CN202219173U - 高精度电动移液器的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及移液器技术领域，尤其涉及高精度电动移液器的控制系统，其包括有微处理器、按键模块、内存、LCD显示屏、波形发生器、步进电机驱动器、步进电机，按键模块、内存、LCD显示屏、波形发生器分别与微处理器连接，波形发生器的输出端连接步进电机驱动器的输入端，步进电机驱动器的输出端与步进电机电连接，本实用新型通过按键模块输入或选择所需数值，由核心微处理器发出相应指令至步进电机驱动器控制步进电机运动，再由步进电机推动活塞运动，将液体吸到吸头内，各类功能会实时显示在LCD显示屏上，结构简单，控制方便，控制精度高，并且整套系统外围电路简单，抗干扰能力强，可靠性高，系统成本低。

Description

高精度电动移液器的控制系统

技术领域：

本实用新型涉及移液器技术领域，尤其涉及一种高精度电动移液器的控制系统。

背景技术：

在医疗、药物、基因和蛋白质研究、生物研究、药物开发实验室以及其它生物技术应用领域中，经常需要利用移液器在各种实验室操作规程中来操纵实验室样品，其利用移液器将一定体积的液体吸入移液管内，然后将液体分配成一个或多个分配体积。但是现有移液器的控制系统较复杂，控制不方便，控制精度低，并且整套系统外围电路复杂，抗干扰能力弱，可靠性低，系统的成本高。

实用新型内容：

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的不足而提供一种结构简单、控制方便、控制精度高的高精度电动移液器的控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

高精度电动移液器的控制系统，它包括有微处理器、按键模块、内存、LCD显示屏、波形发生器、步进电机驱动器、步进电机，按键模块、内存、LCD显示屏、波形发生器分别与微处理器连接，波形发生器的输出端连接步进电机驱动器的输入端，步进电机驱动器的输出端与步进电机电连接。

所述波形发生器的输出端与步进电机驱动器的输入端之间连接有脉冲宽度调制器，脉冲宽度调制器与微处理器之间组成闭环控制回路。

所述微处理器连接有RS232数据接口。

所述微处理器连接有温度检测模块。

所述微处理器连接有位置检测模块。

所述微处理器连接有负载检测模块。

所述步进电机为2相步进电机。

本实用新型有益效果在于：本实用新型包括有微处理器、按键模块、内存、LCD显示屏、波形发生器、步进电机驱动器、步进电机，按键模块、内存、LCD显示屏、波形发生器分别与微处理器连接，波形发生器的输出端连接步进电机驱动器的输入端，步进电机驱动器的输出端与步进电机电连接，本实用新型通过按键模块的操作开关、设定键盘输入或选择所需数值，由核心微处理器发出相应指令至步进电机驱动器控制步进电机运动，再由步进电机推动活塞运动，将液体吸到吸头内，各类功能会实时显示在LCD显示屏上，结构简单，控制方便，控制精度高，并且整套系统外围电路简单，抗干扰能力强，可靠性高，系统的成本低。

附图说明：

图1是本实用新型的原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，见图1所示，高精度电动移液器的控制系统，它包括有微处理器1、按键模块2、内存3、LCD显示屏4、波形发生器5、步进电机驱动器6、步进电机7，按键模块2、内存3、LCD显示屏4、波形发生器5分别与微处理器1连接，波形发生器5的输出端连接步进电机驱动器6的输入端，步进电机驱动器6的输出端与步进电机7电连接，步进电机7的输出端连接超精密耐腐蚀活塞。本实用新型通过按键模块2的操作开关、设定键盘输入或选择所需数值，由核心微处理器1发出相应指令至步进电机驱动器6控制步进电机7运动，再由步进电机7推动活塞运动，活塞的精密单轴运动产生空气垫作用(活塞冲程)将液体吸到吸头内，各类功能会实时显示在LCD显示屏4上，一些特定功能可以通过蜂鸣器指示为声音信号，结构简单，控制方便，控制精度高，并且整套系统外围电路简单，抗干扰能力强，可靠性高，系统的成本低。

波形发生器5的输出端与步进电机驱动器6的输入端之间连接有脉冲宽度调制器8，脉冲宽度调制器8与微处理器1之间组成闭环控制回路。微处理器1连接有RS232数据接口9。

微处理器1连接有温度检测模块10。微处理器1连接有步进马达负载检测模块12，负载检测模块12能够自动检测原点、行程，可解决步进电机7的丢步问题，保证活塞冲程跟数值一致。微处理器1连接有位置检测模块11，自动监测系统震动，能够解决电机共振问题。微处理器1将按照设定好的参数来驱动步进电机7以达到所需的控制速度，目标位置等。

步进电机7为2相步进电机，步进电机驱动器6内部设计了两个双H桥功率管可以直接驱动2相步进电机，驱动电流可以达到0.8A。脉冲宽度调制器8用来控制流入电机线圈的电流，外部的电流输出感应电阻和内部的参考的值形成电流校正的闭环，通过输出电流比较电路，脉冲宽度调制器8产生信号来驱动功率管。运动指令通过有微处理器1经过串行总线送至主控制区，步进电机7的工加速度、加速度、目标位置等参数及诊断信息可通过串行接口传送至微处理器1，这些信息被存储在内部的RAM或OTP存储器中，用于位置控制，在同一总线上可以最多连接32个节点，从地址可以通过OTP存储器或外部的接口来定义。控制系统还具有失速探测功能，无需外部参考点，不需要外部参考点的回原点运动。控制系统支持步进电机7微步细分功能具有半步、1/4、1/8、1/16，该功能保证了步进电机7的平滑运动和很小的力矩波动几种细分模式，可于用户自己选择。

步进电机7以线形经过零点，在经过零点时步进电机7的力矩波动非常小。控制系统内部的温度检测模块10具有温度检测功能，到温度达到极限温度时电路会自动进入关闭状态，而且在这之前会产生温度报警信号；此外还具有电压检测功能，电路也会进入关闭状态当检测到电压低于极限值时，而且在这之前也会有报警信号产生。步进电机驱动器6主要功能均由频率芯片来实现，外部直接连接2相步进电机，而微处理器1负责通讯以及向频率芯片发送指令，和传统的方式相比大大减轻的微处理器1的负担，可以将其解放出来做更高层次的开发如I/O控制等。整套系统外围电路简单，抗干扰能力强，可靠性高，减少系统的成本。

当然，以上所述仅是本实用新型的较佳实施例，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (7)

1.高精度电动移液器的控制系统，其特征在于：包括有微处理器(1)、按键模块(2)、内存(3)、LCD显示屏(4)、波形发生器(5)、步进电机驱动器(6)、步进电机(7)，按键模块(2)、内存(3)、LCD显示屏(4)、波形发生器(5)分别与微处理器(1)连接，波形发生器(5)的输出端连接步进电机驱动器(6)的输入端，步进电机驱动器(6)的输出端与步进电机(7)电连接。

2.根据权利要求1所述的高精度电动移液器的控制系统，其特征在于：所述波形发生器(5)的输出端与步进电机驱动器(6)的输入端之间连接有脉冲宽度调制器(8)，脉冲宽度调制器(8)与微处理器(1)之间组成闭环控制回路。

3.根据权利要求1所述的高精度电动移液器的控制系统，其特征在于：所述微处理器(1)连接有RS232数据接口(9)。

4.根据权利要求1所述的高精度电动移液器的控制系统，其特征在于：所述微处理器(1)连接有温度检测模块(10)。

5.根据权利要求1所述的高精度电动移液器的控制系统，其特征在于：所述微处理器(1)连接有位置检测模块(11)。

6.根据权利要求1所述的高精度电动移液器的控制系统，其特征在于：所述微处理器(1)连接有负载检测模块(12)。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的高精度电动移液器的控制系统，其特征在于：所述步进电机(7)为2相步进电机。

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