基于FPGA的微流控芯片电泳控制系统设计

设计一套基于FPGA的微流控芯片的电泳控制系统。该系统采用具有大量控制端口的FPGA作为系统的控制芯片,同时为了节约控制端口,选取串行控制的A／D与D／A芯片;采用USB2.0高速传输接口与上位机通信,满足了实施控制与数据上传的要求;采用VerilogHDL语言对芯片编程后,可同时对30个PCR芯片实施控制,另外还编写了基于Windows XP的驱动程序与控制软件。     

桌面3D打印机控制系统的设计与实现

目前市场上的桌面3D打印机的控制系统基本都是国外开发的开源控制系统,因此有必要开发一款3D打印机的控制系统。该控制系统下位机程序运行在arm处理器和μCOS环境下,上位机控制软件是在微软的WPF框架下通过c#语言开发的。系统工作过程为:上位机软件读取并处理文件中读取的命令,然后通过串口发送到下位机,下位机接到命令后对命令进行处理并控制步进电机的运动。最后系统经过调试运行,虽然在打印效果和机器运行速度上没有显著提高,但是这是一种新的尝试,证明了该控制系统的可行性。     

一种彩色FDM型3D打印机的设计与实现

设计了一种可以打印彩色三维模型的3D打印机。传统FDM型桌面3D打印机只能打印单色,因此在开源FDM型3D打印机的基础上重新设计组合了打印机的机械结构和电气控制系统来实现打印材料的混合,借助Bresenham直线算法设计了彩色打印机的控制软件,并增加了Gcode指令。实验结果表明,这种设计可以保证打印不同颜色的3D模型,并且与原来相同类型的单色3D打印机相比,提高了打印速度。     

基于路径优化与模糊PID温度控制的三维打印控制系统开发

目前市面上所售的桌面级3D打印机操作系统大多数使用Arduino开源主板为核心进行设计,存在着打印速度较慢、片内资源较为缺乏、后期外设扩展性较差、机械误差较大等问题。针对上述问题,设计了一款基于ARM STM32F103为主控芯片的开源3D打印机控制系统,主要包括步进电机控制系统、热床温腔温度模糊PID闭环控制系统、光电限位开关模块的设计,同时以Visual Studio为平台编写了上位机操作软件。该系统资源丰富,可扩展性强,实验结果表明该系统运行良好,温腔温度加热到230摄氏度所需时间仅需50秒左右,超调量小于4%,打印截面分辨率可达0.2毫米,打印速度提高30%。     

基于网络的SGX3数控测井系统

概述了采用网络互联的专用数探测井地面系统——SGX3数控测井系统的整体设计思路。SGX3数控测井系统分下位机和上位机部分，两者通过实时网络通信方式进行数据传输。下位机现场测井工作站采用PC-104嵌入式PC，专门负责测井数据的采集。上位机采用PC机，基于Windows平台，专门负责测井数据的分析、显示、打印和存盘等。网络通信通过客户／服务器方式进行。下位机为客户机，上位机为服务器。     

基于Cortex-M3和树莓派的FDM双色3D打印机设计

随着3D打印技术的普及,人们对于能够打印模型色彩多样化及对打印机方便实时监控有了极大的需求。本文介绍了一种基于Cortex-M3核心控制板的FDM双色3D打印机设计方案,在单色3D打印机基础上并行接入打印头,通过温度控制模块将采集温度值传给控制板进行温度控制,同时在断电检测、断料续打等功能的辅助下,减少材料和时间的浪费,保证模型打印成功。实验表明,该3D打印机性能稳定,能够较好地完成打印任务。     

面向电阻抗成像检测的多电极阵列微流控芯片设计

设计了一种用于微尺度流动状态下电阻抗成像检测的多电极阵列微流控芯片,包括微流控芯片的结构设计、材料选择和加工工艺。设计的微流控芯片包含3个圆形电极横截面,每个横截面包含一组电极阵列。该阵列有3种数目的电极,分别为8电极,12电极和16电极。之后通过数值仿真方法实现了三种电极数目（8,12和16）微流控芯片的电阻抗成像,并与之前研究出来的菱形横截面8电极微流控芯片进行了对比,发现设计出来的16电极圆形微流控芯片具有较高的成像质量,验证了微流控芯片用于细胞电阻抗成像检测的可行性。     

面向PCR微流控芯片的多通道温控系统

基于PCR微流控芯片,研究和设计了一套多通道温度控制系统,实现了温控功能并应用于PCR扩增试验.系统由硬件电路搭建和控制软件编写共同实现.温度信号由AD590采集,经过CD4051选通,由TLD0832将模拟信号转换为数字信号,传送给AT89C2051.单片机根据负反馈算法对信号进行处理,得到控制指令,经过TLC5620得到模拟信号,控制驱动电路.利用汇编语言编写功能软件,包括A/D,D/A转换程序、跳转程序和系统闭环程序.通过自主设计的硬件电路和控制软件,实现了微型PCR微流控芯片的多通道温度控制系统.实验结果表明,系统符合PCR扩增原理的要求,升温迅速,控温准确,可用于PCR扩增试验.     

基于C8051F060的智能碳硫分析仪控制系统

针对传统碳硫分析仪测控系统扩展芯片多、线路复杂、资源扩展受限、易出故障、编程麻烦等缺点,给出了基于C8051F060单片机的智能碳硫分析仪控制系统的设计。该系统主要有下位机、触摸屏或上位机、高精度电子天平和微型打印机组成,下位机程序由C51开发。上位机数据采集控制软件由VB编写;给出了系统的硬件结构框图和软件流程框图。与传统的单片机控制的碳硫分析仪控制系统相比,该系统具有精度高、结构简单、操作灵活等特点。实际运行结果表明,该系统运行可靠,精确度和稳定性均达到了设计要求。     

基于S3C2440处理器的打印模块的设计

针对打印机的扩展功能要求,为了提高打印机的应用范围,基于ARM9内核的处理器和嵌入式Linux操作系统,设计硬件电路、搭建软件开发环境,建立一个嵌入式系统的开发平台,设计了打印模块。该打印模块基于S3C处理器,采用扩展的USB接口与上位机通信,RS-232串口与打印机连接,通过触摸屏控制系统采集数据并送串口交打印机打印。在此基础上,以VMP01PLUS便携式热敏打印机为对象,对工业控制领域中的某些参数进行了坐标图形打印仿真,打印效果理想。     

Printing 3D microfluidic chips with a 3D sugar printer

This study demonstrated how to quickly and effectively print two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) microfluidic chips with a low-cost 3D sugar printer. The sugar printer was modified from a desktop 3D printer by redesigning the extruder, so the melting sugar could be extruded with pneumatic driving. Sacrificial sugar lines were first printed on a base layer followed by casting polydimethylsiloxane (PDMS) onto the layer and repeating. Microchannels were then printed in the PDMS solvent, microfluidic chips dropped into hot water to dissolve the sugar lines after the PDMS was solidified, and the microfluidic chips did not need further sealing. Different types of sugar utilized for printing material were studied with results indicating that maltitol exhibited a stable flow property compared with other sugars such as caramel or sucrose. Low cost is a significant advantage of this type of sugar printer as the machine may be purchased for only approximately $800. Additionally, as demonstrated in this study, the printed 3D microfluidic chip is a useful tool utilized for cell culture, thus proving the 3D printer is a powerful tool for medical/biological research.     

3D-printed membrane microvalves and microdecoder

A microfluidic system for multichannel switching and multiphase flow control has potential uses in pneumatic soft robotics and biological sampling systems. At present, the membrane microvalves used in microfluidic systems are mostly constructed using a multilayer bonding process so that the device cannot withstand high pressures. In this paper, we demonstrate a design method and the properties of a bondless membrane microvalve fabricated using a commercial 3D printer. We used a multijet (MJP) 3D printer to print a 100-μm-thick and 6-mm-diameter membrane from a relatively hard material (1700 MPa). The membrane’s high toughness ensures that it does not need negative pressure to reopen. The measured operation frequency was less than 2.5 Hz under a pneumatic pressure of 14.5 kPa. We also 3D-printed an integrated Quake-style microfluidic decoder network by combining 8 valves in series to demonstrate the integrability of the microvalve. The decoder chip was demonstrated to control the ON/OFF state of the four coded fluidic channels, with the droplets being generated from selected channels according to the valve action. Therefore, such 3D-printed microvalves are highly integrable, have a high manufacturing efficiency, and can be applied in pneumatic controllers, sample switchers and integrated print heads.

     

一种通用型自动干油润滑系统

根据工业现场的实际润滑需要,介绍了PLC和组态软件在干油润滑控制系统中的应用。通过分析干油润滑系统的特点,提出了一种通用型自动干油润滑系统的总体设计方案。该方案利用工控机和PLC组成上下两级分布式监控系统。上位机监控软件采用组态王工控软件,实现工艺流程、报警、历史曲线的显示以及报表和数据库查询等功能。实践表明,该监控系统具有可靠性高、抗干扰能力强、组态灵活、通用性好等优点。     

STM32的环保型便携式3D打印机研制

本文以STM32F1系列32位微处理器作为主控芯片,混合式步进电机为XYZ三轴提供动力,构成小型便捷式3D打印机.该打印机可通过SD卡进行脱机离线打印,减少对主机的依赖,提高便携性,还配备了触摸屏控制功能,使控制界面更加简单明了,降低了操作失误的可能性;同时采用环保型材料PLA(Polylactic Acid,即聚乳酸),打印过程中不产生任何有害物质,打印产品可用于家庭、办公室等环境.     

即熟型3D食品打印机的设计

针对现有3D食品打印机打印后无法直接烤熟食用的不足,设计了一种恒温加热、恒压匀速出料、快速烤熟的即熟型3D食品打印机.采用虚拟制造技术,通过SolidWorks软件设计3D食品打印机的机械系统,并基于PC机设计了3D食品打印机的测控系统.采用气压传感器实时检测物料瓶内气压,并实现匀速出料控制;采用PT100温度传感器检测烤盘表面温度,实现恒温加热控制;通过有限元分析及实验研究,给出烤盘合适的加热温度和打印轨迹.实验表明,所设计的即熟型3D食品打印机可以高效、高品质地实现食品的3D打印和烤熟,具有较好的实用价值.     

基于G4芯片的微型热敏打印机的实现

基于G4的微型热敏打印机的设计与实现方案,全速打印速度约为25行汉字/秒。本系统由G4芯片（基于ARM7TDMI）,LTPZ245B热敏打印头,打印头过热保护电路,打印头加热电路,打印头温测电路,步进电机驱动电路,缺纸检测电路以及控制软件等组成,本文介绍了热敏打印原理并给出本方案的硬件设计电路以及软件设计流程。     

基于G4芯片的微型热敏打印机的实现

基于G4的微型热敏打印机的设计与实现方案,全速打印速度约为25行汉字/秒.本系统由G4芯片(基于ARM7TDMI),LTPZ245B热敏打印头,打印头过热保护电路,打印头加热电路,打印头温测电路,步进电机驱动电路,缺纸检测电路以及控制软件等组成,本文介绍了热敏打印原理并给出本方案的硬件设计电路以及软件设计流程.     

基于改进粒子群算法的多机器多任务3D打印智能调度方法

针对批量3D打印成本高,多机器多任务的3D打印批次调度复杂的问题,建立以最小单位体积平均成本为目标的优化模型,并提出一种基于改进粒子群算法的智能调度方法求解该模型;首先,分析打印工场、生产流程,构建3D打印单位体积平均成本模型;之后基于改进粒子群算法,以单位体积平均成本为适应度,以调度序列为粒子的位置信息,采用十进制顺序二维编码方式表示问题的解,并在更新策略上应用线性递减权值的动态惯性因子来调整全局与局部的搜索能力;算法迭代后,得到目标函数最优值及对应解集;经实验算例结果表明,该方法较单独打印加工的单位体积平均成本降低了0.101 3GBP/cm3,有效地降低工厂生产的总成本,提高了3D打印机的利用效率。     

基于UML的3D打印系统平台架构设计

针对小批量定制产品,3D打印可满足不同材料、工艺参数、加工精度等多种需求,但需要采用不同的3D打印方法加工零件,单一的打印设备很难满足不同客户的需求,建立一个3D加工中心服务平台,可为不同用户提供快速便捷的加工服务。UML作为面向对象建模语言,以多种视图的形式表示软件系统的静态结构和动态行为。用UML设计了3D打印系统平台的总体架构,为远程打印服务平台开发提供了具体的设计方案。     

基于USB接口的数据采集和控制卡设计

文章介绍了基于USB接口芯片的数据采集和控制卡的设计．整个系统主要由六个部分组成：USB接口芯片、本地端控制器、A，D、D，A、计数器以及DIO口，通过主机应用软件来控制USB口的读写、数据采集、D，A控制以及数据传输。文中详细介绍了USB接口芯片CH371的工作原理及应用、数据采集器件ADS7825的工作原理及应用和DAC器件LTC1450的应用等．并利用MFC进行主机应用软件的设计。