Automate de coloration.

[Tryphon T]

Bonjour,

 

Le confinement m'a permis de réaliser un automate de coloration.

But : Réaliser des colorations de préparations microscopiques de manière automatique.

Utilité : Il est souvent fastidieux de faire des colorations à la main, quand celles-ci font intervenir plusieurs réactifs selon des durées diverses.

Moyen : Un petit robot (ou automate) qui se charge de tout.

Principe : Les colorants (et réactifs) sont contenus dans de petits pots disposés sur un plateau tournant. Un bras, support de lame plonge au moment voulu et pendant une durée voulue dans le flacon adéquat. C'est un système à base de microcontrôleur et ses périphériques qui se charge de séquencer les opérations.

 

Le principe est extrêmement simple, mais la réalisation demande beaucoup de soin et de temps.

Les parties mécaniques ont été usinées au moyen d'une Fraiseuse CNC .

Les programmes en G-Code ont été écrits à la main pour mieux coller à la réalité physique de l'usinage.

En effet les programmes générateurs de G-Code ne permettent pas de tout contrôler, ce ne sont que des approximations, bien que plus rapides à mettre en oeuvre, ils sont parfois trop grossiers.

 

 

 

 

Et ça marche ! (Pour les colorations classiques)

 

Cependant je souhaite travailler sur des  colorations ultra-rapides et je dois refaire un prototype lui aussi ultra-rapide avec des actionneurs pneumatiques ou electro-magnétiques.

 

Amicalement.

 

[Jean Marie Cavanihac]

Bonjour

 

Voilà une bonne idée ! Surtout pour être sûr du temps pour chaque étape (et aussi éviter de se colorer les doigts !)

 

Amitiés

JMC

[Tryphon T]

Oui,

 

Ici les produits que j'utilise ne sont pas toxiques. Je peux l'employer à l'intérieur sans aucune précaution.

Mais il est facile de mettre l'automate dehors ou dans une enceinte avec aspiration vers l'extérieur en cas de produits plus agressifs.

 

Amicalement.

[Jean-Luc Bethmont (Picroformol)]

Bonjour Tryphon,

 

Superbe réalisation.

Je pense que le système fait monter/descendre  la lame dans les flacons et que les flacons sont sur un rotor ?

Pour les coupes botaniques ont pourrait envisager un panier (métallique ou plastique) pour les transporter d' un colorant à  l' autre .

Cordialement,

JL

[Dominique.]

Bonsoir Jean- Luc

 

    Ton appareil ,en plus petit ,ressemble à celui des  laboratoires d' anatomie pathologique.

 

    Mais  d'un autre côté tu gâches  le plaisir du travail  manuel. ( et du cambouis sur les doigts ).

 

   De plus les colorants  - utilisés de cette manière - doivent être  changés souvent  -

 

   

   Ta réalisation est superbe .

 

                   Amicalement

                                           Dominique

[Tryphon T]

Bonjour,

 

@ Jean-Luc,

Pour les coupes végétales, je pense qu'à l'instar des coupes animales (ana-path par exemple) on peut aisément colorer des coupes déjà collées sur lame. Cela marche très bien et est beaucoup plus facile à manipuler.

Pour l'appareil, oui, c'est d'une part un plateau tournant , un bras manipulateur, et un automate.

L'avantage est que la coloration est reproductible et l'on peut entrer autant de protocoles que l'on veut (jusqu'à 6 réactifs) et les modifier à la milliseconde près.

 

@ Dominique,

Comme je travaille beaucoup sur les automates à microcontrôleurs, il m'a été naturel d'imaginer ce dispositif . En fait, il en existe de nombreux  modèles dans le commerce mais qui valent des dizaines de milliers d'€.

 Mais  d'un autre côté tu gâches  le plaisir du travail  manuel

C'est justement pour moi l'inverse, le travail manuel est une punition d'autant plus grande que le travail est répétitif. 

Pourquoi faire soi-même lentement et maladroitement ce que fait un robot à la perfection . Je préfère construire le robot.

De plus dans mon étude, il faut que les résultats soient parfaitement reproductibles.

De plus les colorants  - utilisés de cette manière - doivent être  changés souvent

C'est un peu comme pour les lave-vaisselle, c'est beaucoup plus économique qu'à la main !

Un MGG me  revient à 35 centimes ! et prend 1 minute. (qui dit mieux?)

Pourquoi s'ennuyer à manipuler des colorants.

Ma nouvelle configuration devrait me permettre de diviser les coûts par 4 ou 5.

 

Amicalement.

[Tryphon T]

Des nouvelles de l'automate :

 

J'ai refait l'ascenseur, celui-ci marche.

Mais il est horripilant de par son bruit.

 

Je vais le refaire sous une autre forme.

 

 

 

 

 

 

Cent fois sur le métier, revoyez vos hypothèses

 

Bla bla Bla

 

 

[Jean Marie Cavanihac]

Bonjour

 

C 'est quoi qui fait du bruit ? Le moteur pas a pas ou une butée de fin de course ?

 

Amitiés

JMC

[Tryphon T]

Bonjour Jean Marie,

 

Ce sont les baques à billes.

Il y a un système de guidage par bagues à billes et tiges rectifiées.

Pour les tiges, ça a l'air d'aller, mais les bagues me semblent pas aussi précises que désiré.

Les vraies bagues utilisées par exemple en aéronautique valent une fortune. 

Les miennes sont plus ordinaires. 

Il faudrait que je récupère celles d'imprimantes, mais c'est pas mal de travail.

Je vais chercher autre chose.

 

En fait, quand on fait un plan, que l'on calcule à l'aide de formules ou un logiciel de simulation, tout marche.

La théorie, c'est bien, mais dans la pratique , c'est une autre histoire.

C'est la matière qui décide, pas l'idée que l'on a d'elle. 

Bon, il y a des techniques d'ingénieur  comme les polygones funiculaires qui permettent d'avancer dans la conception, mais au final c'est la matière qui décide.

 

J'ai pensé que 4 tiges devraient guider efficacement mon ascenseur, apparemment ce n'est pas la meilleure solution

Je peux supprimer une ou deux bagues sans rien démonter c'est pareil, cela ne change rien au bruit. Bruit = vibrations, il faudrait étudier la propagation des vibrations pour en localiser l'origine.

Tout ceci n'est pas simple et prend du temps.

Encore quelques semaines de réflexions et d'usinage.

Le bla bla bla, est bien plus simple (quoi que...)

 

 

[Jean Marie Cavanihac]

Bonjour

C'est curieux que les bagues a billes soient si bruyantes, je peux t envoyer la photo d'un guidage d'aiguilles de prélèvement d'un automate de labo, qui sont guidés par paliers bronze et mus par courroie crantée et moteur continu plus fin de courses optiques.... (C était du Travenol)

 

Amitiés

JMC

[Tryphon T]

J'ai longtemps travaillé avec du Travenol, c'est un nom qui chante à mon oreille. Sans pub.

[Claude Brezisky]

Bonsoir,

Pourquoi ne pas simplifier en utilisant du pneumatique c'est peu cher et facilement réalisable, l'hydraulique est plus souple et précis mais plus cher.

Cordialement

Claude

[Tryphon T]

Bonsoir Claude,

Merci pour ta suggestion.

J'y ai pensé et cela me semble la meilleure solution.

Seulement la fabrication très compliquée moi, je ne suis pas équipé pour cela.

Il existe des actionneur pneumatiques réversibles, mais trop gros , ils sont prévus pour développer des forces énormes pour mon problème. 

https://www.google.com/search?q=actionneurs+pneumatiques&rlz=1C1CHBF_frFR856FR856&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwjF047A4v_qAhUyxYUKHdIuASMQ_AUoAXoECAsQAw&biw=1494&bih=659

[Claude Brezisky]

Bonjour Michel,

Il existe des vérins très petit tant en pneumatique qu'en hydraulique, si tu veux gérer avec précisions tes vitesses et les acoups, il te faudra en pneumatique une assistance hydraulique, mais tout cela est courant dans l'industrie.

Cordialement

Claude

[Tryphon T]

Bonjour Claude,

 

Oui, il en existe de petits, mais en même temps leur course est petite.

Pour une course de 10 cm , ils sont déjà assez volumineux comme le prix.

Le but est de faire des prototypes pas chers sans tomber dans le bricolage en carton et tubes de médicaments .

Le matériel pour CNC amateur, imprimantes  3D et petits robots font l'affaire.

 

En fait je crois que j'ai inconsciemment construit un instrument de musique avec caisse de résonance.

[Jean Marie Cavanihac]

bonjour,

 

je t’envoie les images du pipetteur Travenol, il reste 2 modules sur les 4 : un complet et un où il manque une poulie crantée mais je l'ai quelque part. Note l'astuce du ressort sur l'un des stubs de guidage, qui freine la fin de la descente et aide à la remontée ! Le guidage se fait d'un coté par une bague bronze et de l'autre nylon ...Le moteur sur la traverse porte un secteur optique qui détermine les positions du bras horizontal que l'on ne voit pas bien....Il y a aussi une règle en plexi sur le coté pour donner la position verticale.  C'était avant l'utilisation des moteurs pas à pas (disons il y a 40 ans !) . Par contre la course verticale utile doit être de 15 cm

 

Si ça peut t'aider je peux t'envoyer l'ensemble ...

 

Pour la petite histoire j'ai utilisé d'autres pièces de l'automate dont bagues a billes et moto réducteurs pour faire une table traçante (analogique !) , ça marche mais j'ai la flemme de faire les atténuateurs calibrés pour l'entrée des signaux

 

Amitiés

JMC

 

[Tryphon T]

Bonjour Jean Marie,

Oui, c'est un ensemble construit pour une application précise.

Il doit donner exactement ce pour quoi il a été fait. 

Ceci dit, il est extrêmement long de le réutiliser dans son ensemble pour une autre application. Je parle de chaque module.

La plupart du temps il faut tout re-concevoir et la fonction obtenue dépend uniquement de la précision de l'usinage et l'assemblage.

Sur mon montage je suis conscient des défauts et si je les tolère, c'est uniquement par économie de temps (la vie n'est pas extensible)

Il faut quand même se dire que l'ensemble des défauts conduit au résultat final.

Il vaut mieux corriger le défaut le plus pénalisant que l'ensemble.

Toujours la gestion du temps qui passe.

 

J'ai de très nombreux exemples de déplacements linéaires avec guidage. Les plus aboutis sont ceux des lecteurs de CD ou les DD.

Mais là aussi leur adaptation est difficile, plus que de tout refaire à zéro.

Une anecdote : ma première imprimante au temps des débuts de l'informatique (années 70) venait d'une banque  et comportait une tête à aiguilles qui se déplaçait guidée par des barres rectifiées (stubs) .

Elle imprimait très vite et la tête partait comme un boulet de canon !

Le seul problème est qu'en bout de course, il fallait bien l'arrêter.

Et là, au bout, il y avait un dashpot , modèle bien connu d'amortisseur pneumatique.

Le bruit du dashpot associé au claquement des aiguilles (qui ne chaumaient pas) était surprenant et inoubliable !!

 

{Nostalgie (blablabla encore un pt'it peu !) Le sifflement (avertisseur) du train à charbon de mon enfance , je ne l'ai retrouvé qu'une fois en montant dans un vrai train à vapeur restauré par une association (Midi Rail) et n'a rien à voir en direct (physiquement) avec ce qu'on peut entendre au cinéma ou sur une chaîne HiFi (digne de ce nom ,pas les gadgets modernes) ,ni bien sûr en se repassant l'empreinte virtuelle (mémoire) de notre cerveau.

Entre parenthèse toujours, cela marque la différence entre le signal réel perçu par nos sens et nos pâles souvenirs virtuels. Signal réel qui, quand il arrive à notre conscience, est déjà filtré et dénaturé (adapté)}

 

A mon prochain essai, j'essayerai le pneumatique,  de Fontbrune y est bien arrivé avec des moyens simples  ! Le bruit du dashpot me hante toujours !

[Tryphon T]

Cela faisait une semaine que je le cherchais : mon De Fonbrune !

 

Enfin trouvé !

Je voulais m'inspirer de ses 3 pompes pour usiner un ascenseur pneumatique pour l'automate.

C'était mon idée de départ, mais je ne trouvais pas le micromanipulateur et je m'étais dirigé vers les vérins du commerce qui ne me conviennent pas.

J'ai maintenant mon modèle . Yapuka.

 

 

Les pompes sont des cylindres 25 mm de diamètre et 53 de long. 

Le volume est tout à fait compatible avec mon projet.

Bien entendu il faut une réalisation soignée et que probablement j'adapterais légèrement le diamètre en fonction des joints toriques dont je dispose.

Il n'est pas question de confectionner des joints comme cela se fait en microscopie électronique .D'ailleurs j'en ai un stock de rechange impressionnant.

 

[Jean Marie Cavanihac]

Bonjour

 

Le problème avec les dispositifs pneumatiques c'est qu'il faut ....un compresseur et je ne suis  pas sûr qu'on y gagne en matière de bruit (à moins qu'il soit à l'extérieur !) ..

 

Pour le micromanipulateur de Fontbrune je me demande si la dilatation de l'air selon la température ne nuit pas à la précision ? J'ai un micromanipulateur Narishige et il est hydraulique , mais peut être les déplacements ne sont pas à la même échelle ?

 

Amitiés

JMC

[Tryphon T]

Bonjour J M

 

Côté compresseur, j'ai ce qu'il faut : un triphasé 400 litres  + cuve de 600 litres , pour l'atelier, petits compresseurs pour les microscopes électroniques, sans bruit (a sec). Compresseurs pour aquarium.

Sauf qu'ici  il n'y a pas besoin de compresseur.

La pompe agit comme une seringue : le micromanipulateur n'a pas de compresseur.

Selon le principe des vases communicants, la pompe actionnée par un servomoteur envoie un volume d'air dans le piston de manœuvre, ce qui fait descendre l'ascenseur et le mouvement inverse du servomoteur le fait remonter. Le tout étant absolument silencieux et rapide.

[Jean Marie Cavanihac]

Re

 

Ha ok Je pensais que tu utilisais un système d'électrovannes à partir d'une source de pression pour avoir des mouvements les plus rapides possibles. Il te faudra un servomoteur qui tourne vite .......Pour Fontbrune j'ai bien compris le principe , je me demandais juste s'il n'y avait pas dérive de ses mouvements à cause de  la température de l'air qui se dilate plus qu'un liquide ...

 

Amitès

JMC

[Tryphon T]

Pour le servo, c'est quasi instantané.

[Tryphon T]

Pour la dilatation de l'air, sur un si petit volume cela ne va pas changer grand chose, tout au plus la lame descendra  1 mm plus bas.

[Tryphon T]

La Machine de Pâques:

 

Bonjour,

 

J'ai donc provisoirement abandonné le projet initial pour une solution plus rapide et plus efficace .

J'ai détourné une Fraiseuse CNC pour la transformer en Automate de Coloration Programmable.

Ce n'est qu'une solution provisoire, mais elle a l'avantage d'être rapidement disponible .

 

Bien entendu les pièces utilisées pour la transformation ont été usinées avec la Fraiseuse elle même.

 

-  Un portoir destiné à recevoir 8 flacons de réactifs ou colorants. 

   Un emplacement comporte un ventilateur.

-  Une platine pour fixer le porte lame à la broche. 

-  Un porte lame.

-  Un Kit  de coloration. Ici il s'agit d'un Kit RAL Hématologie.

-  Un logiciel universel  sur PC permettant d'exécuter n'importe quelle séquence de coloration.

 

Le dispositif complet.

 

L'automate.

 

Le porte lame.

 

Ici il s'agit d'une lamelle que j'ai rendu visible avec un laser.

 

Par la même occasion j'ai mis au point une technique de frottis sanguin sur lamelles.

Ce procédé est supérieur aux frottis classiques sur lame.

En effet les conditions d'observation  et de résolution sont optimales.

 

Le frottis se fait manuellement, mais je travaille sur un "étaleur" sur lamelle automatique.

 

Pour cela (étaleur) et aussi pour revenir à mon automate de coloration précédant et le terminer, il me faut maitriser une autre technique , nouvelle pour moi.

Il me faut fabriquer des   MCVCA (Moving Coil Voice Coil Actuator)   autrement dit des  ACTIONNEUR ÉLECTROMAGNÉTIQUE À AIMANT MOBILE.

Donc un domaine tout nouveau pour moi mais auquel je pense depuis longtemps et beaucoup plus adapté à mon projet.

J'ai déjà travaillé avec ce type d'élément, mais avec du matériel commercial fort cher.

 

MCVCA issu de fouilles archéologiques.

 

 

Il seront donc confectionnés sur mesure et à faible cout.

 

Amicalement.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[jmp76]

Bonjour,

 

Je m'orienterais vers des modules linéaires 'tout prêts' de chez Banggood. Cela coûte de 29 à 47€ chaque (suivant longueur).

https://www.banggood.com/fr/HANPOSE-HPV4-Linear-Guide-Set-Openbuilds-Mini-V-Linear-Actuator-100-500mm-Linear-Module-with-17HS3401S-Stepper-Motor-p-1416716.html?rmmds=detail-left-hotproducts&cur_warehouse=CN&ID=49639

 

https://www.banggood.com/fr/HANPOSE-HPV2-Linear-Guide-Set-Openbuilds-V-Linear-Actuator-Effective-Travel-100-400mm-Linear-Module-with-17HS3401S-Stepper-Motor-p-1416715.html?cur_warehouse=CN&ID=515970&rmmds=detail-top-buytogether-auto

 

 

Tu mets le charriot de 300mm en horizontal, et le petit perpendiculairement (comme plongeur)

Le tout devra être fixé à des cotés (à définir en fonction de tes choix)

En gros tu réinventes une petite CNC mais que en Y (choix de la fiole), et Z (plongeur)

 

Il faudra probablement ajouter à chaque charriot des détecteurs de P0 (position zéro), Max (fin de course): contact ou barrière optique. (attention aux pb des antirebonds)

On doit trouver des exemples de programmes sur Arduino.

La programmation peut-être simplement séquentielle (pas de tâches simultanées) Je ne pense pas que tu cherches à avoir des vitesses élevées. (des phases au rythme de 1s sont suffisantes)

 

Bien sûr il faut claquer 80€... Pour mon cas je n'hésite plus, autant se faire plaisir pour le temps qu'il me reste.

 

Par contre je n'ai pas tout compris concernant la séquence: tu vas tremper la lamelle dans tous les pots? pendant combien de temps (1/10s ou 2s ou 10 mn?) Tu comptes faire 50 lamelles ou une seule? Risque de pollution des pots? Rinçages?

 

Cordialement

[Tryphon T]

Bonjour JMP,

 

Merci pour ta réponse.

 

Pour ce qui est des rails tout faits, j'avais déjà cela, mais j'avais fait auparavant la même chose moi même. Sous différentes déclinaisons.

Cela faisait partie de mon premier Focomètre.

Cela me permettait de déplacer les lentilles d'un Banc Optique et d'afficher  les distances focales sur un petit écran. J'ai d'autres modèles dans mes tiroirs .

 

 

 

J'avais acheté des rails tout faits, cela n'apporte rien de plus que les miens.

J'ai envisagé d'en utiliser un sur l'Automate de coloration, mais c'est tout aussi lent et bruyant que mes deux systèmes antérieurs.

J'ai essayé de photographier les rails, mais j'ai perdu le chargeur de mon appareil photo et j'ai fait au téléphone, mais je ne sais pas m'en servir...

 

Sur un des rails, j'ai un micro switch qui m'a permis de développer un programme pour un autre proto commandé par Mach3.

On doit trouver des exemples de programmes sur Arduino

Tu me vexes un peu  :) . Je développe sur Arduino depuis des années, mais je suis passé au niveau supérieur avec un automate de ma conception compatible Mach3/Mach4 et je fais mes programmes directement en G Code et VBA. C'est galère, c'est un langage préhistorique, mais on fait ce qu'on veut contrairement aux programmes pour CNC et Imprimantes 3D qui ont un code pas du tout optimisé.

 

Pour en revenir à la coloration, elle se fait à partir d'un Kit prévu pour cela . On trempe en effet les lames dans les solutions successives, c'est fait pour cela (environ 200 lames par kit) et j'espère arriver à 500 avec mes lamelles.

 

La coloration sur lamelle est tout à fait innovante (réinventer l'eau tiède peut avoir un intérêt pédagogique, mais ce n'est pas mon but) surtout pour les frottis de sang.

 

Amicalement.

[Tryphon T]

Hello !

J'ai retrouvé mon chargeur et remplacé la photo des rails  qui est  maintenant, nettement plus nette ! :)