Hacking of a 3D printer into an apparatus of chemistry
Posted by DimitriF
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Hacking of a 3D printer into an apparatus of chemistry November 06, 2015 05:37AM |
Registered: 9 years ago Posts: 16 |
J'ouvre un post ici afin de partager un projet qui me traine dans la tête depuis quelque temps et qui normalement devrait déboucher sur un doctorat l'année prochaine. Je suis un chimiste et ai monté une Prusa i3 ainsi que dessiné et imprimé ma propre imprimante (dont les performances laissaient à désirer mais l'objectif fut atteint). Je pense que j'aurai tôt ou tard besoin de votre aide donc à priori, cela se passera ici.
Le projet est d'utiliser la technologie Reprap pour créer un appareil de chimie analytique.
Voici quelques liens où vous pouvez voir ce genre de machine en fonctionnement.
youtube
youtube
youtube
Aussi, ce genre de machine coute une fortune (20.000 € !!!), nous n'avons pas définit sous quelle license sortira la machine mais je ferai tout mon possible pour que ce soit open source.
Quelques explications en Français:
Il faut prélever du liquide dans un 'vial' à l'aide d'une seringue puis venir déposer sur une 'plaque' de 200*100 mm mais cela peut varier.
If faut intégrer un cycle de rinçage de la seringue entre chaque échantillon.
Le dépot se fait sous forme de spray, avec envoi d'air chaud ou mieux, d'azote.
La machine actuelle s'arrete ici, il faut d'autre machines pour continuer le process.
Cependant, l'idée du professeur avec qui je travaille est d'intégrer les autres phases du process dans cette machine:
L'idée aussi est de créer une machine évolutive: en fonction de l'application, ou peut-être amener à changer le bloc 'extrudeur' pour un plus petite seringue voir un autre système de prélevement/dépot.
Donc dans un premier temps, je vais me concentrer sur un système capable de bouger en X, Y et Z : 200*200*30 mm et de contrôler un seringue.
Une autre grosse difficulté sera aussi de créer le software pour relier tout ce petit monde, j'ai quelques bases de python mais à peine. Je connais R, un language de statistique, mais ça va pas servir à grand chose. Et pour C++, rien du tout.
Voila, pour les explications, pour l'instant, tout est à l'état de papier (ou plutôt de 1 et de 0) mais je vous tiendrai au courant des évolutions.
Si vous avez des idées, sugestions ou commentaires, c'est bien sur le bienvenue.
A bientôt,
Dimitri
Edited 1 time(s). Last edit at 11/06/2015 01:24PM by DimitriF.
Le projet est d'utiliser la technologie Reprap pour créer un appareil de chimie analytique.
Voici quelques liens où vous pouvez voir ce genre de machine en fonctionnement.
youtube
youtube
youtube
Aussi, ce genre de machine coute une fortune (20.000 € !!!), nous n'avons pas définit sous quelle license sortira la machine mais je ferai tout mon possible pour que ce soit open source.
Quelques explications en Français:
Il faut prélever du liquide dans un 'vial' à l'aide d'une seringue puis venir déposer sur une 'plaque' de 200*100 mm mais cela peut varier.
If faut intégrer un cycle de rinçage de la seringue entre chaque échantillon.
Le dépot se fait sous forme de spray, avec envoi d'air chaud ou mieux, d'azote.
La machine actuelle s'arrete ici, il faut d'autre machines pour continuer le process.
Cependant, l'idée du professeur avec qui je travaille est d'intégrer les autres phases du process dans cette machine:
- Elution: déposer encore du liquide mais en plus grande quantité
- dérivatization: encore déposer du liquide
- chauffage: on peut utiliser le hotbed ou utiliser un lampe infrarouge éventuellement
- Visualisation: prise de photo sous lampe UV: 365nm, 254nm et lampe normale
- Data analyse: Utilisation d'un software pour analyser les données (ça c'est fait déjà: [dimitrif.shinyapps.io])
- Crétation de la plaque: dépot de silice et autre produit chimique sur une plaque en verre, le résultat sera ensuite utilisé pour le dépot d'échantillon, élution.....
L'idée aussi est de créer une machine évolutive: en fonction de l'application, ou peut-être amener à changer le bloc 'extrudeur' pour un plus petite seringue voir un autre système de prélevement/dépot.
Donc dans un premier temps, je vais me concentrer sur un système capable de bouger en X, Y et Z : 200*200*30 mm et de contrôler un seringue.
Une autre grosse difficulté sera aussi de créer le software pour relier tout ce petit monde, j'ai quelques bases de python mais à peine. Je connais R, un language de statistique, mais ça va pas servir à grand chose. Et pour C++, rien du tout.
Voila, pour les explications, pour l'instant, tout est à l'état de papier (ou plutôt de 1 et de 0) mais je vous tiendrai au courant des évolutions.
Si vous avez des idées, sugestions ou commentaires, c'est bien sur le bienvenue.
A bientôt,
Dimitri
Edited 1 time(s). Last edit at 11/06/2015 01:24PM by DimitriF.
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Re: Hacking of a 3D printer into an apparatus of chemistry November 06, 2015 06:30AM |
Registered: 14 years ago Posts: 351 |
Ta machine ressemble beaucoup a celle-ci : [www.kickstarter.com]
Opentrons est open-source, ce qui veut dire qu'il serait probablement plus intelligent de re-utiliser leur travail et de l'etendre, que de repartir de zero pour rien.
Elle utilise ma carte ( Smoothieboàrd ) qui est justement concue pour pouvoir controller ce genre de machine "exotique".
Si tu veux en savoir plus sur comment l'utiliser pour ce genre de chose etc, n'hesite pas a me contacter a wolf.arthur@gmail.com
Opentrons est open-source, ce qui veut dire qu'il serait probablement plus intelligent de re-utiliser leur travail et de l'etendre, que de repartir de zero pour rien.
Elle utilise ma carte ( Smoothieboàrd ) qui est justement concue pour pouvoir controller ce genre de machine "exotique".
Si tu veux en savoir plus sur comment l'utiliser pour ce genre de chose etc, n'hesite pas a me contacter a wolf.arthur@gmail.com
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Re: Hacking of a 3D printer into an apparatus of chemistry November 07, 2015 10:14AM |
Registered: 9 years ago Posts: 16 |
En effet, Opentrons semble une bonne source d'inspiration. Je suis tout à fait d'accord avec toi, si on peut éviter de réinventer la roue, ce sera mieux. Cependant cette application est proche mais assez éloigné de la mienne et demande quelques changements.
Ils déposent du liquide de l'ordre de 10-200 microL là où je devrai déposer 0.1-1 microL. De plus le système de dépot doit se faire en bande et sous forme de spray, d'où l'utilisation d'un courant de gaz, donc si le système de mouvement X,Y,Z peut être réutiliser, le système de dépot/prélévement d'échantillon devra lui être entièrement repensé, aprés le pilotage devrait pouvoir se faire à l'aide d'un moteur pas à pas donc on reste dans la même philosophie.
Pour le corps du système, j'ai branché mon beau-père sur l'impression 3D il y a quelque temps et la dernière fois que je l'ai vu, il avait fabriquer un cadre en alu de toute beauté (il possède un atelier où il fabrique des segments de voitures, aucune idée de ce que c'est mais il a plein de machine). Donc si tout se passe bien, je devrai pouvoir lui déléguer cette partie. Je vais lui demander de m'envoyer des photo pour partager ça ici.
Pour ce que est de la board, nous n'avons pas encore fais notre choix, selon moi, une board capable de piloter 5 moteurs (3 pour la direction, 2 pour l'équivalent extrudeur) controler 1-2 température et quelques End-stop fera l'affaire, aprés j'aurai sans doute besoin de soutiens pour adapter le firmware à mon système 'exotique' comme tu le dis si bien.
L'idée aussi serai d'utiliser un RPI pour le host software qui lui devra être entièrement repensé aussi pour s'adapter à mon utilisation. De mon expérience en chimie, il y a un seul software pour créer le batch (équivalent stl file), tranformer en commande machine (Gcode file) et envoyer les commande à la machine (host software). Une couche supplémentaire doit être ajouter pour analyser les données collecté (ici, une photo). Le RPI pourrait controler la caméra ainsi que les autres pièces d'électroniqeu nécessaire au système (lampe blanche et UV notamment), l'idéal étant de controler un maximum de chose avec la board.
Pour ce qui est de la création de batch et de la transformation en Gcode, je sais que je peux le faire avec R et facilement créer un UI avec le package 'shiny'. Le seul point noir est d'envoyer le Gcode vers la board pour faire bouger la machine. Comme j'ai déjà la partie d'analyse de données écrite en R, et l'UI allant avec, j'aimerai pourvoir y intégrer la partie envoi de Gcode.
La question est la suivante: j'ai accés au terminal via R, peut-on envisager d'envoyer le Gcode de cette façon?
Dimitri
Ps. j'ai remis les vrais liens youtubes, pas encore compris comment tout marche ici.
Edited 2 time(s). Last edit at 11/07/2015 10:19AM by DimitriF.
Ils déposent du liquide de l'ordre de 10-200 microL là où je devrai déposer 0.1-1 microL. De plus le système de dépot doit se faire en bande et sous forme de spray, d'où l'utilisation d'un courant de gaz, donc si le système de mouvement X,Y,Z peut être réutiliser, le système de dépot/prélévement d'échantillon devra lui être entièrement repensé, aprés le pilotage devrait pouvoir se faire à l'aide d'un moteur pas à pas donc on reste dans la même philosophie.
Pour le corps du système, j'ai branché mon beau-père sur l'impression 3D il y a quelque temps et la dernière fois que je l'ai vu, il avait fabriquer un cadre en alu de toute beauté (il possède un atelier où il fabrique des segments de voitures, aucune idée de ce que c'est mais il a plein de machine). Donc si tout se passe bien, je devrai pouvoir lui déléguer cette partie. Je vais lui demander de m'envoyer des photo pour partager ça ici.
Pour ce que est de la board, nous n'avons pas encore fais notre choix, selon moi, une board capable de piloter 5 moteurs (3 pour la direction, 2 pour l'équivalent extrudeur) controler 1-2 température et quelques End-stop fera l'affaire, aprés j'aurai sans doute besoin de soutiens pour adapter le firmware à mon système 'exotique' comme tu le dis si bien.
L'idée aussi serai d'utiliser un RPI pour le host software qui lui devra être entièrement repensé aussi pour s'adapter à mon utilisation. De mon expérience en chimie, il y a un seul software pour créer le batch (équivalent stl file), tranformer en commande machine (Gcode file) et envoyer les commande à la machine (host software). Une couche supplémentaire doit être ajouter pour analyser les données collecté (ici, une photo). Le RPI pourrait controler la caméra ainsi que les autres pièces d'électroniqeu nécessaire au système (lampe blanche et UV notamment), l'idéal étant de controler un maximum de chose avec la board.
Pour ce qui est de la création de batch et de la transformation en Gcode, je sais que je peux le faire avec R et facilement créer un UI avec le package 'shiny'. Le seul point noir est d'envoyer le Gcode vers la board pour faire bouger la machine. Comme j'ai déjà la partie d'analyse de données écrite en R, et l'UI allant avec, j'aimerai pourvoir y intégrer la partie envoi de Gcode.
La question est la suivante: j'ai accés au terminal via R, peut-on envisager d'envoyer le Gcode de cette façon?
Dimitri
Ps. j'ai remis les vrais liens youtubes, pas encore compris comment tout marche ici.
Edited 2 time(s). Last edit at 11/07/2015 10:19AM by DimitriF.
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Re: Hacking of a 3D printer into an apparatus of chemistry November 07, 2015 10:34AM |
Registered: 14 years ago Posts: 351 |
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Re: Hacking of a 3D printer into an apparatus of chemistry November 07, 2015 11:51AM |
Registered: 9 years ago Posts: 16 |
Pardon,
R est un language de programmation principalement utilisé pour la statistique, il est resté dans les tiroirs du monde académique pendant plusieurs années avant d'en sortir avec l'utilisation croissante de la statistique pour l'analyse de data, le fameux big data.
Je l'utilise pour analyser des données de chimie et apprendre à l'ordinateur à prendre des décisions à la place des humains, avec le type de machines que l'on compte construire, le nombre d'échantillon analysés sera bien plus grand et l'utilisation d'intelligence artificielle deviendra nécessaire pour juger les résultats d'analyse de ces échantillons.
Le package/library 'shiny' permet facilement de créer un user interface avec R en HTML donc visible sur n'importe quel browser, soit héberger localement (par le RPI, comme pour octoprint) soit sur un server mais inaplicable dans notre cas (voir cette application).
R est un language de programmation principalement utilisé pour la statistique, il est resté dans les tiroirs du monde académique pendant plusieurs années avant d'en sortir avec l'utilisation croissante de la statistique pour l'analyse de data, le fameux big data.
Je l'utilise pour analyser des données de chimie et apprendre à l'ordinateur à prendre des décisions à la place des humains, avec le type de machines que l'on compte construire, le nombre d'échantillon analysés sera bien plus grand et l'utilisation d'intelligence artificielle deviendra nécessaire pour juger les résultats d'analyse de ces échantillons.
Le package/library 'shiny' permet facilement de créer un user interface avec R en HTML donc visible sur n'importe quel browser, soit héberger localement (par le RPI, comme pour octoprint) soit sur un server mais inaplicable dans notre cas (voir cette application).
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