      lcd.print("0");
    
28.    }else{
    
29.    lcd.print(myRPM);
    
30.    }
    
31.    lcd.print(" RPM");
    
32.    delay(50);
    
33. }
    
34. 
    

复制代码

该设备工作时的照片：

1. V0.1 Code(Current)：
   
2. 
   
3. #include <Wire.h>
   
4. #include "rgb_lcd.h"
   
5. 
   
6. #include <Servo.h>
   
7. 
   
8. Servo esc;
   
9. rgb_lcd lcd;
   
10. int throttlePin = 0;
    
11. void setup() {
    
12. 
    
13.     // set up the LCD's number of columns and rows:
    
14.     lcd.begin(16, 2);
    
15.     // Print a message to the LCD.
    
16.     lcd.print("Initializing...");
    
17.     esc.attach(9);
    
18.     lcd.setRGB(50, 50, 50);
    
19. }
    
20. 
    
21. void loop() {
    
22.     lcd.clear();
    
23.     int throttle = analogRead(throttlePin);
    
24.     throttle = map(throttle, 0, 1023, 0, 179);
    
25.     int throttlepercent = (throttle*100) / 179;
    
26.     int myRPM = 7200 / (100 - throttlepercent);
    
27.     esc.write(throttle);
    
28.     // Turn off the display:
    
29.     lcd.print("Speed: ");
    
30.     if(myRPM == -1){
    
31.     lcd.print("7200");
    
32.     }else if(myRPM <= 100){
    
33.       lcd.print("0");
    
34.     }else{
    
35.     lcd.print(myRPM);
    
36.     }
    
37.     lcd.print(" RPM");
    
38.     delay(50);
    
39. }

复制代码

如果您对此项目有任何想法、意见或问题，请在下方留言。

以上内容翻译自网络，原作者：kemfic，如涉及侵权，可联系删除。