Мікроконтролерна система точного дозування на кроковому двигуні

Боженко, Владислав Андрійович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6352

Full metadata record

DC Field	Value	Language
dc.contributor.advisor	Корпань, Ярослав Васильович	-
dc.contributor.author	Боженко, Владислав Андрійович	-
dc.date.accessioned	2025-12-17T20:23:19Z	-
dc.date.available	2025-12-17T20:23:19Z	-
dc.date.issued	2023-06	-
dc.identifier.uri	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6352	-
dc.description.abstract	В роботі проведено аналіз пристроїв для дозування і принципів їх роботи. Виявлено, що точне дозування має критичне значення при приготуванні ліків в аптеках. Обрано елементну базу , яка включає в себе плату Arduino Nano V3.0, модуль з герконовим датчком, LCD QC1602A дисплей, мембранну клавіатуру 4х4, драйвер крокового двигуна A4988, кроковий двигун типорозміру NEMA17 JK42HS40-1704. Запропоновано опис роботи та емуляції пристрою, що включає в себе опис процесу керування дозатором, опис роботи модулів програмного забезпечення дозатора. Наведено результати емуляції запропонованих рішень, що доводить можливість реалізації системи точного дозування на кроковому двигуні.	uk_UA
dc.language.iso	uk	uk_UA
dc.title	Мікроконтролерна система точного дозування на кроковому двигуні	uk_UA
dc.type	Bachelor Thesis	uk_UA
Appears in Collections:	123 Комп’ютерна інженерія (Спеціалізовані комп’ютерні системи)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
Б_123_2023_Боженко+.pdf Restricted Access		1.73 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show simple item record

Extracted text

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ І СИСТЕМ
КАФЕДРА РОБОТОТЕХНІКИ ТА СПЕЦІАЛІЗОВАНИХ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до кваліфікаційної роботи
освітнього ступеня «бакалавр»
на тему: Мікроконтролерна система точного дозування на кроковому
двигуні

Виконав: здобувач вищої освіти 4 курсу,
групи СКС-1907, спеціальності
123 «Комп'ютерна інженерія»
Боженко В.А.
(прізвище та ініціали)
Керівник Корпань Я.В.
(прізвище та ініціали)
Рецензент
(прізвище та ініціали)

Черкаси 2023
1

ЗМІСТ

ВСТУП ........................................................................................................................ 3
1 ІСНУЮЧІ СПОСОБИ ДОЗУВАННЯ ................................................................. 5
1.1 ДОЗУВАННЯ ЯК ОСНОВНА ТЕХНОЛОГІЧНА ОПЕРАЦІЯ В ПРОЦЕСІ
ВИГОТОВЛЕННЯ ЕКСТЕМПОРАЛЬНИХ ЛІКАРСЬКИХ ФОРМ ...................................... 5
1.2 ДОЗУВАННЯ ЗА МАСОЮ ................................................................................... 5
1.3 МЕТРОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ВАГ ................................................................. 14
1.4 ДОЗУВАННЯ ЗА ОБ’ЄМОМ .............................................................................. 21
1.5 ДОЗУВАННЯ КРАПЛЯМИ ................................................................................. 26
1.6 ПРАВИЛА ДОЗУВАННЯ ТВЕРДИХ, РІДКИХ ТА ГУСТИХ ЛІКАРСЬКИХ ТА
ДОПОМІЖНИХ РЕЧОВИН В УМОВАХ АПТЕКИ ........................................................ 33
2 ВИБІР ЕЛЕМЕНТНОЇ БАЗИ ............................................................................ 36
2.1 ОПИС ARDUINO UNO REV3/R3 ТА ARDUINO NANO V3.0 .............................. 36
2.2 ВИБІР КЛАВІАТУРИ ......................................................................................... 45
2.3 LCD 1602 СИМВОЛЬНИЙ ДИСПЛЕЙ 16X2 ...................................................... 47
2.4 ДРАЙВЕР КРОКОВОГО ДВИГУНА ..................................................................... 48
2.5 КРОКОВИЙ ДВИГУН ........................................................................................ 50
3 ОПИС РОБОТИ ТА ЕМУЛЯЦІЇ ПРИСТРОЮ ............................................... 52
3.1 ОПИС ПРОЦЕСУ КЕРУВАННЯ ДОЗАТОРОМ ...................................................... 52
3.2 ОПИС РОБОТИ МОДУЛІВ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДОЗАТОРА .............. 52
3.3 ЕМУЛЯЦІЯ РОБОТИ СИСТЕМИ ТОЧНОГО ДОЗУВАННЯ НА КРОКОВОМУ ДВИГУНІ
............................................................................................................................. 62
ВИСНОВКИ ........................................................................................................... 64
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ............................................................. 65

ЧДТУ 232301.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата
Розроб. Боженко
Мікроконтролерна система Літ. Лист Листів
Перевір. Корпань
точного дозування на У 2
Реценз. кроковому двигуні
Н. Контр. Пояс2н ювальна записка ЧДТУ, СКС-1907
Затверд. Лукашенко

ВСТУП

Багатовікова лікарська практика незаперечно довела, що неправильне і
безвідповідальне використання ліків замість користі приносить тільки шкоду. До
складу багатьох ліків входять так називані сильнодіючі (група Б) і навіть отруйні
(група А) речовини, які в залежності від різних умов можуть робити на хворий
організм доброчинний чи шкідливий вплив. Тому, звертаючись до допомоги
лікарських препаратів, потрібно строго дотримувати визначених правил їхнього
використання.
Звичайно, призначаючи лікування, лікар усно чи письмово (в рецепті) вказує
необхідну кількість ліків і кратність їх застосування.
Визначену кількість лікарського препарату називають лікувальною дозою.
Дози бувають разові, чи однократні, добові і курсові, тобто на увесь час (курс)
лікування. Добові і курсові дози складаються з кількості лікарських речовин,
припустимого до застосування протягом доби чи всього курсу лікування хворого.
Кількість лікарської речовини у значній мірі залежить від способу введення
його в організм. Якщо дозу для прийому усередину прийняти за одиницю, то при
введенні ліків у пряму кишку кількість його збільшують у 1,5 - 2 рази, при введенні
під шкіру й у м'язи зменшують до 1/2 - 1/3 і при введенні у вену і трахею - до 1/4
дози, призначеної усередину.
Також потрібно наголосити на велику роль аптечних технологів у вказаних
вище питаннях. Саме в аптеці, при приготуванні ліків відбувається дозування
діючих речовин шляхом відважування та відмірювання.
Від точності виконання зазначених операцій залежить фармакологічна дія
лікарських препаратів, а значить, і їх лікувальна дія на організм. Токсичність ліків
також залежить від точності дозування. Наприклад, при зважуванні атропіну або
морфіну необхідно пам’ятати, що ці речовини, у випадку передозування можуть
призвести до тяжких отруєнь.
Завдання працівника аптеки, приготувати лікарську форму саме з тією
Лист
3 ЧДТУ 232301.001 ПЗ
3
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

кількість діючих речовин, яка прописана в рецепті.
В даній работі розглянуто способи дозування лікарських речовин, їх
особливості і шляхи покращення технологій. Запропоновано пристрій для
дозування речовин, заснований на мікроконтролері. З огляду на вище сказане - ця
тема є актуальною.
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
4
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

1 ІСНУЮЧІ СПОСОБИ ДОЗУВАННЯ

1.1 ДОЗУВАННЯ ЯК ОСНОВНА ТЕХНОЛОГІЧНА ОПЕРАЦІЯ В ПРОЦЕСІ
ВИГОТОВЛЕННЯ ЕКСТЕМПОРАЛЬНИХ ЛІКАРСЬКИХ ФОРМ

У процесі приготування лікарських препаратів основними операціями є
дозування, яке включає вимірювання маси речовини, і відмірювання її в певних
порціях (дозах). В аптечній практиці найпоширенішими методами дозування є
відважування і вимірювання за об'ємом або краплями.
Точність цих операцій має велике значення для фармакологічної та
лікувальної дії лікарських препаратів. Для дозування використовують спеціальні
пристрої, які відповідають вимогам, і використовують метрологічну систему мір,
яка є стандартом у нашій країні.
Об'ємний метод дозування рідких речовин широко застосовується в аптечній
практиці при приготуванні лікарських препаратів. Він є економічним, спрощує та
полегшує роботу фармацевта. Більшість рідких лікарських препаратів
приймаються за об'ємом (наприклад, за допомогою ложок, крапель або мілілітрів
для препаратів, що вводяться за допомогою шприців), а не за масою, у разі
внутрішнього застосування пацієнтами.

1.2 ДОЗУВАННЯ ЗА МАСОЮ
1.2.1 ВИДИ ВАГ
Одним з найпоширеніших способів дозування є відважування, яке
виконується за допомогою ваг.
Терези - це прилад, призначений для визначення вагової маси лікарських
засобів способом порівняння її з еталонами мас (з умовно прийнятими одиницями
- гирями).
Терези - це пристрій, який використовується для вимірювання вагової маси
лікарських засобів шляхом порівняння з еталонами маси, такими як гирі.
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
5
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Терези мають довгу історію і використовувалися вже багато тисяч років тому.
В давній Єгипті їх застосовували у вигляді рівноплечих коромисел з піднятими
чашечками, а пізніше араби вперше використали принцип нерівноплечого
коромисла. Такі ваги, відомі як безміна, широко використовувалися у Давній Русі.
У 1670 році були створені настільні ваги з верхніми чашечками, а у 1818 році
- десятитисячні та пізніше - сотенні ваги. У другій половині XIX століття з'явилися
шкальні платформні ваги, автоматичні, пружинні, а у 1920-х роках - циферблатні
ваги. Значний внесок у розвиток конструкції ваг був зроблений Д.І. Менделєєвим,
А.Н. Доброхотовим та іншими.
Ваги можна розділити на гідростатичні, пружинні та зважувальні залежно від
конструкційних характеристик:
з точки зору метрологічних характеристик, таких як стійкість, сталість
показань, точність та чутливість, ваги поділяються на метрологічні, призначені для
калібрування робочих еталонів з використанням державного еталону. Ці ваги
мають високу точність і спеціальну конструкцію, а їх коливання можуть бути
спостережені з сусідньої кімнати за допомогою спеціальних оптичних пристроїв.
зразкові - для звірення і перевірки гир;
аналітичні - для зважування при точних хімічних аналізах;.
технічні - 1-го, 2-го і 3-го класів.

1.2.2 ВАГИ РУЧНІ
Ручні ваги (рис.1) призначені для зважування сипучих і іноді в’язких речовин
і виготовляються з найбільшим припустимим навантаженням у 1; 5; 10; 20; 50 і 100
грам. Являють собою рівноплече металеве коромисло довжиною 100-200 мм, на
кінці якого на грузоприймаючих призмах підвішують чашечки з пластмаси (рідше
з металу чи порцеляни).
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
6
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

.
Рисунок 1 - Ручні ваги

У центральній частині коромисла, на опорній призмі, розташована стрілка,
спрямована вгору, яка коливається в просвіті обоймиці. Ця обоймиця має кільце
для утримання ваг у руці. Чашечки ваг підвішуються без нахилу на шовкових
шнурах або ланцюжках, які з'єднуються з грузоприймаючими призмами за
допомогою металевих сережок у формі вісімки з кільцями.
При використанні ручних ваг, кільце обоймиці стискають великим і
вказівним пальцями лівої руки, долоню випрямляють, а середній і безіменний
пальці розташовують так, щоб вони відчували коливання стрілки. Сухі речовини
відважують безпосередньо в чашку, а в'язкі речовини - на кружок, попередньо
обкладений пергаментним папером. Після вимірювання чашки ваг і шнури
ретельно протирають м'якою тканиною. Щоб запобігти зношуванню призм, ваги
рекомендується зберігати згорнутими, підвішувати або зберігати в коробках.
Для зважування отруйних або сильно пахучих речовин в аптеках
використовуються спеціальні ручні ваги.
У практичній роботі фармацевта іноді необхідно самостійно перев'язувати
ручні ваги за наступними правилами. Відрізають чотири шматочки шовкового
шнура, кожен довжиною в дві довжини коромисла ваг. На одному кінці шнура
роблять тугий вузол (подвійну або потрійну петлю), відступивши від кінця на 1 см.
Один з відрізків шнура пропускають через отвір в чашці, вставляють через кільце
на кінці коромисла і знову через другий отвір в тій же чашці. На вільному кінці
шнура роблять кінцевий вузол. Другий відрізок шнура пропускають через третій
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
7
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

отвір чашки і через кільце сережки. Відступивши від кінця на 1-1,5 см, закріплюють
вільний кінець шнура вузлом, що охоплює три інші кінці, що йдуть до чашки,
підклавши під петлю вузла допоміжну петлю з окремого відрізка шовкового шнура.
Після вирівнювання кінців, закріплених в отворах чашки, так щоб чашка
повішена рівно (горизонтально), вузол затягують, а вільний кінець шнура
обмотують петлями, що пропущені через кільце сережки, у напрямку від вузла до
кільця сережки. Зробивши 5-8 обертів шнура і рівномірно розташовавши його
витки, закріплюють їх новим вузлом. Вільний кінець шнура пропускають крізь
допоміжну петлю, висмикують допоміжну петлю з-під обв'язки і проводять під
витки шнура. Затягнувши вільний кінець, вирівнюють і ущільнюють обв'язку.
У такий же спосіб підвішують другу чашку ручних ваг.

1.2.3 ТАРНІ ТЕХНІЧНІ ВАГИ
Ваги тарні (рис.3) служать для зважування сухих, в’язких і рідких речовин.
Випускаються з найбільшим припустимим навантаженням 50 г і 1 кг. Тарними вони
називаються тому, що зважуванню на них звичайно передує операція тарування -
зрівноважування маси тари за допомогою дробу.

Рисунок 2 - Ваги тарні

Основною частиною ваг є рівноплече металеве коромисло з трьома
сталевими призмами: двома кінцевими грузоприймаючими й однією середньою -
опорною. Вістря опорної призми направлено догори, грузоприймаючих - вниз. На
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
8
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

кінцях коромисла укріплені два гвинти з нагвинченими на них гайками,
призначеними для зрівноважування ненавантажених ваг.
Опорна призма в робочому положенні спирається на сталеву подушку,
укріплену у верхній частині стовпчика ваг. На обидві вантажопідйомні призми
підвішуються стремена з лежачими на них знімними пластмасовими чи металевими
чашками для зважування.
Ваги мають арретир, при підніманні якого призми відокремлюються від
подушок для запобігання зайвого стирання. Для приведення ваг у робоче
положення арретир опускають.
Знизу в дошку ваг, на якій кріпиться стовпчик, укручені на різьбленні два
регулювальних гвинти зі стопорними гайками, що дозволяють робити установку
ваг строго у вертикальному положенні (за відвісом).
Рідини зважують у склянках, скляних циліндрах, сухі і в’язкі речовини - на
папері чи безпосередньо в готовій тарі.
Зважування яких-небудь речовин безпосередньо в чашки ваг неприпустимо.

1.2.4 ВАГИ АПТЕКАРСЬКІ З АРРЕТИРОМ
Ваги аптекарські з арретиром (рис.3) призначені для зважування речовин до
50 г; особливо вони зручні для зважування твердих речовин. Їх устрій у принципі
аналогічний устрою інших ваг типу Т-2 (технічні 2-го класу). Ваги складаються з
основної рами зі стовпчиком і арретиром, рівноплечого коромисла зі стрілкою і
двох підвісів з чашками. В основній рамі розташований висувний футляр з
важками. Одна з чашок ваг плоска і призначена для розміщення речовин, що
зважуються. Найбільше припустиме навантаження цих ваг 50 г, чутливість 5 мг і
точність 1 мг на 0,2 поділки.

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
9
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Рисунок 3 - Ваги аптекарські з арретиром

1.2.5 ВАГИ ТЕХНІЧНІ КВАДРАНТНІ
Ваги технічні квадрантні ВЛТ ДО-500. Ваги технічні квадрантні (ВЛТК)
(рис.4) призначені для зважування матеріалів, особливо там, де потрібно швидко
відважити речовину з похибкою, що не перевищує ±10 мг. У їх конструкції
використаний принцип одночашкових ваг із противагою Д.И. Менделєєва.

Рисунок 4 - Ваги технічні квадрантні

До 100 г відлік здійснюють безпосередньо по оптичній шкалі. При
зважуванні вантажів, що перевищують 100 г, його роблять у такий спосіб: число
цілих сотень грамів відраховують по лічильнику, у вікні якого послідовно будуть
з'являтися відповідні цифри 1, 2, 3, 4 у залежності від маси вбудованої гирі, знятої
з підвіски. До числа цілих сотень додають число грамів, відлічених по оптичній
шкалі. Наприклад, по лічильнику відрахована цифра 4, а по оптичній шкалі - 38,3
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
10
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

г, що буде відповідати 438,3 г.
Терези ВЛТК-500 знаходяться постійно в робочому стані (немає арретирного
механізму), внаслідок чого всі працюючі частини ваг - тим самим знаходяться під
напругою.
Терези складаються з декількох компонентів, включаючи знімну чашку,
квадрант з призмами, демпфер, стійки з подушками, підвіску з гирями, механізм
зняття гир, оптичний пристрій з мікрооб'єктивом, конденсатором, лампою
підсвічування, оптичною шкалою та дзеркалами. Агатові подушки забезпечують
стабільну опору, призми квадранта зроблені зі сталевих стрижнів, а їх робочі ребра
мають кут нахилу 40°. Для утримання призм використовуються конусні розрізні
втулки та ексцентричні втулки для регулювання. Щоб запобігти перекиданню
підвіски, її нижній кінець з'єднаний зі стійкою за допомогою струнки. Квадрант
гальмується постійним магнітом, а оптична шкала на ньому проектується на екран
ваг. Маса вантажу на чашці визначається шляхом відліку по шкалі, яка вбудована
в квадрант і відображається на екрані ваг. Терези встановлюються на спеціальній
стільниці, а їх рівень потрібно налаштувати перед зборкою. Терези ВЛТК-500
використовуються в аптеках для зважування сипучих речовин і підвищують
продуктивність праці удвічі.

1.2.6 ТЕРЕЗИ НАСТІЛЬНІ ЧАШКОВІ
Терези настільні, також відомі як ваги Беранже, є звичайними чашковими
вагами. У порівнянні з тарними вагами, вони менш чутливі, тому в аптечній
практиці використовуються тільки для відважувань, де вимагається менша
точність. Вони не підходять для рецептурної роботи. Такі ваги виготовляються з
вантажопідйомністю від 500 г до 20 кг.
Терези складаються з наступних компонентів:
1. Рівноплечового коромисла, яке є важелем 1-го роду і містить п'ять призм:
одну довгу опорну, дві довгі грузоприймальні і дві короткі сполучні.
2. Двох допоміжних рівноплечих важелів 2-го роду, кожен з яких має три
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
11
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

призми.
3. Станіни з чавуну.
4. Чашок або платформи.

Рисунок 5 - Терези настільні звичайні

Коромисло з'єднується з допоміжними важелями за допомогою сережок, які
опираються на відповідні призми. Чашки або платформи спираються на довгі
грузоприймальні призми з одного боку, а на сережки, що підвішені на призмах
допоміжних важелів, з іншого боку (Рис.5).

2.7 ВАГИ НАСТІЛЬНІ ЦИФЕРБЛАТНІ
Циферблатні настільні терези доступні в одночашковому і двочашковому
виконанні з вантажопідйомністю до 10 кг і точністю до 5 г. У аптеках їх
використовують лише для грубих відважувань через недостатню точність (див.
рис.6). Вони не придатні для рецептурної роботи, але широко використовуються в
торгівлі. Коромисло цих терезів є подвійним рівноплечим важелем 1-го роду. Вага,
що діє на одне плече коромисла, визначається за кутом відхилення коромисла від
його початкового положення рівноваги. Терези мають противагу, яка з'єднана зі
стрілкою-показником, і оснащені масляним демпфером, що сприяє швидкому
встановленню рівноваги.
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
12
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Рисунок 6 - Терези настільні, циферблатні

1.2.8 ВАГИ ЕЛЕКТРОННІ
Весь модельний ряд серії електронних ваг (рис. 7) оснащений убудованим
калібруванням за допомогою моторизированного приводу з калібрувальним
вантажем. Так само існують моделі з зовнішнім калібруванням.

Рисунок 7 - Електронні ваги

В серії ваг, принцип виміру маси базується на методі електромагнітної
компенсації. Це досягається за допомогою складної системи важелів, пружин і
електромагнітної котушки, через яку проходить струм. Величина струму, який
потрібно подати для зрівноважування системи, пропорційна масі зразка, який
зважується.
Електронні аналітичні ваги є точними, надійними і довговічними, оскільки
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
13
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

при використанні методу електромагнітної компенсації вони знаходяться в стані
рівноваги, а механічні деталі залишаються нерухомими і не зношуються. Вимоги
до зовнішніх умов експлуатації електронних ваг менш суворі, ніж до механічних
ваг.
Крім того, електронні ваги оснащені багатьма додатковими функціями і
програмами, що спрощують роботу. Ці ваги мають вбудовані програми для
підрахунку зразків у штуках, зважування відсотків, розрахунку з використанням
постійних або множника-дільника, динамічного режиму зважування, захисту від
перенавантаження, рецептурного зважування, підсумовування, визначення
щільності/питомої ваги, зважування габаритних наважок, контролю за відхиленням
при калібруванні, постійної передачі даних на комп'ютер, друку дати, часу і
статистики вимірювань.
Також є можливість вибору одиниць зважування, таких як унції, карати,
грами, міліграми, ньютони, фунти та інші. Границя зважування може коливатись
від 60 до 300 г, а точність може бути від 1 мг до 10 мкг.

1.3 МЕТРОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ВАГ
Ваги, незалежно від їх конструкції, повинні мати такі метрологічні
властивості:
Стійкість - здатність ваг, виведених зі стану рівноваги, швидко повертатися
до первісного положення.
Стійкість ваг досягається за умови, якщо їх коромисло знаходиться в стані
стійкої рівноваги. На стійкість ваг впливає також віддаленість центра від точки
опори: чим нижче розміщений центр ваг, тим більша стійкість і тим складніше їх
вивести зі стану рівноваги, а відповідно, нижча їх чутливість.
Перевірка стійкості проводиться так: ваги, що перебувають в рівновазі,
необхідно вивести з положення рівноваги, злегка торкнувшись чашки. Підрахувати
кількість коливань стрілки ваг до повернення її в положення рівноваги. Якщо
стрілка зробила не більше 4-6 коливань, можна вважати, що ваги стійкі.
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
14
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Сталість показань - здатність ваг показувати ті самі результати при
багаторазових визначеннях маси тіла, проведених на цих вагах у тих самих умовах.
Перевірка сталості показань проводиться в такий спосіб: ваги повинні
знаходитися в положенні рівноваги. На технічних аптечних вагах врівноважують,
наприклад, флакон з масою гир. Якщо всі три рази маса зважуваного тіла одна й та
ж, то ваги мають сталість показань. Якщо результати не збігаються, то це значить,
що вістря призм не цілком рівнобіжні, зміщені. Крім того, на сталість показань
значно впливає величина тертя в рухливих контактах ваг. Затупленість призм і їх
забруднення приводять до порушення сталості показань ваг. Тому ваги в
неробочому стані повинні зберігатися так, щоб уникнути затупленості призм.
Причиною мінливості показань ваг є недосконалість будови (наприклад,
непомітний зсув окремих частин при користуванні ними), а також умови, в яких
виконується зважування (наприклад, однобічне нагрівання коромисла (електрична
лампа, сонячні промені та ін), внаслідок чого може відбутися подовшання одного
плеча).
Чутливість - здатність ваг показувати мінімальну зміну навантаження в
момент рівноваги.
При цьому, чим менша різниця у вазі гир, яку можна визначити цими вагами,
тим вища їх чутливість і тим точніші результати зважування.
Чутливість ваг прямо пропорційна довжині плеча коромисла і обернено
пропорційна масі коромисла, навантаженню ваг (маса чашок, вантажу,
перевантаження), величині прогину коромисла, відстані від точки опори до центра
ваги коромисла.
Чутливість ваг визначається формулою:

L Z
S = *
(2P + p) * h + R * m X
S - чутливість;
L - довжина плеча коромисла;
P - маса чашки з вантажем;
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
15
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

p - маса перевантаження, що виводить ваги зі стану рівноваги;
h - відстань від точки опори до лінії, що з'єднує вістря вантажопідйомних і
опорних призм (величина прогину коромисла);
m - маса коромисла;
R - відстань від точки опори до центра ваги коромисла;
Z - довжина стрілки;
X - ціна поділки шкали.
3 формули випливає, що величини L, R, m, Z та X залежать від конструкції
ваг.
Найбільший вплив на чутливість ваг має прогин коромисла (h). Ваги з
прямолінійним коромислом є прямолінійними, коли опорна точка і точки
прикладання навантаження знаходяться на одній прямій лінії. В такому випадку,
коли h = 0, чутливість ваг стає незалежною від навантаження:

L
S =
R * m

Однак навіть незначне зміщення маси ваг викликає прогин коромисла і
впливає на їх чутливість. Зі збільшенням навантаження чутливість ваг
зменшується, і прогин коромисла може бути неприпустимо великим, що
призводить до деформації коромисла і виходу ваг з робочого стану. Щоб уникнути
цього, важливо не перевищувати граничне припустиме навантаження, вказане на
коромислі ваг.
Чутливість ваг залежить від кількох факторів. Перш за все, вона залежить від
розташування центра маси коромисла відносно точки опори. Ваги мають
найбільшу чутливість, коли центр маси коромисла знаходиться якнайближче до
точки опори, але нижче цієї точки.
Чутливість ваг також залежить від маси коромисла. Ваги з меншою масою
мають більшу чутливість за всіх інших умов.
Довжина пліч коромисла також впливає на чутливість ваг. В теорії, чим
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
16
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

довше пліч коромисла, тим більша його чутливість. Однак, практично нецікаво
мати дуже довгі плічі, оскільки це призводить до збільшення маси коромисла і
зменшення чутливості.
Іншим фактором, що впливає на чутливість ваг, є тертя між призмами і
підкладками. Чим менше тертя, тим більша чутливість. Тому призми зроблені
гострими з використанням загартованої сталі.
Зазвичай ваги з довгими стрілками використовуються для зважування з
високою точністю. Збільшення довжини стрілки дозволяє виявляти й враховувати
незначні кутові відхилення коромисла.
Чутливість ваг перевіряється шляхом вимірювання мінімального
навантаження, яке викликає відхилення стрілки з положення рівноваги.
Чутливість, виражену абсолютним значенням вантажу, що викликає
стандартне відхилення стрілки, називають абсолютною чутливістю (Sабс) чи
абсолютною помилкою зважування.
Чутливість ручних і тарних ваг визначають у трьох положеннях: на 1/10
граничного навантаження, гранично навантажених і ненавантажених. Якщо
вантаж, що відповідає величині припустимої похибки (установленої Дст) для
даного типу ваг (табл.1), поміщений на одну з чашок таких ваг, викликає
стандартне відхилення стрілки, то ваги вважаються чутливими.

Таблиця 1 – Метрологічна характеристика ручних і тарних ваг
Навантаження, г Допустима похибка, мг
Типорозміри
максимальн Ненавантажених при 1/10 граничного при максимальному
ваг Мінімальна
а ваг навантаження навантаженні
ВР-1 1 0,02 2 3 5
ВР-5 5 0,010 2 4 10
ВР-20 20 1,00 3 6 20
ВР-100 100 5,00 5 10 50
ВКТ-1000 1000 50,00 20 60 100
Т-2 1000 1000 50,00 20 50 200

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
17
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Так, ваги технічні ВКТ-1000 мають такі величини похибок:
• ненавантажених – 20 мг;
• з 1/10 максимального навантаження – 60 мг;
• максимально навантажені – 100 мг.
При визначенні чутливості цих ваг використовують наступну методику.
Спочатку ваги приводять у рівноважний стан і на обидві чашки кладуть гирі масою
100,0 г, щоб зрівняти ваги. Потім поступово додатково навантажують праву чашу
ваг гирками з меншої до більшої маси. Вага, яка викликає стандартне відхилення
стрілки, вказує на абсолютну чутливість. Якщо додаткове навантаження перевищує
припустиму похибку (60 мг) (наприклад, 80 мг), ваги вважаються нечутливими. Їх
вилучають для перевірки і калібрування. Аналогічно вимірюють чутливість ваг у
ненавантаженому стані і при граничному навантаженні.
Чутливість ваг можна також визначити за допомогою трьох станів ваг, коли
вони знаходяться в рівноважному положенні. На одну з чашок кладуть гирю, яка
відповідає припустимій похибці за Державним стандартом. Якщо у всіх трьох
випадках стрілка відхиляється на відстань 5 мм (або 3 поділки по шкалі), то ваги
мають достатню чутливість. Якщо стрілка відхиляється на меншу відстань, ваги
вважаються недостатньо чутливими і не можуть бути використані.

Для ручних ваг чутливість також визначається за стандартним відхиленням
стрілки. В цьому випадку чутливість ваг виражається числом міліграмів, які
викликають необхідне відхилення стрілки.
На практиці важливою є відносна чутливість ваг, яка вказує на відносну
помилку зважування (точність дозування). Вона визначається як співвідношення
мінімального вантажу (Р), який викликає помітне відхилення стрілки від нульового
положення шкали, до навантаження (n), яке знаходиться на одній чашці ваг.
Чутливість ваг може незначно змінюватись залежно від величини навантаження:

S
S абс
відн = *100%
n
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
18
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Якщо, наприклад, ваги навантажити гирями по 100,0 г на кожну чашечку і
помістити додатковий вантаж, рівний 0,05 г, що дає стандартне відхилення стрілки,
то відносна чутливість ваг дорівнює:

S = 0,05/100 = 0.0005

Значить, на цих вагах можна зважувати вантаж, рівний 100,0 г, з точністю
0,0005 його справжньої ваги, тобто відносна помилка не перевищує 0,05% (0,0005
х 100). Такі ваги можна вважати достатньо чутливими.
Визначення помилки зважування. На тих самих вагах вантаж можна зважити
з різною точністю. Найбільша точність може бути отримана тоді, коли наважка
близька за значенням до найбільшого припустимого навантаження ваг. Помилка
зважування зростає, якщо переходять межу граничного чи мінімального
навантаження, позначеного на коромислі даних ваг.
Щоб зробити висновок, наскільки правильно обрані ваги для визначення
маси речовини, треба встановити точність зважування або відносну помилку (у%).
Наприклад, необхідно зважити масу 0,06 г. Для ваг ВР-100 величина 0,06 г
близька до ненавантажених ваг, тому Sа6с по табл.1 дорівнює 0,005 г, а Sвідн – 8%.

Sвідн = 0,005*100/0,06 = 8%

Для ваг ВР-1 величина маси 0,06 г близька до ненавантажених ваг, тому Sа6с
(табл.1) – 0,002 г, а Sвідн – 3,6%.

Sвідн = 0,002*100/0,06 = 3,6%

Таким чином, для зважування маси 0,06 г потрібно використовувати ручні
ваги ВР-1. Розрахунок відносної помилки зважування можна здійснити шляхом
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
19
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

складання відповідної пропорції.
Наприклад, розрахуємо відносну помилку при зважуванні 0,1 г натрію
хлориду на ВР-1. По таблиці 1 знаходимо помилку, припустиму при навантаженні
0,1 г. Оскільки наважка найближча за значенням до 1/10 граничного навантаження,
а не до граничного навантаження чи до ненавантажених ваг, то припустима
похибка Sвідн дорівнює 0,003 (З мг). Склавши пропорцію, знаходимо помилку
зважування (х), що складає ±3%:

X = 0,003*100/0,1 = 3%

При зважуванні на цих же вагах більшої кількості натрію хлориду 0,9 г
(наважка найбільш близька за значенням до граничного навантаження ВР-1),
припустима похибка дорівнює 0,005 (5 мг). Відносна помилка в цьому випадку
складає ±0,55%:

X = 0,005*100/0,9 = 0,55%

Точність, або правильність - здатність ваг показувати правильне
співвідношення між масою речовини, що зважується, і відповідними гирями.
Точність, або правильність, ваг залежить від таких факторів:
• від рівноплеччя коромисла ваг;
• від паралельності вістря опорної і вантажоприймальних призм;
• від положення центра ваги коромисла, що повинен розташовуватися
точно на вертикалі, яка проходить через точку опори, що знаходиться
нижче неї;
• від рівності маси чашок.
Якщо ваги відповідають вимогам, то коромисло повинне бути
горизонтальним, а стрілка рівноваги - вертикальною незалежно від наявності
навантаження. Завдяки неможливості досягти абсолютної рівності плеч ваг та
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
20
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

наявності тертя в опорних деталях, ваги завжди мають обмежену точність.
Державні стандарти встановлюють максимально допустимі погрішності, і ваги
вважаються правильними, якщо їх погрішності не перевищують цих значень.
Перевірка точності ваг здійснюється при 1/10 максимального навантаження,
повному навантаженні та ненавантажених вагах. Наприклад, для перевірки
точності ваг з максимальним навантаженням 1 кг, на ліву чашку кладуть гирю
масою 100,0 г (1/10 максимального навантаження), а на праву чашку - тарний
стакан з дрібним матеріалом, поки не встановиться рівновага. Потім гирю та
вантаж поміщають на протилежні чашки і переводять аретир в робоче положення.
Якщо стрілка повертається до положення рівноваги, то ваги є рівноплечими і
вважаються точними. Якщо немає рівноваги, на підняту чашку додають вагу-
допуск (міліграмовий важок) рівний величині похибки (див. таблицю 1). Це
повинно привести ваги до рівноваги або відхилити стрілку на не більше 5 мм в
протилежний бік. Величина доданої гирі вказує на нерівноплечість ваг. Якщо цього
не відбувається, ваги не мають достатньої точності і є нерівноплечими.
Використовувати нерівноплечі ваги не рекомендується, оскільки вони не
забезпечують точність вимірювання маси речовини.

1.4 ДОЗУВАННЯ ЗА ОБ’ЄМОМ

1.4.1 ВИМІРЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ
При готуванні рідких лікарських форм дозування роблять за допомогою
спеціального мірного посуду, градуйованого визначеною кількістю мілілітрів.
Міжнародною системою одиниць (СІ) за одиницю місткості прийнято кубічний
метр (1 м3). В аптечній практиці такою одиницею служить мілілітр (1 мл), дорівнює
мільйонній частці кубічного метра (1 мл=1*10-6 м3). Мірний посуд повинен мати
знак Державного галузевого стандарту.
Для дозування води (маса 1 мл води при кімнатній температурі практично
дорівнює 1,0 г) та інших рідин, що мають однакову з нею щільність, застосовують
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
21
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

циліндри, мензурки, мірні колби, аптечні бюретки і піпетки (рис.12). Густі, в'язкі,
малорухомі рідини (жирні олії, сиропи, гліцерин), як правило, дозують за масою.

Рисунок 8 - Циліндри, мензурки, мірні колби, аптечні бюретки і піпетки

Комітет стандартів, мір і вимірювальних приладів встановлює об'єм, якість
скла та умови градуювання мірного посуду. Зазвичай вимірювальні прилади
градуюються при 20 °C. Використання посуду при інших температурах може
призвести до відхилень. Наприклад, для води і слабких водних розчинів ці
відхилення становлять 0,12-0,13% на кожні 5 °C, а для ефіру - 0,5%. Тому правильні
вимірювання можна отримати лише при температурі градуювання приладів.
Мірний посуд калібрують для виливання (мірні циліндри, бюретки чи
піпетки) або для вливання (мірні колби). У першому випадку рідина має витікати з
посуду відповідно до номінального обсягу. У другому випадку посуд повинен
містити номінальний обсяг рідини, який вказаний на ньому.
Мірні колби з міткою на шийці використовуються для готування
концентрованих розчинів у бюреточних установках та ін'єкційних розчинах. Мірні
циліндри (циліндричні посудини) та мензурки (конічні посудини)
використовуються для дозування більших об'ємів рідини, коли точність не є
першорядною.

1.4.2 АПТЕЧНА БЮРЕТКА

Бюретки служать для точних відмірювань води, розчинів і у виді бюреточної
системи (комплект спеціальних бюреток та піпеток) застосовуються в аптеках при
готуванні лікарських препаратів з концентрованих розчинів.
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
22
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Бюретка являє собою скляну градуйовану трубку, з'єднану за допомогою
живильної трубки з живильною посудиною. Аптечна бюретка працює як дозатор
рідини і призначена для точних відмірювань води і різних водних та водно-
спиртових розчинів лікарських речовин.
Аптечні бюретки виготовляють ємністю 10, 25, 60, 100 і 200 мл. Градуюють
їх з поділками в 0,1 мл. Довжина бюреток всіх обсягів - 450 мм при відповідно
різному їх діаметрі (12-32 мм).
Принцип стандартної довжини бюреток дозволяє не тільки симетрично їх
розмістити на вертушці, але і дає можливість при роботі сидячи постійно мати
середину шкали бюретки на рівні очей працюючого. Бюретки (у кількості 10 і 16)
установлюються на круглій металевій вертушці. Середня частина вертушки зі
встановленими на ній бюретками закрита матовими стеклами, що утворюють
своєрідний футляр. Всередині футляра укріплена електрична лампа, яка висвітлює
бюретки.
Усі частини бюретки повинні щільно підходити одна до одної. Особливу
увага варто звертати на крани, деталі яких повинні бути щільно пригнані. З цією
метою використовують спеціальні мастила. Влітку: парафін (чи церезин) з
вазеліном нарівно або вазеліну 1 ч., ланоліну безводного 3 ч. Узимку: парафіну 1
ч., вазеліну 2 ч. або вазеліну 3 ч., ланоліну безводного 5 ч. Мастила сплавляють на
водяній бані і проціджують.

1.4.3 БЮРЕТОЧНА УСТАНОВКА

Бюреточні установки являють собою комплект, основними деталями якого є
власне бюретка, живильна судина і живильна трубка.

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
23
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Рисунок 9 – Бюреточна установка
У 1957 р. ЦАНДІ (ВНДІФ) була запропонована модель бюреточної установки
з двоходовим краном (рис.9), що виключає необхідність мати кран (чи затискач) на
живильній трубці. До нижнього відростка бюретки прикріплений скляний
наконечник, який не включається у вимірювальну частину. У бюретці з двоходовим
краном живильні посудини зроблені зі скла. Для заповнення рідини з живильної
посудини кран повертають пофарбованим кінцем пробки догори. При повороті
крана пофарбованою пробкою вниз - рідину зливають до повного спорожнювання
бюретки. Потім цей кран залишають відкритим на 2-3 секунди. Така конструкція
бюретки виключає можливість неправильного її збирання при монтуванні,
запобігаючи випадкам перевищення дозувань. Крім того, наявність скляного крана
значно полегшує роботу фармацевта.
У 1964 р. ВНДІФ була розроблена нова модель бюреточної установки з
ручним приводом.
В аптечній практиці частіше використовують два типи бюреточних
установок: УБ-10 і УБ-16, які мають уніфіковану конструкцію настільного типу і
складаються з триноги зі стійкою, на якій рухливо (на підшипниках) змонтована
вертушка (рис.10). На вертушці розташовані поліетиленові живильні посудини з
кришками, скляні живильні трубки, бюретки, поліетиленові діафрагмові крани,
ліхтар (для підсвітлювання бюреток), фіксатор робочих положень вертушки та
ручний тросиковий привід керування діафрагмовими кранами. Кожен кран має
наповнювальний та зливальний діафрагмові клапани (клавіші "Наповнення" і
"Злив"). На живильних посудинах і вертушці є гнізда для розміщення етикеток з
найменуванням розчинів.

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
24
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Рисунок 10 – Бюреточна установка з вертушкою

Бюреточні установки моделі ЦАНДІ-64 зараз знаходяться на оснащенні
багатьох тисяч аптек. Робота з подальшої модернізації бюреточних установок
триває.

1.4.4 АПТЕЧНА ПІПЕТКА
Аптечні піпетки є частиною бюреточної системи. Це вимірювальні прилади,
градуйовані в мілілітрах для відмірювання невеликих (до 15 мл) обсягів рідин
легкорухомих і не дуже в'язких. Вони бувають ємністю на 3, 6, 10 і 15 мл з ціною
на поділках шкали 0,1, 0,2 і 0,5 мл відповідно.
Піпетка аптечна (рис.11) складається зі скляної градуйованої трубки - піпетки
(4) з верхнім (2) і бічним патрубками гумового балона (1), кулькового клапана (3) і
гумового кільця (5). Клапан змонтований на бічному патрубку піпетки і являє
собою гумову трубку з поміщеною всередині скляною кулькою. Живильні
посудини до піпеток мають ємність 100 і 250 мл.

Рисунок 11 - Піпетка аптечна

На судині повинна бути етикетка з назвою лікарського засобу. Кінець піпетки
не повинен торкатися дна посудини.
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
25
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Рідину в піпетку набирають гумовим балоном. Для цього піпетку злегка
піднімають над рідиною і стискають гумовий балон, щоб видавити з нього певний
обсяг повітря. Потім піпетку занурюють у рідину і, поступово відпускаючи балон,
набирають її. Для встановлення рівноваги надавлюють на бусинку бічного тубуса.
Рідину виливають з піпетки суцільним струменем, не віднімаючи кінчика її від
стінки судини протягом 3 секунд. Не можна допускати потрапляння рідини в
гумовий балончик, щоб уникнути його забруднення, а при повторних випадках - і
забруднення рідини.

1.5 ДОЗУВАННЯ КРАПЛЯМИ
1.5.1 СТАНДАРТНИЙ РОЗМІР КРАПЛІ
До складу багатьох лікарських препаратів дуже часто входять рідини в
маленьких кількостях, у тому числі і сильнодіючі. Ці рідини в кількості до 1,0 г
відмірюють краплями, що звільняє фармацевта від трудомісткого процесу
зважування. Цей метод дозування прийнятий в аптеці і біля ліжка хворого.
Відмірюючи рідини краплями, не слід забувати, що маса крапель різних рідин
неоднакова і залежить від ряду умов. Основними факторами, які визначають масу
крапель, що відриваються під дією власної ваги, є величина площі краплі
(краплеутворюючої поверхні) і поверхневий натяг рідини. Ця залежність може
бути виражена формулою:

2* * R *
p =
g
де P - маса краплини, г
R - радіус зовнішньої окружності випускаючої трубки, см;
σ - поверхневий натяг рідин, дин / см;
g - прискорення сили тяжіння.

Про вплив поверхневого натягу рідини на масу краплі можна судити,
порівнюючи коефіцієнт поверхневого натягу води 0,0725 Н / м (72,5 дин / см) і
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
26
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

етилового спирту 0,0223 Н / м (22,3 дин / см).
Крім того, маса краплі залежить від форми отвору краплеміра, швидкості
припливу рідини до отвору (від тиску, під яким витікає рідина), ступеня спокою
краплеміра (відсутність струсу), чистоти поверхні відриву, ступеня наповнення
рідиною.
Для уніфікації маси краплі фармакопея рекомендує користуватися
стандартним краплеміром (рис.17). Останній являє собою скляну трубку з
зовнішнім діаметром у нижній частині 3 мм і внутрішнім 0,6 мм.
При користуванні стандартним краплеміром необхідно дотримувати таких
вимог: краплемір тримають у строго вертикальному положенні, краще закріпленим
у штативі, це захищає його від можливих струсів; відкраплювання з краплеміра
повинно відбуватися під впливом сили ваги без додаткового метра отвору
випускної трубки натискання; відкраплювання потрібно робити не дуже швидко і
стежити за чистотою поверхні відриву краплі. Очищають краплемір від
забруднення і жиру за допомогою хромової суміші, а потім промивають водою і
висушують.

Рисунок 12 - Стандартний краплемір

При відкраплюванні різних рідин стандартним краплеміром при температурі
20 °С виходять стандартні краплі. Температура в межах 15-20 °С практично не
впливає на величину краплі. Так, при відкраплюванні 1,0 м очищеної води
виходить 20 крапля (маса краплі 0,05 г), етилового спирту 40% - 47, етилового
спирту 95% - 65, етилового ефіру - 87 крапель.
Стандартний краплемір можна замінити піпеткою, відкаліброваною щодо
відповідної рідини. При відмірюванні рідин емпіричним краплеміром
користуються даними таблиці 2.
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
27
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Таблиця 2 - Кількість крапель в 1,0 г і в 1 мл, маса 1 краплі рідких лікарських
препаратів при 20 °С по стандартному краплеміру з відхиленням ±5%
Кількість крапель Маса 1 краплі,
Назва
в 1 г в 1 мл мг
Адонізід 35 34 29
Валідол 54 48 19
Вода очищена 20 20 50
Дигаленнео 29 31 34
Кислота хлористоводнева розвед. 20 21 50
Кордіамін 29 29 34
Лантозид 56 50 18
Олія м'яти перцевої 51 47 20
Настойка валеріани 56 51 18
Настойка беладони 46 44 22
Настойка конвалії 56 50 18
Настойка м'яти перцевої 61 52 16
Настойка полину 56 51 18
Настойка прополісу 45 35 22
Настойка собачої кропиви 56 51 18
Настойка чилібухи 56 50 18
Нашатирно-анісові краплі 58 50 17
Розчин адреналіну гідрохлориду 0,1% 25 25 40
Розчин аміаку 56 49 18
Розчин йоду спиртовий 5% 49 48 20
Розчин калію ацетату 29 29 34
Розчин нітрогліцерину 1% 65 53 15
Розчин ретинолу ацетату олійний 45 41 22
Спирт етиловий 95% 65 62 15
Спирт етиловий 90% 62 51 16
Спирт етиловий 70% 56 50 18
Спирт етиловий 40% 47 45 21
Фенол рідкий 36 38 27
Хлороформ 59 87 17
Екстракт жостеру рідкий 39 40 26
Ефір медичний 87 62 11

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
28
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

1.5.2 КАЛІБРУВАННЯ НЕСТАНДАРТНОГО КРАПЛЕМІРА
Нестандартний краплемір (піпетку) можна прокалібрувати двома способами.
1. Шляхом п'ятикратного відважування 20 крапель відповідної рідини. Для
цього ручні ваги (ВР-100) підвішують на штативі й у старований бюкс відкрапують
20 крапель рідини.
Наприклад: Середнє арифметичне п'ятикратного відважування 20 крапель
настойки собачої кропиви з каліброваної піпетки дорівнює 0,33 г. Визначають
кількість крапель настойки собачої кропиви в 1,0 г.
0,33 - 20 крапель
1,0 - x крапель
х = 20/0,33 = 67 крапель
Кількість стандартних крапель у 1,0 м настойки собачої кропиви визначають
по таблиці 6. У 1,0 м настойки собачої кропиви міститься 56 стандартних крапель.
Потім визначають співвідношення між масою стандартних і нестандартних крапель
настойки собачої кропиви, тобто знаходять коефіцієнт виправлення (КП).
56 станд. крапель - 67 нестанд. крапель
1 станд. крапля - х нестанд. крапель
х = 67/0,56 = 1,2 краплі
Для визначення кількості нестандартних крапель у 1 мл настойки собачої
кропиви користаються отриманим співвідношенням (1 станд. крапля = 1,2 нестанд.
краплі або КП=1,2).
1 мл настойки собачої кропиви по стандартному краплеміру містить 51
краплю, а по каліброваній піпетці:
1 станд. крапля - 1,2 нестанд. краплі
51 станд. крапля - х нестанд. краплі
х = 1,2 * 51 = 61 крапля
Підписують етикетку: Настойка собачої кропиви
1 станд. крапля = 1,2 нестанд. краплі
1 мл = 61 крапля
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
29
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

0,1 мл = 6 крапель
Отже, якщо в рецепті прописано 10 крапель цієї настойки, то
відкаліброваною піпеткою відміряють 10 * 1,2 = 12 крапель
Якщо в рецепті прописано 0,5 мл настойки собачої кропиви, то
відкаліброваною піпеткою відміряють 30 крапель:
0,1 мл - 6 крапель
0,5 мл - х крапель
х = 30 крапель
2. Шляхом п'ятикратного відмірювання 3 мл рідини краплями.
Наприклад: У мірний циліндр відкрапують з піпетки 3 мл рідини (настойки
собачої кропиви) і визначають кількість крапель в 1 мл. Отриманий результат
порівнюють з даними, приведеними в таблиці крапель.
Припустимо, в 1 мл настойки собачої кропиви по нестандартному краплеміру
міститься 62 нестандартні краплі, а в 1 мл цієї ж настойки по стандартному
краплеміру - 51 стандартна крапля, звідси
51 станд. крапля - 62 нестанд. крапля
1 станд. крапля - х нестанд. крапель
х = 62/51 = 1,21 краплі
Знайденим співвідношенням між стандартною і нестандартною краплями (1
станд. крапля дорівнює 1,2 нестанд. краплі) користуються, як зазначено вище.
Прокалібровану піпетку використовують для відкраплювання тільки визначеної
рідини.
Дозування краплями при прийомі лікарських препаратів досягається двома
шляхами: відпусканням рідких лікарських препаратів у флаконах-крапельницях,
які мають канавку для стікання рідини, або додаванням до склянки з лікарським
препаратом скляних піпеток.
Для дозування рідких лікарських препаратів у домашніх умовах допускається
застосування умовних мір (табл.3).

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
30
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Таблиця 3 - Місткість ложок по фармакопеях деяких держав
Країна Місткість ложки, мл
столова десертна чайна
Англія 15 8 4
Бельгія 15 10 4
Голландія 15 8 3
Україна 15 10 5
США 15 8 4
Франція 15 10 4
Швейцарія 15 10 5

Доцільно застосовувати стаканчики для прийому лікарських препаратів, що
мають градуювання на чайну, десертну і столову ложки.

1.5.3 ДОЗАТОР ПІПЕТОЧНИЙ
Принцип роботи.
Автоматичні піпеточні дозатори використовуються для дозування рідин і
працюють за принципом поршневого насосу. Вони працюють на основі
повітряного витискання рідини, переміщуючи поршень у вимірювальному
циліндрі. Рух поршня змінює обсяг повітря під ним, що призводить до дозування.
Коли наконечник дозатора занурений у рідину, збільшення обсягу між рідиною і
поршнем спричиняє потяг рідини, яка заповнює цей вільний об'єм. Таким чином,
рідина входить у наконечник дозатора, що еквівалентно обсягу, звільненому під
час руху поршня. Щоб видалити забрану рідину з дозатора, поршень рухається у
напрямку наконечника, зменшуючи обсяг повітря між рідиною і поршнем, і рідина
повністю виштовхується повітрям з наконечника. Поршень рухається за
допомогою натискання лаборанта на шток. Наявність обмежників ходу поршня
дозволяє лаборанту не контролювати рух рідини, що відрізняє автоматичні
піпеточні дозатори від звичайних шприцевих дозаторів та піпеток.
Автоматичні дозатори виготовляються із сучасних високоякісних пластиків,
стійких до хімічно активних речовин, що дозволяє користувачу працювати ними з
різноманітними рідинами, як з розчинами, так і з концентрованими рідинами.
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
31
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Переваги мікродозаторів:
• прекрасна функціональна конструкція гарантує максимально
комфортну роботу.
• легка і зручна конструкція ручки із широким захопленням знижує
необхідні зусилля при рутинному піпетуванні.
• великий дисплей цифрової індикації легко читається навіть під час
роботи.
• завдяки низькій питомій теплопровідності подвійного корпуса піпетки
коливання температури не впливають на параметри дозування.
• колірний код корпуса піпетки й наконечників дозволяє легко визначити
діапазон дозування піпетки.
• легко розбираються для повсякденного технічного обслуговування.
• дозволяють проводити калібрування в лабораторії за міжнародними
правилами GLP (“Good Laboratory Practice”) за допомогою ваг
користувача й інструкції з експлуатації.
• конус наконечника може автоклавуватися для забезпечення захисту від
інфекцій.
• відсутність гострих країв запобігають ушкодженню рукавичок.
Автоматичні піпетки з плавно регульованим об’ємів рідини також широкого
застосовуються для забору і розподілу точних об’ємів рідини (рис. 13).

Рисунок 12 - Автоматичні піпетки
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
32
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

В основі дії - переміщення повітря між поршнем і рідиною.
Використовуються змінні наконечники з поліпропілену, що використовується для
медичних цілей. Усі піпетки мають механізм для скидання наконечників.
Піпетки та дозатори працюють з діапазоном об’ємів від 0.5 мкл ло 1 мл.
Робочий об’єм відображається на цифровому індикаторі на рукоятці.

1.6 ПРАВИЛА ДОЗУВАННЯ ТВЕРДИХ, РІДКИХ ТА ГУСТИХ ЛІКАРСЬКИХ ТА
ДОПОМІЖНИХ РЕЧОВИН В УМОВАХ АПТЕКИ

1.6.1. ПРАВИЛА ЗВАЖУВАННЯ НА ТЕХНІЧНИХ І РУЧНИХ РІВНОПЛЕЧИХ ВАГАХ
Перед початком зважування необхідно перевірити, чи відповідають ваги
метрологічним вимогам щодо точності, чутливості, незмінності показань і
стійкості. Треба дотримуватися граничного і мінімального навантаження,
встановленого для ваг. Перед роботою ваги слід переглянути, протерти марлевою
серветкою, змоченою спирто-ефірною сумішшю, і переконатися, що вони
знаходяться в рівновазі у ненавантаженому стані. Якщо ваги не збалансовані, їх
можна врівноважити за допомогою регуляторів, розташованих на кінцях
коромисла. Зазвичай гирі розміщуються на лівій чашечці ваг, а зважуваний
лікарський засіб - на правій, для зручності.
Під час зважування лікарських і допоміжних речовин асистент проголошує
їх назву тричі: під час зняття з вертушки, під час відважування і після повернення
штангласа на місце. Підрахунок маси гир проводиться двічі - на початку
зважування і після закінчення.
Порошкоподібні речовини зважують безпосередньо на чашці ваг, а густі
речовини поміщають на кружок пергаментного або фільтрувального паперу
(попередньо старанно струганий). Недопустимо зважувати будь-які речовини
безпосередньо на шальці тарних ваг; для цього слід використовувати відповідну
тару, таку як флакони, банки, капсули і т. д. Для уникнення помилок не
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
33
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

рекомендується використовувати важкі предмети для тарування. Сипучі речовини
зважуються безпосередньо зі штангласа, постукуючи легко по ньому вказівним
пальцем правої руки. Речовину додають невеликими порціями, щоб уникнути
забруднення ваг нитками. Порції речовини, що додаються, зменшуються,
наближаючись до рівноваги, щоб уникнути можливого передозування порошку.
При потребі речовину можна взяти за допомогою пластмасової або целулоїдної
пластинки. Після зважування спочатку знімають гирі (і ще раз підраховують масу
гир), а потім - лікарську речовину. Після кожного зважування лікарської речовини
шийку і пробку штангласа, а також шальки ваг ретельно протирають марлевою
серветкою.
1.6.2. ПРАВИЛА ДОЗУВАННЯ ЗА ОБСЯГОМ
При відмірюванні розчинів за обсягом необхідно дотримуватися певних
правил через залежність відносної точності дозуючих приладів від температури та
інших факторів. Ось кілька рекомендацій:
1. Вимірювання проводять при температурі, при якій була проведена
калібрування дозуючих приладів.
2. Для прозорих рідин, що змочують скло, рівень дозованої рідини визначають
на рівні очей по нижньому мениску, а для пофарбованих рідин - по верхньому.
Заборонено вимірювати рідину за різницею між поділками. Дозуючий прилад має
бути використовуваний у строго вертикальному положенні, щоб уникнути
помилок, пов'язаних з паралаксом (уявний зсув рівня рідини).
3. Рідину не слід виливати занадто швидко, оскільки вона не встигає повністю
стікти зі стінок дозуючого приладу. Щоб уникнути неточностей, рекомендується
дати рідині, що залишилася на стінках, стікти протягом 2-3 секунд.
4. Важливим фактором, що впливає на точність відмірювання, є діаметр
бюретки. Точність дозування обернено пропорційна квадрату радіуса бюретки,
оскільки об'єм відмірюваної рідини (V) дорівнює:

Vрідини = r2 * x
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
34
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

де г - радіус бюретки;
х - висота стовпа рідини в бюретці.

Тому, для вимірювання невеликих кількостей рідин, рекомендується
використовувати бюретки та піпетки з малим діаметром. Обсяг мірних приладів,
які використовуються при приготуванні рідких лікарських препаратів, повинен
бути близьким до об'єму рідини, який потрібно виміряти.
5. Заборонено використовувати бюретки з пошкодженими наконечниками і
піпетки зі зламаними випускними отворами.
6. Вимірювальні прилади повинні бути ретельно промитими і очищеними від
жиру. В іншому випадку, деяка кількість розчину може залишитися на забруднених
стінках у вигляді крапель. Бюретки і піпетки слід мити за необхідністю, але не
рідше одного разу на 10 днів. Для цього їх очищують від концентратів і промивають
гарячою водою (50-60 °С) з суспензією гірчичного порошку або 3% розчином
перекису водню з 0,5% миючого засобу, після чого промивають чистою водою,
контролюючи вміст залишкових миючих засобів.
7. Обсяг рідини однакової маси може залежати від її щільності. За допомогою
простого співвідношення між масою (m), об'ємом (V) і щільністю рідини (ρ), можна
обчислити, скільки мілілітрів рідини потрібно виміряти, щоб отримати потрібну
масу.

m = ρ * V
V = m / ρ

Наприклад, у лінімент потрібно ввести за рецептом 90,0 г хлороформу. Його
щільність 1,5. Розділивши 90,0 г на 1,5, одержимо 60 мл хлороформу, які треба
відміряти.
Таким чином, на точність дозування за об'ємом впливає більша кількість
суб'єктивних факторів, ніж на дозування за масою, а тому останній є найточнішим.
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
35
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

2 ВИБІР ЕЛЕМЕНТНОЇ БАЗИ

2.1 Опис Arduino Uno Rev3/R3 та Arduino Nano V3.0
Arduino Uno Rev3 (рис. 13) - це плата, заснована на мікроконтролері
ATmega328P. Платформа має 14 цифрових пінів входу / виходу, 6 з яких можуть
використовуватися як виходи ШІМ, 6 аналогових входів, кварцовий генератор 16
МГц, роз'єм USB, силовий роз'єм, роз'єм ICSP і кнопку перезавантаження. Для
роботи необхідно підключити платформу до комп'ютера за допомогою кабелю
USB, або подати живлення за допомогою адаптера AC / DC або батареї.

Рисунок 13 – Плата Arduino Uno Rev3/R3

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
36
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Arduino Uno Rev3 - це плата, заснована на мікроконтролері ATmega328P.
Платформа має 14 цифрових пінів входу / виходу, 6 з яких можуть
використовуватися як виходи ШІМ, 6 аналогових входів, кварцовий генератор 16
МГц, роз'єм USB, силовий роз'єм, роз'єм ICSP і кнопку перезавантаження. Для
роботи необхідно підключити платформу до комп'ютера за допомогою кабелю
USB, або подати живлення за допомогою адаптера AC / DC або батареї.
На відміну від всіх попередніх плат Ардуіно, Uno в якості перетворювача
інтерфейсів USB-UART використовує мікроконтролер ATmega16U2 (ATmega8U2
до версії R2) замість мікросхеми FTDI. На китайських варіантах використовується
перетворювач інтерфейсів USB-UART CH340G [23].
На платі Arduino Uno версії R2 для спрощення процесу оновлення прошивки
доданий резистор, що підтягує до землі лінію HWB мікроконтролера 8U2.
Зміни на платі версії R3 перераховані нижче:
• Розпінування 1.0: додані виходи SDA і SCL (біля виведення AREF), а також
два нових виходи, розташовані біля виходу RESET. Перший - IOREF -
дозволяє платам розширення підлаштовуватися під робочу напругу Ардуіно.
Даний вихід передбачений для сумісності плат розширення як з 5 В По-
Ардуіно на базі мікроконтролерів AVR, так і з 3.3 В-платами Arduino Due.
Другий вихід ні до чого не приєднаний і зарезервований для майбутніх цілей.
• Покращена стійкість ланцюга скидання.
• Мікроконтролер ATmega8U2 замінений на ATmega16U2.
Опис елементів плати зображено на рис.14.
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
37
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Рисунок 14 – Елементи плати Arduino Uno Rev3/R3

• USB Plug - роз'єм для підключення пристроїв USB;
• Analog Reference Pin - для визначення опірної напруги АЦП;
• Digital Ground - земля;
• Digital I / O Pins (2-13) - цифрові виходи;
• Serial OUT (TX) - пін передачі даних по UART;
• Serial IN (RX) - пін прийому даних по UART;
• Reset Button - кнопка перезавантаження мікроконтролера;
• In-Circuit Serial Programmer (ISCP) - через ці контакти можна
перепрограмувати плату;
• ATmega328P Microcontroller - власне сам чіп Ардуіно, він же мікроконтролер,
процесор, мозок і т.д .;
• Analog In Pins (0-5) - аналогові входи;
• Voltage In - вхід використовується для подачі живлення від зовнішнього
джерела;
• Ground Pins - земля;
• 5 Volt Power Pin - живлення 5 В;
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
38
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

• 3 Volt Power Pin - живлення 3.3 В;
• Reset Pin - вхід для перезавантаження;
• External Power Supply - роз'єм для підключення зовнішнього джерела
живлення.
Опис пінів
Піни Ардуіно використовуються для підключення зовнішніх пристроїв і
можуть працювати як в режимі входу, так і в режимі виходу. Кожен вихід має
навантажувальний резистор (за замовчуванням відключений) 20-50 кОм і може
пропускати до 40 мА.
Деякі виходи мають особливі функції:
• Піни 0 і 1 - контакти UART (RХ і TX відповідно).
• Піни c 10 по 13 - контакти SPI (SS, MOSI, MISO і SCK відповідно)
• Піни A4 і A5 - контакти I2C (SDA і SCL відповідно).
Піни з номерами від 0 до 13 є цифровими. Це означає, що ви можете
зчитувати і подавати на них тільки два види сигналів: HIGH і LOW. За допомогою
ШІМ також можна використовувати цифрові порти для управління потужністю
підключених пристроїв [20].

Таблиця 4 – Цифрові піни
Пін Адресація Спеціальне призначення ШІМ

0 0 RX

1 1 TX

2 2 Вхід для переривань
3 3 Вхід для переривань ШІМ

4 4

5 5 ШІМ

6 6 ШІМ

7 7

8 8
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
39
Змн. Лист № докум. Підпис Дата
Продовження таблиці 4

9 9 ШІМ
10 10 SPI(SS) ШІМ
11 11 SPI(MOSI) ШІМ

12 12 SPI(MISO)

13 13 SPI(SCK) До виходу також приєднаний
вбудований світлодіод (є в більшості плат
Arduino)

Аналогові Піни Arduino Uno Rev3 призначені для підключення аналогових
пристроїв і є входами для вбудованого аналого-цифрового перетворювача (АЦП),
який в Ардуіно уно десяти розрядний.

Таблиця 5 – Аналогові піни
Пін Адресація Спеціальне призначення

A0 A0 або 14

A1 A1 або 15

A2 A2 або 16

A3 A3 або 17
A4 A4 або 18 I2C (SCA)
A5 A5 або 19 I2C (SCL)

Додаткові піни на платі та живлення
AREF - видає опірну напруги для вбудованого АЦП. Може управлятися
функцією analogReference ().
RESET - Низький рівень сигналу на виводі перезавантажує мікроконтролер.
Зазвичай застосовується для підключення кнопки перезавантаження на платі
розширення, що закриває доступ до кнопки на самій платі Arduino.
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
40
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Плати Arduino Uno R3 може отримувати живлення через підключення USB
або від зовнішнього джерела живлення. Джерело живлення вибирається
автоматично.
Живити плату можна наступними способами:
• від зовнішнього адаптера - рекомендований напруга від 7 до 12 В. При
використанні напруги вище 12 В регулятор напруги може перегрітися і
пошкодити плату. При напрузі живлення нижче 7 В, висновок 5V може
видавати менше 5 В, що призведе до нестабільної роботи плати;
• від USB-порту комп'ютера;
• подача 5 В безпосередньо на пін 5V. В цьому випадку обходиться стороною
вхідний стабілізатор і навіть найменше перевищення напруги може привести
до проблем із виробом [20].
Виходи живлення:
• 5V - на цей пін Ардуіно подає 5 В, його можна використовувати для
живлення зовнішніх пристроїв;
• 3.3V - на цей пін від внутрішнього стабілізатора подається напруга 3.3 В;
• GND - висновок землі;
• VIN - пін для подачі зовнішнього напруги;
• IREF - пін для інформування зовнішніх пристроїв про робочій напрузі плати.
Опис Arduino Nano V3.0

Рисунок 15 – Плата Arduino Nano V3.0

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
41
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Платформа Arduino Nano (укр. Ардуіно Нано) - відкрита і компактна
платформа з сімейства Arduino, побудована на мікроконтролері ATmega328, має
невеликі розміри та може бути використана в компактних пристроях.
Arduino Nano - це зменшений аналог Arduino Uno, відрізняється
формфактором плати, яка в 2-2.5 рази менше (19 x 43 мм), ніж Arduino Uno (53 х 69
мм), у відсутності силового роз'єму постійного струму і роботі через кабель Mini-
B USB. Платформа Nano має контакти у вигляді пінів, тому її легко встановлювати
на макетну плату.
На платі використовується чіп FTDI FT232RL для USB-Serial перетворення і
застосовується mini-USB кабель для зв'язку з Ардуіно замість стандартного. Зв'язок
з різними пристроями забезпечують UART, I2C і SPI інтерфейси [20].
Опис елементів плати зображено на рис.16.

Рисунок 16 – Елементи плати Arduino Nano V3.0

• USB Jack - роз'єм USB Mini-B для підключення пристроїв USB;
• Analog Reference Pin - для визначення опорного напруги АЦП;
• Ground - земля;
• Digital Pins (2-13) - цифрові виходи;
• TXD - пін передачі даних по UART;
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
42
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

• RXD - пін прийому даних по UART;
• Reset Button - кнопка перезавантаження мікроконтролера;
• ISCP (In-Circuit Serial Programmer) - контакти для перепрограмування плати;
• Microcontroller ATmega328P - мікроконтролер - головний елемент на платі;
• Analog Input Pins (A0-A7) - аналогові входи;
• Vin - вхід використовується для подачі живлення від зовнішнього джерела;
• Ground Pins - земля;
• 5 Volt Power Pin - живлення 5 В;
• 3 Volt Power Pin - живлення 3.3 В;
• RST - вхід для перезавантаження;
• SMD Crystal - кварцовий резонатор (жарг. «Кварц») - прилад, в якому
п'єзоелектричний ефект і явище механічного резонансу використовуються
для побудови високодобротного резонансного елементу електронної схеми;
• TX LED (White) - світлодіод - індикатор відправлення даних по UART;
• RX LED (Red) - світлодіод - індикатор прийому даних по UART;
• Power LED (Blue) - світлодіод - індикатор живлення;
• Pin 13 LED (Wellow) - підключений світлодіод до 13-му піну [20].
Опис пінів та живлення
Кожен з 14 цифрових виходів Nano, використовуючи функції pinMode (),
digitalWrite (), і digitalRead (), можна налаштовувати як вхід або вихід. Виходи
працюють при напрузі 5 В. Кожен вихід має навантажувальний резистор 20-50 кОм
і може пропускати до 40 мА. Деякі виходи мають особливі функції:
• Послідовна шина: 0 (RX) і 1 (TX). Виходи використовуються для отримання
(RX) і передачі (TX) даних TTL. Дані виходи підключені до відповідних
виходів мікросхеми послідовної шини FTDI USB-to-TTL.
• Зовнішнє переривання: 2 і 3. Дані виходи можуть бути налаштовані на виклик
переривання або на молодшому значенні, або на передньому чи задньому
фронті, або при зміні значення. Детальна інформація знаходиться в описі
функції attachInterrupt ().
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
43
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

• ШІМ: 3, 5, 6, 9, 10, і 11. Будь-який з виходів забезпечує ШІМ з роздільною
здатністю 8 біт за допомогою функції analogWrite ().
• SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). За допомогою даних виходів
здійснюється зв'язок SPI, яка, хоча і підтримується апаратною частиною, не
включена в мову Arduino.
• LED: 13. Вбудований світлодіод, підключений до цифрового виходу 13.
Якщо значення на виході має високий потенціал, то світлодіод горить.
На платформі Nano встановлені 8 аналогових входів, кожен дозволом 10 біт
(тобто може приймати 1024 різних значення). Стандартно висновки мають діапазон
вимірювання до 5 В, щодо землі, проте є можливість змінити верхню межу за
допомогою функції analogReference (). Деякі виходи мають додаткові функції:
I2C: A4 (SDA) і A5 (SCL). За допомогою висновків здійснюється зв'язок I2C
(TWI). Для створення використовується бібліотека Wire.
Додаткова пара виходів платформи:
AREF. Опорна напруга для аналогових входів. Використовується з функцією
analogReference ().
Reset. Низький рівень сигналу на виводі перезавантажує мікроконтролер.
Зазвичай застосовується для підключення кнопки перезавантаження на платі
розширення, що закриває доступ до кнопки на самій платі Arduino.
Arduino Nano може отримувати живлення через підключення Mini-B USB,
або від нерегульованого 6-20 В (вихід 30), або регульованого 5 В (вихід 27),
зовнішнього джерела живлення. Автоматично вибирається джерело з найвищою
напругою.
Мікросхема FTDI FT232RL (або CH340G) отримує живлення, тільки якщо
сама платформа запитана від USB. Таким чином при роботі від зовнішнього
джерела (НЕ USB), буде відсутня напруга 3.3 В, що генерується мікросхемою FTDI
FT232RL (або CH340G), при цьому світлодіоди RX і TX блимають тільки при
наявності сигналу високого рівня на виходах 0 і 1 [20].
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
44
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

В результаті було вирішено що для цього проекту краще підходить плата
Arduino Nano V3.0, так як на ній встановлений мікроконтролер ATmega328 і він
має майже всі функції, що і Arduino Uno Rev3/R3, до того ж розміри Arduino Nano
V3.0 менші що дає переваги в мобільності.
Для побудови пристрою доцільно взяти плату Arduino Nano, це дозволить
зменшити габаритні розміри.

2.2 Вибір клавіатури

Для введення інформації з організованої клавіатури для Arduino створено ряд
пристроїв, для побудови дазатора потрібно використовувати клавіатуру з 16
кнопками.
Існує кілька варіантів таких клавіатур.
Сенсорна 16-ти кнопкова клавіатура TTP229
Модуль сенсорної 16-кнопкової клавіатури на TTP229 призначений для
побудови систем введення даних і призначений для заміни традиційних кнопкових
і мембранних клавіатур. Наднизьке споживання струму дозволяє рекомендувати
клавіатуру для портативних пристроїв з автономним живленням.

Рисунок 17 - Сенсорна 16-ти кнопкова клавіатура TTP229
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
45
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Характеристики:
• Побудований на мікросхемі TTP229 - 16-канальному датчику сенсорного
введення
• Вбудований індикатор живлення
• Робоча напруга: від 2.4В до 5.5В
• Програмований режим виведення, режиму сканування клавіатури, часу
натискання і утримання натискання кнопки, переходу в режим економії
енергії.
• Розміри плати: 49.3 мм x64.5 мм
Недоліками таких клавіатур є складна реалізація, необхідність використання
додаткових бібліотек.

16-ти кнопкова мембранна клавіатура
16-кнопочна мембранна клавіатура 4х4. 10 цифр, 4 букви, * і #.
Зручна недорога клавіатура для введення буквено-циферних даних. Чудово
підходить для підключення до Arduino-подібних плат, мала вага, зручний форм-
фактор.

Рисунок 18 - 16-кнопочна мембранна клавіатура 4х4

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
46
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Характеристики:
• Розмір клавіатури: 77 x 70 x 0.8мм
• Довжина шлейфу: 86мм
• Маса: 10гр
• Роз'єм: 8 пінів (мама), крок 2.54mm
• Максимальна напруга: 35В, 100мА
• Опір ізоляції: 100МОм, 100В
• Діелектрична стійкість: 250VRms (50-60Гц, 1хв)
• Брязкіт контактів: <= 5мсек
• Час життя: 1 мільйон натискань
• Робоча температура: від 0 до +70 градусів Цельсія
• Допустима вологість: 90% -95%
Перевагою даної клавіатури є максимально проста конструкція і висока
надійність. Дана клавіатура використана для реалізації моделі.

2.3 LCD 1602 символьний дисплей 16x2

LCD QC1602A дисплей для підключення до Arduino. Має два рядки по 16
символів в кожній. Працює зі стандартною бібліотекою LiquidCrystal з поставки
Arduino IDE.

Рисунок 19 - LCD 1602 символьний дісплей 16x2 з припаяним i2c модулем
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
47
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Характеристики:
• Розміри 80 x 36 мм
• Робоча температура 0 ~ 50 ° C
• Підсвітка блакитна
• Колір символів білий
• Розмір символу 4.35 x 2.95мм
• Формат 16 x 2
• Розміри точки 0.5 x 0.5мм
• Інтерфейс HD44780
• Видима область 64.5 x 13.8мм
• Живлення 5В
Для роботи через інтерфейс i2c комплектується спеціальним модулем.

2.4 Драйвер крокового двигуна

Загальні відомості про драйвер A4988
Модуль виконаний на мікросхемі A4988 фірми Allegro, яка може працювати
з вихідною напругою до 35 В зі струмом до 1 А на котушку без радіатора і до 2 А з
радіатором (додатковим охолодженням). Для керування кроковим двигуном,
необхідно всього два керівні контакти: один використовується для керування
кроками, другий для керування обертанням двигуна (рис. 20).

Рисунок 20 – Схема підкключення драйвера A4988
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
48
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Технічні параметри
Напруга живлення: від 8 до 35 В
Встановлення кроку: 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16
Напруга логіки: 3 В або 5.5 В
Захист від перегріву: Є
Максимальний струм на фазу: 1 А без радіатора, 2 А з радіатором.
Габарити модуля: 20 мм х 15 мм х 10 мм
Габарити радіатора: 9 мм х 5 мм х 9 мм

Драйвер дає змогу використовувати п'ять варіантів кроку, 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16.
Розташування виводів драйвера A4988:
На драйвері A4988 розташовано 16 контактів:
► EN - увімкнення і вимкнення модуля (0 - увімкнений, 5 В - вимкнений).
► MS1, MS2 і MS3 - вибір режиму мікрокроку (дивіться таблицю нижче).
► RST - скидання драйвера.
► SLP - вивід увімкнення сплячого режиму, якщо підтягнути його до
низького стану, драйвер перейде в сплячий режим.
► STEP - керуючий вивід, за кожного позитивного імпульсу двигун робить
крок (залежно від налаштування мікрокроку), що швидші імпульси, то швидше
обертатиметься двигун.
► DIR - керуючий вивід, якщо подати +5 В двигун буде обертатися за
годинниковою стрілкою, а якщо подати 0 В проти годинникової стрілки.
► VMOT & GND - живлення крокового двигуна двигуна від 8 до 35 В
(обов'язкова наявність конденсатора на 100 мкФ).
► 2B, 2A, 1B, і 1A - підключення обмоток двигуна.
► VDD & GND - живлення внутрішньої логіки від 3 В до 5,5 В.
Якщо не планується використання виводу RST, необхідно під'єднати його до
виводу SLP, щоб підтягти його до живлення, у такий спосіб увімкнути драйвер.
Налаштування мікрокроку
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
49
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Драйвер A4988 може працювати в мікрокроковому режимі, тобто може
подавати живлення на котушки з проміжними рівнями. Наприклад, якщо взяти
двигун NEMA17 з кроком 1.8 або 200 обертів, у режимі 1/4, двигун видаватиме 800
кроків за оберт.
Дня налаштування мікрокроків, драйвер A4988 має три виходи, а саме MS1,
MS2 і MS3. Встановивши відповідні логічні рівні для цих виводів, можна вибрати
режим мікрокроку.
Виводи MS1, MS2 та MS3 у мікросхемі A4988 підтягнуті резистором до
землі, тому, якщо не підключати їх, двигун працюватиме в режимі повного кроку.
Система охолодження A4988
Під час інтенсивної роботи мікросхеми A4988 починає сильно грітися і якщо
температура перевищить граничні значення, може згоріти. За документацією
A4988 може працювати зі струмом до 2 А на котушку, але на практиці мікросхема
не гріється, якщо струм не перевищує 1 А на котушку. Тому якщо струм вищий за
1 А необхідно встановлювати радіатор охолодження, який йде в комплекті.
Налаштування струму A4988
Перед використанням мотора потрібно зробити невелике налаштування,
необхідно обмежити максимальну величину струму, що протікає через котушки
крокового двигуна, і обмежити його перевищення номінального струму двигуна,
регулювання здійснюється за допомогою невеликого потенціометра.

2.5 Кроковий двигун

Кроковий двигун типорозміру NEMA17 JK42HS40-1704 (рис. 21), струм на
обмотку 1.7А. Як правило використовується в 3D принтерах, екструдерах і
невеликих ЧПУ верстатах.

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
50
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Рисунок 21 - Кроковий двигун типорозміру NEMA17 JK42HS40-1704

Розпіновка буває двох варіантів, в залежності від партії. Варіант 1: червоний
A +, зелений A-, жовтий B +, синій B-. Варіант 2: зелений А +, чорний А-, синій В
+, червоний В-.

Характеристики:
• модель: JK42HS40-1704
• кут повороту за один крок: 1.8 º
• діаметр вала: 5 мм
• довжина вала: 24мм
• довжина мотора: 40 мм
• струм на обмотку: 1.7А
• напруга: 5 - 24В
• опір обмотки: 1.65 Ом
• індуктивність обмотки: 3.2 мГн
• крутний момент утримання: 4 кг / см
• кількість контактів на роз'ємі: 4
• довжина дроту: 50 см
• маса: 280 г

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
51
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

3 ОПИС РОБОТИ ТА ЕМУЛЯЦІЇ ПРИСТРОЮ
3.1 Опис процесу керування дозатором
Керування пристроєм виконується за наступними вказівками:
D - калібрування, натиснення 2 секунди для входу, для пуску/зупинки #
A - введення маси, натиснення 2 секунди для входу, доступно, коли не
виконується калібрування або обрахунок.
Введення маси відбувається автоматично, після запиту потрібно ввести 4
цифри, які автоматично будуть перетворені в формат ХХХ.Х (максимум 3 цілих
розряди і 1 десятковий) старші розряди які не порібні заповнюються нулями,
наприклад, для введення значення 23.5 порібно ввести 0235, якщо дробова частина
не порібна вводиться нуль (для введення значення 7 - ввести 0070).
В - збільшення швидкості.
С - зменшення швидкості.
Червона кнопка - зупинка циклу (при роботі і калібруванні).
Зелена кнопка - запуск роботи, можливий лише при наявності значення
калібрування на крок.
Для А4988 можливе живлення 8-35 вольт, в фізичній схемі рекомендується
використовувати не більше 12В, або використовувати полільник напруги для
живлення Arduino.
3.2 Опис роботи модулів програмного забезпечення дозатора
Перед початком роботи пограми відбувається підключення бібліотеки для
роботи з екраном через I2C та підключення бібліотеки для роботи з постійною
пам'яттю EEPROM
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <EEPROM.h>

Після цього виконується задавання імен константам
#define I2C_ADDR 0x27 - адреса пристрою I2C
#define LCD_COLUMNS 16 - кількість стовбців на екрані
#define LCD_LINES 2 - кількість рядків на екрані
#define PIN_STEP 3 - контакт який буде подавати сигнали кроків на драйвер крокового
двигуна
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
52
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

#define PIN_DIR 2 - контакт яким можна керувати напрямком руху крокового двигуна
(через драйвер)
Константи для адрес в постійній пам'яті:
#define eeprom_mass 0 - остання маса
#define eeprom_mps 4 - останній результат калібрування
#define eeprom_speed 9 - останнє значення швидкості

Створення об'єкту екрану з вказанням адреси, стовбців і рядків
LiquidCrystal_I2C lcd_1(I2C_ADDR, LCD_COLUMNS, LCD_LINES);

Емуляція енергонезалежної пам'яті (для роботи в емуляторі)
int emul_SPEED=1;
float emul_mass=400;
float emul_mps=1;

Задавання змінних підрахунку часу, блокування повторного вводу,
збереження маси при калібуванні, збереження маси перекачування за крок,
швидкості.
unsigned long t=0;
bool f=0;
float mass=0;
float mps;
int SPEED=5;

Для роботи з клавіатурою задаються масиви пінів рядків і стовбців.
int rows[]={11,10,9,8};
int cols[]={7,6,5,4};

Задається масив відповідностей кодів натиснутих кнопок
char simbols[][2]=
{
{1,0x1}, {2,0x2},
{3,0x3}, {4,0xa},
{5,0x4}, {6,0x5},
{7,0x6}, {8,0xb},
{9,0x7}, {10,0x8},
{11,0x9}, {12,0xc},
{13,0xe}, {14,0x0},
{15,0xf}, {16,0xd}
};

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
53
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Задається масив значень затримок для крокового двигуна
int sp[]={0,300,250,200,150,100,50}; //

Стандартна функція для встановлення початкових значень та ініціалізацій.
Виконується призначення пінів для роботи з клавіатурою 4х4, ініціалізація
дисплею, зчитування з постійної пам'яті збереженої інформації, призначення пінів
для роботи з кроковим двигуном, ініціалізація кнопок Старт/Стоп, виведення
початкового екрану.
void setup()
{
pinMode(4, INPUT);
pinMode(5, INPUT);
pinMode(6, INPUT);
pinMode(7, INPUT);
pinMode(8, OUTPUT);
pinMode(9, OUTPUT);
pinMode(10, OUTPUT);
pinMode(11, OUTPUT);
lcd_1.init();
//EEPROM.get(eeprom_mass, mass);
mass=emul_mass;
int tSPEED;
//EEPROM.get(eeprom_speed, tSPEED);
SPEED=emul_SPEED;
//if (tSPEED>0 && tSPEED<6) SPEED=tSPEED;
//EEPROM.get(eeprom_mps, mps);
mps=emul_mps;
pinMode(PIN_STEP, OUTPUT);
pinMode(PIN_DIR, OUTPUT);
digitalWrite(PIN_STEP, 1);
digitalWrite(PIN_DIR, 0);
pinMode(12, INPUT_PULLUP);
pinMode(13, INPUT_PULLUP);
first_screen();
}
Основний цикл роботи програми
void loop()
{
При натисненні D викликається функція калібрування
if (readkey()==16)
{
calibrate ();
}
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
54
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

При натисненні А викликається функція для введення маси
if (readkey()==4)
{
enter_mass();
}

При натисненні С швидкість зменшується і виводиться на екран.
if (readkey()==12)
{
if (SPEED < 6)
{
SPEED++;
lcd_1.setCursor(0, 1);
lcd_1.print("Speed "+ String(SPEED)+ " rpm ");
}
}

При натисненні В швидкість більшується і виводиться на екран.
if (readkey()==8)
{
if (SPEED > 1)
{
SPEED--;
lcd_1.setCursor(0, 1);
lcd_1.print("Speed "+ String(SPEED)+ " rpm ");
}
}

При натисненні зеленої кнопки Старт, обраховується необхідна кількість
кроків за результатом калібрування і введеною масою, виконується дозування.
if (digitalRead(12)==0)
{
int steps= mass/mps;
float dose=0;
bool stop=0;
lcd_1.setCursor(0, 0);
lcd_1.print("Dosing process..");
digitalWrite(PIN_DIR, HIGH);
for (int i=1; i<=steps; i++)
{
if (readkey()==12)
{
if (SPEED < 5) SPEED++;
}
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
55
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

if (readkey()==8)
{
if (SPEED > 1) SPEED--;
}
digitalWrite(PIN_STEP, HIGH);
delay(1);
digitalWrite(PIN_STEP, LOW);
delay(sp[SPEED]-43);

lcd_1.setCursor(0, 1);
dose+=mps;
lcd_1.print(String(dose, 1)+" g ");

При натисненні Стоп відбувається зупинка циклу і відображення головного
екрану
if (digitalRead(13)==0)
{
stop=1;
break;
}
}
if (stop==1) first_screen();

Якщо примусової зупинки не відбулося вивід повідомлення про завершення
else
{
lcd_1.setCursor(0, 0);
lcd_1.print("Complete ");
delay(2000);
first_screen();
EEPROM.put(eeprom_speed, SPEED);
}
}
}

Функція, що повертає значення натиснутої кнопки, приймає значення
обчисленого коду ключа та повернення значення, що прив'язане до ключа.
int FindKey(unsigned int keyCode){
for(int i=0;i<16;i++){
if(simbols[i][0]==keyCode){
return simbols[i][1];
}
}
return 'n';
}
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
56
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Функція калібрування рахує кількість кроків в процесі дозування, після чого
запитує введення кількості відміряної речовини, діленням кількості речовини на
кількість кроків отримується значення кількості речовини за один крок, що
дозволяє виконати дозування заданої кількості речовини
void calibrate ()
{
t=millis();
bool perm=0;
while (readkey_no_wait()==16)
{
if ((millis()-t)>2000)
{
perm=1;
break;
}
}
if (perm==1)
{
lcd_1.setCursor(0, 0);
lcd_1.print("Calibration ");
lcd_1.setCursor(0, 1);
lcd_1.print("to start press #");
int i;
while(1)
{
bool on=0;
if (readkey_no_wait()!=15) continue;
if (readkey()==15 && on==0)
{
on=1;
digitalWrite(PIN_DIR, HIGH);
for (i=1; i<=10000; i++)
{
digitalWrite(PIN_STEP, HIGH);
delay(1);
digitalWrite(PIN_STEP, LOW);
delay(7);
lcd_1.setCursor(12, 0);
lcd_1.print(i);
lcd_1.setCursor(0, 1);
lcd_1.print("to stop press # ");
if (digitalRead(13)==0)
{
first_screen();
return;
}
if (readkey()==15 && on==1)
{
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
57
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

break;
}
}
}
if (on==1) break;
}
lcd_1.setCursor(0, 0);
lcd_1.print("Enter mass ");
lcd_1.setCursor(0, 1);
lcd_1.print(" press #");
mass=enter_num(); цифр
lcd_1.setCursor(0, 0);
lcd_1.print("pres * to edit");
while(1)
{
bool s=0;
switch (readkey_no_wait())
{
case 13:
delay(500);
lcd_1.setCursor(0, 1);
lcd_1.print(" press #");
mass=enter_num();
break;
case 15:
s=1;
break;
}

lcd_1.setCursor(0, 1);
lcd_1.print(mass, 1);
if (s==1)
{
first_screen();
break;
}
}
mps=mass/i;
lcd_1.setCursor(0, 0);
lcd_1.print(" ");
lcd_1.setCursor(0, 1);
lcd_1.print("Complete ");
EEPROM.put(eeprom_mps, mps);
EEPROM.put(eeprom_mass, mass);
EEPROM.put(eeprom_speed, SPEED);
delay(2000);
}
first_screen();
return;
}

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
58
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Функція зчитування номеру натиснутої кнопки виконує виявлення
пересічення стовпця і рядка де натиснута кнопка, при цьому функція не допускає
повторного ввдення однакових символів раніше ніж через 0.2 секунди.
int readkey()
{
int c;
for(int i=0;i<4;i++){
digitalWrite(rows[i], HIGH);
for(int j=0;j<4;j++){
if((digitalRead(cols[j])==HIGH) && f==0){
c=(4*i+j)+1;
t=millis();
f=1;
break;
}
}
digitalWrite(rows[i], LOW);
}
if (((millis()-t) < 200) && f==1)
{
delay(10);
}
else f=0;
return c;
}

Функція зчитування номеру натиснутої кнопки виконує виявлення
пересічення стовпця і рядка де натиснута кнопка, контроль одноразового
натиснення кнопки відсутній, застосовується коли необхідно обрахувати
тривалість натиснення на кнопку.
int readkey_no_wait()
{
int c;
for(int i=0;i<4;i++){
digitalWrite(rows[i], HIGH);
for(int j=0;j<4;j++){
if((digitalRead(cols[j])==HIGH)){
c=(4*i+j)+1;
break;
}
}
digitalWrite(rows[i], LOW);
}
return c;
}
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
59
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Функція введення цифрової інформації з претворенням введених цифр в
число формату ХХХ.Х для можливості виконання над ним арифметичних
операцій.
float enter_num()
{
float m=0;
int a [4]={0,0,0,0};
int l=0;
while (1)
{
for(int i=0;i<4;i++){
digitalWrite(rows[i], HIGH);
for(int j=0;j<4;j++){
if((digitalRead(cols[j])==HIGH) && f==0){
if(FindKey(4*i+j+1)<0xa)
{
a[l]=FindKey(4*i+j+1);
lcd_1.setCursor(l, 1);
lcd_1.print(String(a[l]));
l++;
}
if (l>3)
{
break;
}
t=millis();
f=1;
break;
}
}
digitalWrite(rows[i], LOW);
}
if (((millis()-t) < 200) && f==1)
{
delay(10);
}
else f=0;
if (l>3)
{
break;
}
}
m=(a[0]*100)+(a[1]*10)+(a[2])+(a[3]*0.1);
return m;
}

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
60
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Функція для введення маси
void enter_mass()
{
t=millis();
bool perm=0;
while (readkey_no_wait()==4)
{
if ((millis()-t)>2000)
{
perm=1;
break;
}
}
if (perm==1)
{
lcd_1.setCursor(0, 0);
lcd_1.print("Enter mass ");
lcd_1.setCursor(0, 1);
lcd_1.print("000.0 ");
delay(1000);
float tmass=enter_num();
lcd_1.setCursor(0, 0);
lcd_1.print("Complete! ");
lcd_1.setCursor(0, 1);
lcd_1.print(tmass, 1);
delay(2000);
if (tmass!=mass)
{
mass=tmass;
EEPROM.put(eeprom_mass, mass);
}
}
first_screen();
return;
}

Функція виведення початкового екрану
void first_screen()
{
lcd_1.setCursor(0, 0);
lcd_1.print("Mass "+ String(mass, 1) + "g ");
lcd_1.setCursor(0, 1);
lcd_1.print("Speed "+ String(SPEED)+ " rpm ");
return;
}

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
61
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

3.3 Емуляція роботи системи точного дозування на кроковому двигуні
Емуляція роботи системи точного дозування на кроковому двигуні виконана
в емуляторі Wokwi. Зібрану схему для емуляції зображено на рис. 22.
Під час емуляції роботи пристрою перевірено роботу функцій системи
точного дозування на кроковому двигуні.
Перевірка функції калібрування показала, що програма виконує підрахунок
відміряної кількості речовини за один крок двигуна, зберігає це значення і може
використовувати його для відмірювання необхідної кількості речовини.
Перевірено функцію введення даних, підтверджено, що введені з клавіатури
числа коректно обробляються програмою і можуть використовуватись для
цільових обрахунків.
Перевірено функцію дозування, підтверджено, що дозування виконується з
відповідною кітькістю кроків, яка залежить від введеної маси яку необхідно
відміряти і кількості дозованої речовини за крок.
Перевірено роботу системи виведення інформації, підтверджено коретність
даних, що виводяться. Перевірено і підтверджено зручність і зрозумілість виедених
даних.
Перевірка роботи крокового двигуна з дравером показала відповідність
виконаних кроків заданим у програмі значенням.
Функції роботи з постійною пам’яттю не викликали помилок на етапі
компіляції, але перевірка корекності їх роботи доступна лише на фізичній моделі.
Потрібно вказати на особливість процесу покрокового виведення інформації.
Вона полягає в виведенні інформації на LCD дисплей по інтерфейсу І2С, через
низьку швидкість обміну даними через даний інтерфейс, максимально можлива
швидкість обертів двигуна дорівнює шести обертам на хвилину. Якщо відмовитись
від виведення інформації після кожного кроку двигуна, можна досягти швидкості
у вісім обертів за секунду.

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
62
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

Рисунок 22 - Схема для емуляції роботи системи точного дозування на кроковому
двигуні

На основі емуляції підтверджено можливість реалізації системи точного
дозування на кроковому двигуні.

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
63
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

ВИСНОВКИ
В роботі проведено аналіз пристроїв для дозування і принципів їх роботи.
Виявлено, що точне дозування має критичне значення при приготуванні ліків в
аптеках.
Обрано елементну базу , яка включає в себе плату Arduino Nano V3.0, модуль
з герконовим датчком, LCD QC1602A дисплей, мембранну клавіатуру 4х4, драйвер
крокового двигуна A4988, кроковий двигун типорозміру NEMA17 JK42HS40-1704.
Запропоновано опис роботи та емуляції пристрою, що включає в себе опис
процесу керування дозатором, опис роботи модулів програмного забезпечення
дозатора. Наведено результати емуляції запропонованих рішень, що доводить
можливість реалізації системи точного дозування на кроковому двигуні.

Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
64
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Бондаренко В.А. Система дозування корму для акваріума на мікроконтролері,
кваліфікаційна робота бакалавра, 2019, 60 с.
2. Барало О.В., Самойленко П.Г., Гранат С.Є., Ковальов В.О. Автоматизація
технологічних процесів і системи автоматичного керування. Навчальний
посібник. Київ. «Аграрна освіта». 2010. 557 с. [Електронний ресурс]. – Режим
доступу: https://www.kyrator.com.ua/index.php
3. Хоровіц, П.А. Мистецтво схемотехніки-1. К .: Світ, 1999.
4. Григор'єв А. С. Порівняння характеристик приводів обертового руху для систем
автоматизації і керування. / А. С. Григор'єв, О. М. Павловський. // Погляд у
майбутнє приладобудування. – 2019. – №1. – С. 7–9.
5. Сервоприводи [Електронний ресурс]. – 2017. – Режим доступу до ресурсу:
Автоматизированный электропривод портального подъемника [Электронный
ресурс]. – Режим доступа: URL:
http://elib.spbstu.ru/dl/2/6620.pdf/download/6620.pdf?lang=en (24.05.2017).
6. Григор'єв А. С. Розробка стенду для дослідження характеристик приводів і
систем автоматизації і керування. / А. С. Григор'єв, П. С. Мироненко. //
Ефективність та Автоматизація інженерних рішень. – 2020. – №1. – С. 22–24.
7. Карнюшин Л. В. Области существования оптимального управления
электроприводами / Л. В. Карнюшин, В. Д. Пышкало, А. И. Рогачев. – Киев:
Техника, 1972. – 3-4 с. – (Техника).
8. Сервоприводы Ардуино SG90, MG995, MG996: схема подключения и
управление [Електронний ресурс]. – 2019. – Режим доступу до ресурсу:
https://arduino.ua/motor-dvigatel-privod/se rvoprivody-arduino-sg90-mg995-shema-
podklyuchenie-upravlenie/.
9. Grover R. Competition-Based Approach for Undergraduate Mechatronics Education
Using the Arduino Platform / International Conference of Teaching. Assessment and
Learning. – Bangkok : Chulalongkorn University, 2014. – P. 78–83.
Лист
65 ЧДТУ 232301.001 ПЗ
65
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

10. STM32F407VE [Електронний ресурс]. – 2022. – Режим доступу до ресурсу:
https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32f407ve.html
11. Datasheet 74HC4067 [Електронний ресурс]. – 2015. – Режим доступу до ресурсу:
https://www.mini-tech.com.ua/download/datasheet/chips/74HC_HCT4067.pdf
12. Datasheet MG996 [Електронний ресурс]. – 2022. – Режим доступу до ресурсу:
https://arduino.ua/prod272-servoprivod-mg996r-15-kg
13. Datasheet MG90S [Електронний ресурс]. – 2022. – Режим доступу до ресурсу:
https://www.electronicoscaldas.com/datasheet/MG90S_Tower-Pro.pdf
14. Datasheet MPU-6000 and MPU-6050 Product Specification Revision 3.4
[Електронний ресурс]. – 2013. – Режим доступу до ресурсу:
https://invensense.tdk.com/wp-content/uploads/2015/02/MPU-6000-Datasheet1.pdf
15. Памірський О. Є. Розробка засобів енергоефективного частотного керування
електроприводом вентилятора. Всеукраїнська науково-практична конференція
студентів, магістрантів і молодих дослідників з міжнародною участю «Молодий
науковець ХХІ століття». Кривий Ріг. 2019. С. 357-361.
16. Глинський Я. М., Анохін В.Є., Ряжська В.А. C++ і C++ Builder: Навчальний
посібник 5-те вид. – Львів: СПД Глинський, 2011. – 192 с.
17. DRV8825 модуль контролер крокової двигуна [Електронний ресурс]. – 2022. –
Режим доступу до ресурсу: https://3v3.com.ua/index.php?productID=7537
18. Драйвер шагового двигателя A4988 [Електронний ресурс]. – 2022. – Режим
доступу до ресурсу: https://www.mini-tech.com.ua/drayver-shagovogo-dvigatelya-
a4988
19. Datasheet A4988 [Електронний ресурс]. – 2022. – Режим доступу до ресурсу:
https://www.pololu.com/file/download/a4988_DMOS_microstepping_driver_with_t
ranslator.pdf?file_id=0J450
20. Довідкова інформація Arduino [Электронный ресурс]. – Режим доступу :
https://www.arduino.cc
Лист
ЧДТУ 232301.001 ПЗ
66
Змн. Лист № докум. Підпис Дата

ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets