Kerjasama
SENI
KECANTIKAN & KESEJAHTERAAN
KRAFTANGAN
BUDAYA & SEJARAH
HIBURAN
ALAM SEKITAR
MAKANAN & MINUMAN
KEJURUTERAAN TERBALIK
SAINS
SUKAN
TEKNOLOGI
BOLEH PAKAI
Pam Peristaltik: Dua Tempat Ditutup Serentak, dan Tiada Injap Menyentuh Bendalir
Diterjemahkan
Emma

Dicipta oleh

Emma

27. September 2026SE
125
0
0
0
0

Pam Peristaltik: Dua Tempat Ditutup Serentak, dan Tiada Injap Menyentuh Bendalir

Picit hos hingga tertutup di antara dua jari dan gerakkan jari sepanjangnya: cecair di hadapan didorong ke depan, dan hos itu kembali membuka di belakang jari anda serta mengisi semula. Itulah keseluruhan prinsip pam peristaltik. Sebuah rotor membawa penggelek mengelilingi landasan melengkung, setiap satunya menjepit tiub fleksibel hingga tertutup dan bergolek sepanjangnya. Hanya bahagian dalam tiub sahaja yang menyentuh cecair. Tiada injap untuk tersumbat, tiada sel untuk bocor dan tiada apa yang perlu dibersihkan selain tiub yang boleh dibuang. Sebab itulah pam ini digunakan untuk darah, kultur sel, dos bahan kimia ke dalam bekalan air, konkrit dan dakwat pencetak. Rufus Porter dan J. D. Bradley mematenkannya pada tahun 1855 sebagai pam telaga, dan menulis peraturan yang masih perlu dipatuhi oleh setiap pam peristaltik: tiub mesti ditutup di **dua tempat pada masa yang sama**. Pada tahun 1881 Eugene Allen menggunakan prinsip yang sama untuk menggerakkan darah, kerana ia tiada injap tempat darah boleh membeku. Bahagian ini membina satu pam menggunakan motor stepper.
Pertengahan
Kira-kira 6 jam

Arahan

1

Pilih tiub dahulu — ia menentukan segala yang lain

Tiub ialah pam. Diameter dalamannya menentukan aliran setiap pusingan, dinding tiub menentukan betapa kuat penggelek mesti memerah, dan bahan tiub menentukan apa yang boleh dibawanya serta berapa lama ia tahan. Gunakan tiub **silikon** untuk binaan ini: ia cepat memulihkan bentuk bulatnya selepas setiap kali dijepit, dan inilah yang mengisi semula ruang di belakang penggelek. Tiub PVC yang jelas lebih murah dan lebih keras — ia pulih lebih perlahan, cepat kekal leper, dan hanya sesuai untuk kerja yang perlahan dan jarang. Ukur diameter dalam dan ketebalan dinding dengan angkup, pada hujung yang telah dipotong, di beberapa titik sekeliling bulatan. Tiub yang dihimpit leper tepat sebanyak **dua ketebalan dinding**; itulah jurang permulaan antara penggelek dan landasan. Tulis kedua-dua nombor ini — landasan direka berdasarkannya dalam langkah seterusnya.

Bahan untuk langkah ini:

Tiub SilikonTiub Silikon1 meter

Alatan diperlukan:

Angkup Digital 6 InciAngkup Digital 6 Inci
2

Cetak landasan, rotor dan penggelek

Cetak sebuah perumahan dengan landasan melengkung berjejari 25 mm ke garis tengah tiub, membungkus **sekurang-kurangnya 180 darjah** — berbentuk U dengan tiub memasuki satu kaki dan keluar di kaki yang lain. Cetak rotor tiga lengan yang muat pada aci motor stepper 5 mm dengan skru pemegang, dan pasangkan galas papan luncur pada skru mesin di hujung setiap lengan sebagai penggelek. Galas bergolek dan bukannya pasak tetap ialah perbezaan antara pam dan pemotong tiub: pasak menyeret sepanjang tiub dan mengikisnya sehingga putus. Jadikan landasan sebagai bahagian berasingan yang dipegang oleh dua skru dalam lubang berslot, supaya anda boleh mengalihkannya ke arah rotor. Pelarasan itu ialah **oklusi** — betapa kuat tiub dimampatkan — dan ia adalah satu-satunya tetapan yang dimiliki pam. Kepit tiub di kedua-dua hujung landasan dengan klip yang dicetak, atau ia akan merayap mengikut penggelek sehingga ditarik tegang dan berhenti mengepam.

Bahan untuk langkah ini:

Filamen PETGFilamen PETG120 g
Galas BebolaGalas Bebola3 keping
Skru mesinSkru mesin10 keping
Motor langkahMotor langkah1 keping

Alatan diperlukan:

Pencetak 3D filamen (FDM)Pencetak 3D filamen (FDM)
Angkup Digital 6 InciAngkup Digital 6 Inci
Set kunci LSet kunci L
Gerudi Tanpa WayarGerudi Tanpa Wayar
Set Mata GerudiSet Mata Gerudi
3

Aliran setiap pusingan, dan peraturan dua-tempat-tertutup

Memuatkan buku nota Jupyter…
4

The drive: a stepper, a speed knob and a reverse button

A stepper motor is the right drive for a dosing pump: it turns a known angle per step, so the volume pumped is simply steps counted. This sketch reads a potentiometer for speed and a button to reverse — reversing is how you clear an air lock or empty a line back into its bottle. Set the driver's current limit before connecting the motor; a stepper run at the wrong current either stalls under the tube's resistance or overheats.
peristaltic_drive.inoarduino
/*
  peristaltic_drive.ino -- run a stepper-driven peristaltic pump at a set speed.

  Hardware: a NEMA 17 stepper on an A4988 (or DRV8825) driver board, a 10 k
  potentiometer for speed, and a push button to reverse.
  Wiring:   driver STEP -> D3, DIR -> D4, EN -> D8 (LOW = enabled)
            pot wiper -> A0, pot ends -> 5V and GND
            button    -> D2 and GND (internal pull-up)
  The driver's own VMOT must come from the 12 V supply, with a 100 uF capacitor
  across it at the board, and its current limit set BEFORE the motor is connected.
*/

const int PIN_STEP = 3;
const int PIN_DIR  = 4;
const int PIN_EN   = 8;
const int PIN_BTN  = 2;
const int PIN_POT  = A0;

const long STEPS_PER_REV = 200L * 16L;   // 1.8 deg motor, 1/16 microstepping
const float RPM_MIN = 2.0;
const float RPM_MAX = 150.0;

unsigned long lastStep = 0;
unsigned long interval = 0;              // microseconds between steps
bool forward = true;
bool lastBtn = HIGH;

void setup() {
  pinMode(PIN_STEP, OUTPUT);
  pinMode(PIN_DIR, OUTPUT);
  pinMode(PIN_EN, OUTPUT);
  pinMode(PIN_BTN, INPUT_PULLUP);
  digitalWrite(PIN_EN, LOW);
  digitalWrite(PIN_DIR, HIGH);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // speed from the pot, re-read every loop so turning it takes effect at once
  float rpm = RPM_MIN + (RPM_MAX - RPM_MIN) * analogRead(PIN_POT) / 1023.0;
  interval = (unsigned long)(60.0e6 / (rpm * STEPS_PER_REV));

  // reverse on a button press (edge, not level), to clear an air lock
  bool b = digitalRead(PIN_BTN);
  if (b == LOW && lastBtn == HIGH) {
    forward = !forward;
    digitalWrite(PIN_DIR, forward ? HIGH : LOW);
    Serial.println(forward ? F("forward") : F("reverse"));
    delay(30);                           // crude debounce
  }
  lastBtn = b;

  unsigned long now = micros();
  if (now - lastStep >= interval) {
    lastStep = now;
    digitalWrite(PIN_STEP, HIGH);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(PIN_STEP, LOW);
  }
}

/*
  CALIBRATE, don't trust the arithmetic:
   1. Run into a graduated cylinder for exactly 100 rotor turns (count them on
      the serial print, or time them at a known rpm).
   2. Volume / 100 is your mL per turn. Compare it with the notebook's figure.
   3. Repeat with the outlet lifted 1 m higher. If the figure drops, the
      rollers are not closing the tube fully -- raise the occlusion.
*/

Bahan untuk langkah ini:

Arduino Uno R3Arduino Uno R31 keping
Pemacu motor langkahPemacu motor langkah1 keping
PotensiometerPotensiometer1 keping
Wayar PelompatWayar Pelompat1 set

Alatan diperlukan:

Komputer dengan Arduino IDEKomputer dengan Arduino IDE
Unit kuasa arus terusUnit kuasa arus terus
5

Atur oklusi dan kalibrasi terhadap lajur air

Mulakan dengan landasan ditarik ke belakang supaya penggelek hampir tidak menyentuh tiub. Letakkan salur masuk dalam bikar air dengan setitik pewarna, alirkan salur keluar ke dalam silinder bergraduat dan jalankan pam perlahan-lahan. Gerakkan landasan masuk sedikit demi sedikit. Pada mulanya pam hampir tidak menghantar apa-apa: penggelek menolak cecair ke hadapan tetapi ia tergelincir kembali melepasi mereka. Apabila jurang mencapai kira-kira dua kali ketebalan dinding, aliran melonjak. Sekarang naikkan salur keluar satu meter di atas salur masuk dan perhatikan pewarna: jika ia merayap ke belakang antara laluan penggelek, tutup landasan sedikit lagi. Berhenti sebaik sahaja ia kekal. Jangan pergi lebih jauh daripada itu. Setiap pecahan milimeter tambahan menghancurkan tiub pada setiap laluan dan memendekkan hayatnya, dan tidak memberikan aliran yang lebih banyak. Sekarang kalibrasi: kira 100 pusingan ke dalam silinder, bahagikan, dan bandingkan dengan angka dalam buku nota. Pam sebenar menghantar kurang kerana tiub tidak sepenuhnya pulih kepada bentuk bulatnya antara penggelek. Nombor yang diukur itu, bukan yang dikira, ialah yang digunakan oleh pam dos.

Bahan untuk langkah ini:

AirAir1 liter
Pewarna makanan (pewarna untuk penglihatan aliran)Pewarna makanan (pewarna untuk penglihatan aliran)1 titik

Alatan diperlukan:

Silinder penyukatSilinder penyukat
Jam RandikJam Randik
Set kunci LSet kunci L
Pita UkurPita Ukur
6

Denyut dan haus tiub

Memuatkan buku nota Jupyter…
7

Aliran telah menyimpang: cari tahu sebabnya

Aliran pam peristaltik hanya sebaik tiub dan oklusinya. Berikut ialah kerosakan yang mengubah mililiter bersasaran per pusingan yang telah ditentukur, mengikut susunan untuk memeriksanya.

Flow

Loading...
8

Sejarah dan konteks

**US 12,753, 'Elastic-Tube Pump', Rufus Porter dari Washington DC dan J. D. Bradley dari Brattleboro, Vermont, bertarikh 17 April 1855.** Porter ialah pengasas Scientific American. Paten itu menerangkan hos getah india tervulkan — hanya tersedia secara komersial selama sedekad pada masa itu — yang dipasang melilit permukaan silinder dan dilalui oleh penggelek, serta menamakan syarat yang menjadikan pam itu berfungsi: hos mesti *"ditutup pada saat yang sama"* di dua tempat. Salah satu cara yang mereka nyatakan ialah dengan menggulung hos sepenuh pusingan. **US 249,285, 'Instrument for Transfusion of Blood', Eugene E. Allen dari Grand Rapids, Michigan, difailkan 23 Jun 1881, diberi pada 8 November 1881.** Sebatang hos getah berdiameter lubang kira-kira satu perlapan inci diletakkan di atas alas getah dalam kotak loyang kecil, dengan tiga atau lebih penggelek kaca dibawa pada tali sawat tertutup supaya salah satunya sentiasa menekan hos hingga tertutup. Spesifikasi Allen menjelaskan sebabnya: tekanan yang bergerak itu *"menggantikan semua injap sedutan, yang, disebabkan sifat pekat dan berfibrin darah, pasti akan tersumbat dan menghasilkan gumpalan"*. Pam penggelek kemudiannya digunakan untuk mengalirkan darah dalam mesin jantung-paru dan dialisis atas sebab yang sama seperti yang diberikan oleh Allen. **Had yang jujur.** Ia berdenyut. Alirannya bergantung pada tiub yang haus, maka ia tersasar dan mesti dikalibrasi semula. Tekanannya terhad oleh apa yang mampu ditutup oleh tiub itu — beberapa bar untuk tiub makmal biasa. Dan tiub yang haus tidak gagal secara beransur-ansur: ia pecah, dan apa sahaja yang dibawanya akan berakhir di dalam kepala pam.
Langkah 8 - Image 1

Bahan

11
  • Pemegang Tempat
  • Pemegang Tempat
  • 3 keping
    2 vendors sell this, none ship to you yet
    Pemegang Tempat
  • 10 keping
    Pemegang Tempat
  • 1 keping
    5 vendors sell this, none ship to you yet
    Pemegang Tempat
  • 1 keping
    1 vendor sell this, none ship to you yet
    Pemegang Tempat
  • 1 keping
    2 vendors sell this, none ship to you yet
    Pemegang Tempat
  • 1 keping
    15 vendors sell this, none ship to you yet
    Pemegang Tempat
  • 1 set
    3 vendors sell this, none ship to you yet
    Pemegang Tempat
  • 1 liter
    Pemegang Tempat
  • Pemegang Tempat

Alatan Diperlukan

10

CC0 Domain Awam

Blueprint ini dikeluarkan di bawah CC0. Anda bebas menyalin, mengubah, mengedar, dan menggunakan karya ini untuk sebarang tujuan, tanpa meminta kebenaran.

Sokong Pembuat dengan membeli produk melalui Blueprint mereka di mana mereka memperoleh Komisen Pembuat ditetapkan oleh Penjual, atau cipta iterasi baru Blueprint ini dan sertakan ia sebagai sambungan dalam Blueprint anda sendiri untuk berkongsi hasil.

Perbincangan

(0)

Log masuk untuk menyertai perbincangan

Memuatkan komen...