Bu hücresel bağlantılı DIY laboratuvar inkübatörü izleme sistemi, Naveen tarafından geliştirilmiştir ve kullanıcılara inkübatörün performansı ve durumu hakkında gerçek zamanlı verilere, uyarılara ve kapsamlı raporlara zahmetsiz erişim sağlamayı amaçlamaktadır. Bu sayede, mikrobiolojik örnekler için kararlı ve düzenlenmiş bir ortamın korunmasını garanti eder; bu da kesin ve güvenilir test sonuçlarının sağlanması açısından son derece önemlidir.
Seeed Donanımı: Seeed Studio XIAO RP2040, Seeed Studio Grove Base for XIAO, Grove – VOC ve eCO2 Gaz Sensörü – SGP30, Grove – Sıcaklık & Nem Sensörü (SHT40)
Yazılım: Arduino, Blues Notehub, Datacake
Sektör: Biyoteknoloji ve Yaşam Bilimleri, İlaç, Gıda ve İçecek, Tarım ve Bahçecilik, Çevresel İzleme, Araştırma ve Eğitim Kurumları, Sağlık ve Tıbbi Araştırmalar, Kimya ve Malzeme Bilimi, Endüstriyel Araştırma ve Geliştirme
Arka Plan
Mikrobiyoloji alanında, bir inkübatör, örnekleri büyüme ve gelişim için gerekli hassas sıcaklıkta tutmada hayati bir rol oynamaktadır. Bu kontrollü ortam, doğru test ve güvenilir sonuçlar sağlar. Ancak, inkübatörün verimliliğini sağlamak ve değerli örnekleri korumak için kapsamlı bir izleme sistemi uygulamak kritik öneme sahiptir.
Sıcaklık, nem, CO2 seviyeleri, ışık yoğunluğu ve hava akışı gibi anahtar faktörleri sürekli izleyerek, laboratuvar personeli inkübatörde optimal koşulları sürdürebilir. Bu proaktif yaklaşım, ekipman arızaları, elektrik kesintileri, insan hataları veya kontaminasyon olayları nedeniyle örnek kaybı veya hasar riskini önemli ölçüde azaltır.
Uzaktan inkübatör izleme teknolojisini benimsemek, kullanıcılara inkübatörün performansı ve durumu hakkında kritik verilere, uyarılara ve kapsamlı raporlara gerçek zamanlı erişim sağlar. Bu uzaktan erişim, gerektiğinde etkili kontrol, sorun giderme ve ayarlamalar yapmayı mümkün kılarak genel operasyonel verimliliği ve bilimsel araştırma bütünlüğünü artırır.
Zorluk
Hassasiyet ve Sensör Güvenilirliği: Doğru ve güvenilir sensör okumaları elde etmek, hassas izleme sağlamak için son derece önemlidir. Herhangi bir yanlışlık, çevresel kontrolü bozabilir ve deneysel sonuçların bütünlüğünü etkileyebilir.
Veri İletimi ve Bağlantı: Başarılı uzaktan izleme için dayanıklı ve kararlı bir veri iletim sistemi kurmak kritik öneme sahiptir.
Kullanıcı Dostu Arayüz: Etkili veri görselleştirme ve kontrol için sezgisel ve kullanıcı dostu bir arayüz tasarlamak gereklidir. Kullanıcılar, verileri kolayca yorumlayabilmeli, zamanında uyarılar alabilmeli ve ideal koşulları sürdürmek için gerekli ayarlamaları yapabilmelidir.
Çözüm
Donanım Seçimi
Ağ bağlantısı ve veri gizliliği zorluklarını aşmak için, Naveen hücresel tabanlı bir çözüm tercih etti. Hücresel ağlarla, veriler şifreli kalır ve en yüksek gizlilik sağlanır. Ayrıca, Wi-Fi’nin menzil sınırlamaları aşılır; çünkü hücresel bağlantı, cihazların hücresel sinyalin olduğu her yerden bağlanmasına olanak tanır.
Güvenilir, enerji verimli ve ağ bağlantısını kolayca yönetmek için, Naveen Blues Cellular Notecard ve Notecarrier-B kullandı. Notecarrier’lar, Notecard için bağlantı noktaları sunar ve güç yönetimi, koruma ve sinyal güçlendirme sağlamak için devreler içerir. XIAO RP2040, Notecard için ideal ana MCU olarak görev yapar ve Grove Shield aracılığıyla sensörlere lehimleme gerektirmeden sorunsuz bağlantılar sağlar.
Güvenli ve düzenli bir laboratuvar ortamı sağlamak için, Naveen gevşek kabloların bulunmadığından emin oldu. Hassas sıcaklık algılama yetenekleri için, Naveen Grove Sıcaklık & Nem Sensörü (SHT40) kullanmaktadır.
Donanım Montajı
Bu projede, Naveen küçük, uygun fiyatlı ve taşınabilir bir buzdolabını DIY inkübatör olarak yeniden kullandı. İnkübatör, sensörleri yerleştirmek için ince bir yol oluşturularak modifiye edildi. Bu sensörler inkübatörün içine monte edildi.
Notecard’ı entegre etmek için, onu Notecarrier-B üzerindeki M.2 yuvasına nazikçe yerleştirdi ve sağlanan vida ile sabitledi. Hücresel antenin u.FL konektörü, Notecard üzerindeki MAIN soketine bağlandı. Güç, Notecarrier-B üzerindeki USB konektörü aracılığıyla Notecard’a sağlandı. Ana MCU olan XIAO RP2040’a güç, Notecarrier-B’nin Qwiic konektörü aracılığıyla Grove I2C konektörlerinden biri üzerinden iletildi. Ana MCU, Qwiic konektörü aracılığıyla Notecard ile I2C protokolü kullanarak iletişim kurdu. Sensörler, diğer Grove I2C konektörü aracılığıyla bir Grove I2C Hub üzerinden bağlandı.
Güvenli ve emniyetli bir kurulum sağlamak için, Naveen montajlı donanımı inkübatörün dış tarafına çift taraflı bant ile yapıştırılmış bir akrilik plaka kullanarak monte etti. Ortaya çıkan sistem, inkübasyon amaçları için işlevsel ve maliyet etkin bir çözüm sunmaktadır.
Notehub Kurulumu
Ardından, Notecard’dan veri alıp cihazı yönetmeyi sağlayan bir bulut hizmeti olan Notehub’u kurmak için https://notehub.io/sign-up adresinde ücretsiz bir hesap oluşturdu. Sonrasında, Notecard’dan veri almak ve gerçek zamanlı sensör verilerini görüntülemek için bir Datacake hesabı oluşturdu.
Veri görselleştirmeyi geliştirmek için, Naveen Datacake’de Değer ve Grafik widget’larını içeren bir gösterge paneli uyguladı. Bu, kullanıcıların saatlik olarak güncellenen sensör veri değerlerini kolayca görüntülemelerini ve son bir haftalık verileri gösteren bir sıcaklık grafiğine erişmelerini sağlayacaktır.
Sonuçlar
Bu projede, Naveen, sıcaklık, nem ve gaz konsantrasyonu gibi bir laboratuvar inkübatörünün hayati parametrelerini uzaktan izlemeyi sağlamak için hücresel ağ teknolojisini kullanarak bir sistem geliştirmiş ve uygulamıştır. Bu sistem, araştırmacılar için son derece değerli bir araç olup, deneylerini inkübatörde yakından izlemelerine olanak tanır; tüm bunlar laboratuvar alanından coğrafi olarak uzak olsalar bile. Bu kurulum, eşsiz bir kolaylık ve esneklik sunmakla kalmaz, aynı zamanda çeşitli bilimsel amaçlar için farklı sensör türlerini barındırarak daha geniş uygulamalar için büyük bir potansiyele sahiptir. Ayrıca, bu çok yönlü sistem, sıcaklık veya nem önceden belirlenmiş eşikleri aştığında araştırmacılara SMS veya e-posta ile hızlı bir şekilde bildirimde bulunan bir uyarı mekanizması ile donatılmıştır.
Daha Fazla Bilgi
Proje Detaylarını Daha Fazla Öğrenin Hackster’da: Hücresel Ağlar Üzerinden DIY Laboratuvar Inkübatörlerini İzleme
Herhangi bir soru için lütfen maker.team@seeed.cc ile iletişime geçmekten çekinmeyin veya projeyle ilgili daha fazla tartışmalara katılmak isterseniz. Sorularınız ve ilginiz memnuniyetle karşılanır.