Αξιοποίηση της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης και του μικροελεγκτή Arduino για την ανάπτυξη εναλλακτικών αναλυτικών διατάξεων
Τα τελευταία χρόνια, η τεχνολογία των μικροελεγκτών όπως το Arduino, έχει αρχίσει να αξιοποιείται έντονα στον κλάδο της χημείας και ιδίως στον κλάδο της ενόργανης χημικής ανάλυσης, προσφέροντας νέες καινοτόμες λύσεις και εφαρμογές και διευρύνοντας το επιστημονικό πεδίο. Η παρούσα πτυχιακή εργασία, έ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2023
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | https://hdl.handle.net/10889/24624 |
| id |
nemertes-10889-24624 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Τρισδιάστατη εκτύπωση Συσκευή λήψης δεδομένων Ταινίες ξηρού αντιδραστηρίου Τρισδιάστατα εκτυπωμένο όργανο εναπόθεσης αντιδραστηρίων 3D printing Arduino Data acquisition device Dry reagent strips 3D printef reagent dispenser |
| spellingShingle |
Τρισδιάστατη εκτύπωση Συσκευή λήψης δεδομένων Ταινίες ξηρού αντιδραστηρίου Τρισδιάστατα εκτυπωμένο όργανο εναπόθεσης αντιδραστηρίων 3D printing Arduino Data acquisition device Dry reagent strips 3D printef reagent dispenser Μητροπούλου, Ευαγγελία Αξιοποίηση της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης και του μικροελεγκτή Arduino για την ανάπτυξη εναλλακτικών αναλυτικών διατάξεων |
| description |
Τα τελευταία χρόνια, η τεχνολογία των μικροελεγκτών όπως το Arduino, έχει αρχίσει να αξιοποιείται έντονα στον κλάδο της χημείας και ιδίως στον κλάδο της ενόργανης χημικής ανάλυσης, προσφέροντας νέες καινοτόμες λύσεις και εφαρμογές και διευρύνοντας το επιστημονικό πεδίο.
Η παρούσα πτυχιακή εργασία, έχει ως στόχο την ανάπτυξη εναλλακτικού εργαστηριακού εξοπλισμού, που να αξιοποιεί τον μικροελεγκτή Arduino. Σε αυτό το πλαίσιο δημιουργήθηκαν δύο διαφορετικά όργανα/συσκευές. Μία συσκευή λήψης δεδομένων από την αναλογική έξοδο εργαστηριακών οργάνων, της οποίας η χρήση ελέγχθηκε σε συνδυασμό με ένα τρισδιάστατα εκτυπωμένο φωτόμετρο, που αναπτύχθηκε στο εργαστήριο, και ένα τρισδιάστατα εκτυπωμένο όργανο γραμμικής εναπόθεσης αντιδρα-στηρίων.
Το θεωρητικό μέρος εισάγει βασικές έννοιες οι οποίες πλαισιώνουν την υπόλοιπη εργα-σία. Όσον αφορά την ανάπτυξη της συσκευής λήψης δεδομένων, αρχικά γίνεται αναφορά στους μικροελεγκτές όπως το Αrduino, δίνοντας ιδιαίτερη βάση στις εφαρμογές τους στον κλάδο της χημείας. Ύστερα επεξηγούνται βασικές έννοιες όπως είναι το δυαδικό σύστημα ψηφίων, το αναλογικό και το ψηφιακό σήμα. Επιπλέον επεξηγείται η αρχή λειτουργίας και τα επιμέρους μέρη ενός κοινού UV-Vis φασματοφωτομέτρου και τέλος γίνεται σύ-ντομη αναφορά στα εμπορικά διαθέσιμα συστήματα λήψης και επεξεργασίας δεδομένων. Όσον αφορά την ανάπτυξη του τρισδιάστατα εκτυπωμένου οργάνου γραμμικής εναπόθε-σης
αντιδραστηρίων, αρχικά γίνεται μία εισαγωγή στην τεχνολογία της τρισδιάστατης εκτύ-πωσης, έπειτα παρουσιάζεται η ανάπτυξη των βιοαισθητήρων ταινίας ξηρών αντιδραστη-ρίων και τέλος γίνεται αναφορά στα
εμπορικά διαθέσιμα όργανα εναπόθεσης αντιδραστηρίων κατά γραμμικό τρόπο.
Το πειραματικό μέρος χωρίζεται σε 2 κεφάλαια. Το υποκεφάλαιο 2.1 αφορά στην ανάπτυξη της συσκευής λήψης δεδομένων και σε αυτό παρουσιάζονται αναλυτικά τα στάδια για την κατασκευή της. Το υποκεφάλαιο 2.2 αφορά στην ανάπτυξη του τρισδιά-στατα εκτυπωμένου οργάνου γραμμικής εναπόθεσης αντιδραστηρίων. Σε αυτό παρουσιάζονται τα διαφορετικά εξαρτήματα του οργάνου, επεξηγείται η λειτουργία τους και δίνονται αναλυτικές οδηγίες για την εκτύπωση των τρισδιάστατα
τυπωμένων τμημάτων της συσκευής και την συναρμολόγηση της. Το κεφάλαιο των απο-τελεσμάτων επίσης χωρίζεται σε 2 μέρη. Στο υποκεφάλαιο 3.1 παρουσιάζονται οι δοκιμές της λειτουργίας της συσκευής λήψης δεδομένων, με σύνδεση της στο τρισδιάστατα ε-κτυπωμένο φωτόμετρο, ενώ στο υποκεφάλαιο 3.2 παρουσιάζονται οι δοκιμές της λει-τουργίας του τρισδιάστατα εκτυπωμένου οργάνου γραμμικής εναπόθεσης αντιδραστη-ρίων κατά την δημιουργία ταινιών ξηρών αντιδραστηρίων, χρησιμοποιώντας ποικιλία α-ντιδραστηρίων.
Η παρούσα διπλωματική εργασία, αναδεικνύει την χρησιμότητα των μικροελεγκτών, μέσα από την ανάπτυξη δύο οργάνων χαμηλού κόστους αλλά ικανοποιητικής απόδοσης, ρίχνοντας φως στις ενδιαφέρουσες προοπτικές που εισάγει αυτή η τεχνολογία στον κλάδο της Ενόργανης Χημικής Ανάλυσης. |
| author2 |
Mitropoulou, Evangelia |
| author_facet |
Mitropoulou, Evangelia Μητροπούλου, Ευαγγελία |
| author |
Μητροπούλου, Ευαγγελία |
| author_sort |
Μητροπούλου, Ευαγγελία |
| title |
Αξιοποίηση της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης και του μικροελεγκτή Arduino για την ανάπτυξη εναλλακτικών αναλυτικών διατάξεων |
| title_short |
Αξιοποίηση της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης και του μικροελεγκτή Arduino για την ανάπτυξη εναλλακτικών αναλυτικών διατάξεων |
| title_full |
Αξιοποίηση της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης και του μικροελεγκτή Arduino για την ανάπτυξη εναλλακτικών αναλυτικών διατάξεων |
| title_fullStr |
Αξιοποίηση της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης και του μικροελεγκτή Arduino για την ανάπτυξη εναλλακτικών αναλυτικών διατάξεων |
| title_full_unstemmed |
Αξιοποίηση της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης και του μικροελεγκτή Arduino για την ανάπτυξη εναλλακτικών αναλυτικών διατάξεων |
| title_sort |
αξιοποίηση της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης και του μικροελεγκτή arduino για την ανάπτυξη εναλλακτικών αναλυτικών διατάξεων |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://hdl.handle.net/10889/24624 |
| work_keys_str_mv |
AT mētropouloueuangelia axiopoiēsētēstechnologiastrisdiastatēsektypōsēskaitoumikroelenktēarduinogiatēnanaptyxēenallaktikōnanalytikōndiataxeōn AT mētropouloueuangelia utilizationofthe3dprintingtechnologyandthearduinomicrocontrollerforthedevelopmentalternativeanalyticaldevices |
| _version_ |
1799945007350677504 |
| spelling |
nemertes-10889-246242023-03-02T04:38:59Z Αξιοποίηση της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης και του μικροελεγκτή Arduino για την ανάπτυξη εναλλακτικών αναλυτικών διατάξεων Utilization of the 3D printing technology and the Arduino microcontroller for the development alternative analytical devices Μητροπούλου, Ευαγγελία Mitropoulou, Evangelia Τρισδιάστατη εκτύπωση Συσκευή λήψης δεδομένων Ταινίες ξηρού αντιδραστηρίου Τρισδιάστατα εκτυπωμένο όργανο εναπόθεσης αντιδραστηρίων 3D printing Arduino Data acquisition device Dry reagent strips 3D printef reagent dispenser Τα τελευταία χρόνια, η τεχνολογία των μικροελεγκτών όπως το Arduino, έχει αρχίσει να αξιοποιείται έντονα στον κλάδο της χημείας και ιδίως στον κλάδο της ενόργανης χημικής ανάλυσης, προσφέροντας νέες καινοτόμες λύσεις και εφαρμογές και διευρύνοντας το επιστημονικό πεδίο. Η παρούσα πτυχιακή εργασία, έχει ως στόχο την ανάπτυξη εναλλακτικού εργαστηριακού εξοπλισμού, που να αξιοποιεί τον μικροελεγκτή Arduino. Σε αυτό το πλαίσιο δημιουργήθηκαν δύο διαφορετικά όργανα/συσκευές. Μία συσκευή λήψης δεδομένων από την αναλογική έξοδο εργαστηριακών οργάνων, της οποίας η χρήση ελέγχθηκε σε συνδυασμό με ένα τρισδιάστατα εκτυπωμένο φωτόμετρο, που αναπτύχθηκε στο εργαστήριο, και ένα τρισδιάστατα εκτυπωμένο όργανο γραμμικής εναπόθεσης αντιδρα-στηρίων. Το θεωρητικό μέρος εισάγει βασικές έννοιες οι οποίες πλαισιώνουν την υπόλοιπη εργα-σία. Όσον αφορά την ανάπτυξη της συσκευής λήψης δεδομένων, αρχικά γίνεται αναφορά στους μικροελεγκτές όπως το Αrduino, δίνοντας ιδιαίτερη βάση στις εφαρμογές τους στον κλάδο της χημείας. Ύστερα επεξηγούνται βασικές έννοιες όπως είναι το δυαδικό σύστημα ψηφίων, το αναλογικό και το ψηφιακό σήμα. Επιπλέον επεξηγείται η αρχή λειτουργίας και τα επιμέρους μέρη ενός κοινού UV-Vis φασματοφωτομέτρου και τέλος γίνεται σύ-ντομη αναφορά στα εμπορικά διαθέσιμα συστήματα λήψης και επεξεργασίας δεδομένων. Όσον αφορά την ανάπτυξη του τρισδιάστατα εκτυπωμένου οργάνου γραμμικής εναπόθε-σης αντιδραστηρίων, αρχικά γίνεται μία εισαγωγή στην τεχνολογία της τρισδιάστατης εκτύ-πωσης, έπειτα παρουσιάζεται η ανάπτυξη των βιοαισθητήρων ταινίας ξηρών αντιδραστη-ρίων και τέλος γίνεται αναφορά στα εμπορικά διαθέσιμα όργανα εναπόθεσης αντιδραστηρίων κατά γραμμικό τρόπο. Το πειραματικό μέρος χωρίζεται σε 2 κεφάλαια. Το υποκεφάλαιο 2.1 αφορά στην ανάπτυξη της συσκευής λήψης δεδομένων και σε αυτό παρουσιάζονται αναλυτικά τα στάδια για την κατασκευή της. Το υποκεφάλαιο 2.2 αφορά στην ανάπτυξη του τρισδιά-στατα εκτυπωμένου οργάνου γραμμικής εναπόθεσης αντιδραστηρίων. Σε αυτό παρουσιάζονται τα διαφορετικά εξαρτήματα του οργάνου, επεξηγείται η λειτουργία τους και δίνονται αναλυτικές οδηγίες για την εκτύπωση των τρισδιάστατα τυπωμένων τμημάτων της συσκευής και την συναρμολόγηση της. Το κεφάλαιο των απο-τελεσμάτων επίσης χωρίζεται σε 2 μέρη. Στο υποκεφάλαιο 3.1 παρουσιάζονται οι δοκιμές της λειτουργίας της συσκευής λήψης δεδομένων, με σύνδεση της στο τρισδιάστατα ε-κτυπωμένο φωτόμετρο, ενώ στο υποκεφάλαιο 3.2 παρουσιάζονται οι δοκιμές της λει-τουργίας του τρισδιάστατα εκτυπωμένου οργάνου γραμμικής εναπόθεσης αντιδραστη-ρίων κατά την δημιουργία ταινιών ξηρών αντιδραστηρίων, χρησιμοποιώντας ποικιλία α-ντιδραστηρίων. Η παρούσα διπλωματική εργασία, αναδεικνύει την χρησιμότητα των μικροελεγκτών, μέσα από την ανάπτυξη δύο οργάνων χαμηλού κόστους αλλά ικανοποιητικής απόδοσης, ρίχνοντας φως στις ενδιαφέρουσες προοπτικές που εισάγει αυτή η τεχνολογία στον κλάδο της Ενόργανης Χημικής Ανάλυσης. In recent years, microcontrollers such as Arduino have been increasingly utilized in the field of chemistry, particularly in the field of instrumental chemical analysis, as they offer new innovative solutions and applications, expanding the scientific field. This thesis aimed for the development of alternative laboratory equipment that utilizes the Arduino microcontroller. Two different instruments/devices were created: a data acquisition device that reads the analog output from the laboratory instruments, and a 3D-printed reagent dispenser. The theoretical section of the thesis is relatively brief and introduces basic concepts, that frame the rest of the thesis. It covers the applications of microcontrollers such as Arduino in the field of chemistry, binary digit systems, analog and digital signals, the principle of operation and the individual parts of a common UV-Vis spectrophotometer, and it makes a brief mention of the commercially available data acquisition and processing systems. It also contains a small introduction on 3D printing technology and discusses the commercially available reagent dispensing instruments. The experimental section is divided into 2 chapters. Subchapter 2.1 discusses the development of the data acquisition device and presents the steps for its manufacturing . Subchapter 2.2 discusses the development of the 3D-printed reagent dispenser. It introduces the different parts of the instrument, explains their function, and gives step-by-step instructions for printing the 3D printed parts of the device and assembling it. The results section is also divided into 2 parts. Subchapter 3.1 presents the testing experiments to assess the operation of the data acquisition device, by connecting it to the 3D-printed photometer, while subsection 3.2 presents the testing experiments to assess the operation of the 3D-printed reagent dispenser, during the development of lateral flow assay strips, using a variety of reagents. This thesis highlights the usefulness of microcontrollers, through the development of two instruments of low cost but satisfactory performance, shedding light on the interesting perspectives that this technology brings to the field of chemistry. 2023-03-01T11:58:27Z 2023-03-01T11:58:27Z 2023-03-09 https://hdl.handle.net/10889/24624 el Attribution-NonCommercial 3.0 United States http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/us/ application/pdf |
