TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ MÔ
Khái niệm về mô
Cơ thể người và động vật là một hệ thống nhất, toàn vẹn, có thể chia thành nhiều mức độ tổ chức khác nhau, với mức độ lớn nhất là cơ thể rồi đến hệ thống cơ quan.
Hình 1.1: Các mức độ tổ chức
Trong đó, tế bào là đơn vị sống cơ bản về cấu tạo và chức năng của mọi cơ thể sống Tuy nhiên, cơ thể đa bào hiếm khi chỉ có một tế bào đơn độc thực hiện một chức năng nào đó, mà thường là một tập hợp tế bào (cùng chứa trong chất gian bào) cùng nhau thực hiện một chức năng, đó chính là mô.
Vậy mô là một tập hợp gồm các tế bào chuyên hóa có cấu tạo giống nhau,đảm nhận chức năng nhất định.
Quá trình xử lý
Hình 1.2: Quá trình xử lý mẫu mô
Chú ý: các quá trình tiến hành các khâu kỹ thuật phải hết sức thận trọng trong từng chi tiết, người thực hiện phải thật kéo tay, tỉ mỉ trong mọi thao tác Vì chỉ cần một thao tác nhỏ cũng ảnh hưởng đến chất lượng bệnh phẩm dẫn đến các kết luận không chính xác từ bác sĩ cũng như tính mạng của bệnh nhân sẽ bị ảnh hưởng.
Cơ quan Mô Tế bào Phân tử
Phẫu tích mẫu bệnh phẩm.
Làm đông cứng lại bởi một khối sáp (parafin)
Sử dụng máy cắt vi thể microtom e để tiến hành cắt thành lát mỏng.
Nhuộm mô và quan sát dưới kinh hiển vi.
Chi tiết các quá trình xử lý mẫu mô:
Bước 1: Phân tích mẫu bệnh phẩm
Vấn đề này không đơn giản, ngay cả trong những trường hợp tổn thương có thể quan sát bằng mắt thường Còn đối với các cơ quan nội tạng vấn đề còn phức tạp hơn nhiều, vì lấy đúng được mô đã khó mà lấy đúng chỗ cơ quan tổn thương còn khó hơn Muốn lấy đúng cần phải biết rõ giải phẫu học, nếu tổn thương chưa rõ ràng nên lấy nhiều chỗ, bệnh phẩm nghi ngờ ta phải lưu lại.
Ví dụ: Sinh thiết cổ tử cung cần lấy ít nhất 4 chỗ mới phát hiện một ca ung thư cổ tử cung, sinh thiết dạ dày qua nội soi cũng cần phải lấy nhiều mảnh.
Bước 2: Cố định bệnh phẩm
Bệnh phẩm sau khi lấy cần phải được cố định ngay bằng một chất cố định là dung dịch formol, cồn, bonin… Còn đối với mô xương thì phải cố định bằng dung dịch acid formic.
Một chất cố định tốt phải đạt được những yêu cầu sau:
- Chống đươc sự nhiễm trùng.
- Ngấm nhanh vào tổ chức giết nhanh tế bào.
- Không làm cho tổ chức tế bào và những thành phần của chúng bị méo mó biến dạng.
- Không hòa tan những chất cần tìm.
Bước 3: Khử nước bệnh phẩm Để loại bỏ bớt các thành phần nước có trong mô, nguyên liệu chủ yếu là cồn, tiếp đến là xylen. Đối với mẫu mô sinh thiết nhỏ, kích thước 0,5 – 2 cm, cứ một thể tích mẫu mô cần 20 lần thể tích chất khử nước. Đối với mẫu mô từ 1mm- 5 mm, cứ một thể tích mẫu mô cần 5 – 10 lần thể tích chất khử nước.
Thời gian khử nước tùy thuộc vào nồng độ dung dịch hóa chất, độ dày mỏng của bệnh phẩm, đòi hỏi người kỹ thuật viên phải điều chỉnh cho hợp lý.
Vùi mô (đúc trong paraffin)
Sau khi loại bỏ các thành phần nước trong mô, thì vùi mô là phương pháp để lấp đày các khoảng trống trong mô, mà nước đã thải ra Nguyên liệu chủ yếu ở công đoạn này là paraffin. Ở công đoạn này ta phải sử dụng paraffin tốt có mật độ thích hợp, đặc chắc thuần nhất, nóng chảy đều Điểm nóng chảy của paraffin nằm trong khoảng từ 47-650C Ở khoa giải phẫu bệnh thường dùng là 580C.
Paraffin có thể ngấm vào trong tổ chức mô và loại bỏ xylen dể dàng ở trong trạng thái lỏng Vì thế ở công đoạn này paraffin phải được hâm nóng thường xuyên nhưng không quá 600C.
Máy vi thể là một dụng cụ cơ học có khả năng cắt những mảnh mô thành những mảnh thật mỏng, đều nhau, thông thường mô được cắt mỏng từ 3 –
6 micromet Khi cắt mỏng người kỹ thuật viên phải thận trọng, dàn vào nước ấm ở nhiệt độ 500C để cho mảnh cắt không có nếp gấp, nếp nhăn.
Hiện nay có rất nhiều phương pháp nhuộm cơ bản, nhưng thông dụng nhất là phương pháp nhuộm Hematocxylin- Eosin.
Những nguyên nhân sai lầm thường gặp:
- Tiêu bản dơ và không bắt màu.
- Tiêu bản có nhiều vết cặn lẫn lộn.
- Tiêu bản mờ, có nhiều bọt khí.
- Đọc và phân tích kết quả Để giúp các bác sĩ có thể chẩn đoán bệnh một cách chính xác, người kỹ thuật viên cần phải nhuộm đẹp Đây là một trong những khâu quan trọng nhất, việc nhuộm các mẫu mô có mục đích chính là để quan sát các tế bào và tổ chức tế bào, giúp các nhà Giải phẫu bệnh đưa ra kết quả chính xác nhất.
Quá trình xử lý mô
Trong mô chứa hơn 70% là nước, yêu cầu là khối mô có thể cắt thành
Nếu đông lạnh khối mô lại như những hình thức đông lạnh bình thường thì hình dạng mô cũng như tế bào sẽ bị thay đổi, do vậy phải cần đến máy xử lý mô.
Chức năng của máy xử lý mô là làm mô không còn nước và đông cứng lại bởi một khối paraffin mà giữ nguyên cấu trúc mô.
Máy được điều khiển tự động bằng hệ thống vi điều khiển Trục giữ lồng chứa mẫu sẽ đưa mẫu đến lần lượt các lọ chứa các hóa chất khác nhau với thời gian cụ thể do người kỹ thuật viên điều chỉnh Hệ thống cũng được trang bị thiết bị gia nhiệt và giữ nhiệt cho các lọ chứa paraffin để giữ cho các lọ này luôn nằm trong khoảng 58~60 0 C Vì ở nhiệt độ này sẽ không làm phá hủy mô.
Quy trình xử lý mô ở phòng thí nghiệm: khử nước → làm trong mô → Ngấm paraffin.
Hình 1.3: Quy trình xử lý mô diễn ra trong máy
Khử nước: Công đoạn này mô được đưa vào các lọ cồn (alcool) có nồng độ tăng dần đến 99% có tác dụng đẩy nước ra khỏi mô một cách từ từ giúp các thành phần trong mô không bị thay đổi đột ngột và giữ nguyên được cấu trúc. Cồn cũng hoà tan được formalin nên cuối quá trình này chỉ còn mô và cồn.
Trong phòng thí nghiệm này sử dụng 6 lọ cồn trên máy xử lý mô, mỗi lọ ngâm khoảng 1 giờ.
Làm trong mô: Ứng dụng lý hoá, cồn tan được trong xylen hoặc toluen,nên mẫu mô tiếp tục được đưa vào các lọ toluen hoặc xylen để cồn được đẩy ra từ từ Mỗi lọ ngâm khoảng 1 giờ Lúc này mô được làm trong suốt do tác dụng của tofluen, xylen.
Lưu ý: Formalin, toluen, xylen là những chất có thể gây ung thư nên khi thao thác phải mang khẩu trang, phòng thí nghiệm phải có hệ thống lọc khí than hoạt tính hoặc hệ thống xử lý khí Trung hoà hoàn toàn toluen (xylen) và ngấm dần vào trong mô Mẫu cũng được ngâm khoảng 1 giờ cho mỗi mẫu mô Mẫu mô sau cùng chỉ gồm mô và paraffin, tạo thành 1 khối đặc, vẫn giữ nguyên cấu trúc như ban đầu Thông thường 1 quy trình chuẩn trong bệnh viện có thể mất khoảng
Ngấm paraffin: Mẫu mô đã được khử nước và làm trong suốt sẽ được đưa vào 2 lọ chứa paraffin Paraffin ở nhiệt độ phòng tồn tại dạng rắn, khi được nung nóng với nhiệt độ khoảng 58-60 0 C thì tan chảy Dựa vào tính chất paraffin hoà tan được trong toluen hoặc xylen, paraffin dần trung hoà hoàn toàn toluen (xylen) và ngấm dần vào trong mô Mẫu cũng được ngâm khoảng 1 giờ cho mỗi mẫu mô.Mẫu mô sau cùng chỉ gồm mô và paraffin, tạo thành 1 khối đặc, vẫn giữ nguyên cấu trúc như ban đầu Thông thường 1 quy trình chuẩn trong bệnh viện có thể mất khoảng 24 giờ.
Các dòng máy xử lý mô có trên thị trường hiện nay
Hình 1.4: Máy xử lý mô tự động, do hãng Leica sản xuất, xuất xứ từ Đức
Máy xử lý mô bệnh phẩm xoay tròn Leica TP1020 của hãng Leica Biosystems.
Hình 1.5: Máy xử lý mô Leica TP1020.
Máy dùng để xử lý bệnh phẩm tại các khoa giải phẫu bệnh Máy có công suất xử lý tới 100 cassettes bệnh phẩm một lần chạy Máy xử lý mô xoay tròn TP1020 là hệ thống xử lý mô hoàn toàn tự động với thiết kế nhỏ gọn, kết hợp kết cấu cơ khí chính xác Máy có công suất 100 mẫu TP 1020 bảo vệ mẫu bệnh phẩm được an toàn trong tất cả các bước xử lý, đồng thời vẫn đảm bảo sự thẩm thấu của các hóa chất vào bên trong mẫu mô.
Máy xử lý mô bệnh phẩm xoay tròn Leica TP1020 hoạt động theo nguyên tắc xoay tròn đưa lồng chứa mẫu lần lượt đến từng lọ đựng dung dịch Ở đó, mẫu được xử lý trong các lọ dung dịch để khử nước, làm trong mô và ngấm paraffin.
Hình 1.6: Lồng chứa mẫu của máy Leica TP1020.
Thiết kế đặt trên mặt bàn, loại khay xoay có 12 trạm xử lý, 10 bể chứa dung môi và 2 bể chứa paraffin.
Máy xử lý mô TPC 15 duo/trio hãng Medite của Đức Máy được thiết kế với hệ thống điều khiển đưa các lồng chứa mẫu tới chính xác từng vị trí chứa dụng dịch Máy có khả năng xử lý khối lượng mẫu lớn với hệ thống chức năng hiển thị được thiết kế trực quan, dễ sử dụng.
Hình 1.7: Máy xử lý mô TPC 15.
Hình 1.8: Lồng chứa mẫu của máy xử lý mô TPC 15.
Máy xử lý mô RTPH 360 của hãng TPS là một trong những dòng máy xử lý mô hiện đại nhất hiện nay Máy tối ưu hóa quy trình xử lý mô với công nghệ điều khiển độ chính xác cao rút ngắn thời gian xử lý, cho kết quả xử lý tối ưu nhất.
Hình 1.9: Máy xử mô RTP/RTPH-360.
Máy được thiết kế thành một khối tổng thể với bảng điều khiển và màn hình hiển thị trên cùng Trung tâm đặt khay chính chứa mẫu cần xử lý nằm ngay thân máy Các khối chứa và van điều khiển bơm dung dịch ngay phía bên dưới.Máy cho công suất tối đa lên tới 100 mẫu trên một lần xử lý và cho kết quả chỉ trong vài giờ.
Hình 1.10: Đặt các mẫu vào khay chứa mẫu trung tâm.
Hình 1.11: Đặt khay chứa các mẫu vào trong buồng xử lý. Ở các loại máy xử lý mẫu truyền thống trước đó, việc xử lý mô dựa trên nguyên lý sử dụng lực ly tâm để rút ngắn thời gian dung dịch ngấm đều vào trong mẫu Ở đây, máy xử lý mô RTH 360 của hãng TPS sử dụng hệ thống sóng âm.Việc sử dụng sóng âm làm cho mẫu được bảo tồn về cấu trúc tốt hơn, ít bị tổn thương hư hại do quá trình xoay lồng chứa.
Hình 1.12: Bảng điều khiển hiển thị giai đoạn quy trình bơm và xả dung dịch xử lý
Màn hình hiển thị trạng thái hoạt động giúp cho kỹ thuật viên có thể nắm bắt và kiểm soát trực tiếp Đồng thời máy xử lý mô RTH 360 của hãng TPS còn có cổng kết nối internet giúp kỹ thuật viên có thể quản lý từ xa.
Hình 1.13: Hệ thống van bơm dung dịch từ các lọ dung dịch lên khay trung tâm.
GIỚI THIỆU VỀ MÁY XỬ LÝ MÔ HISTOSTAR – THERMO SCIENTIFIC
Giới thiệu
HistoStar là một hệ thống vùi mô có thiết kế gọn nhẹ, kỹ thuật chính xác, bao gồm hai modules điều khiển nhiệt độ.
Hình 2.1: Máy xử lý mô Histostar – Thermo Scientific
Phần vùi mô bao gồm khoang chứa khuôn, bể chứa sáp, bể chứa mô, bộ phận phân phối sáp và bộ phận cắt gọt sáp.
HistoStar cũng có thể được sử dụng với kẹp nhiệt hoặc kẹp nguội Nhiệt độ của các yếu tố khác nhau được điều chỉnh thông qua giao diện màn hình LCD gắn trên thiết bị Đèn LED được gắn trong thiết bị dùng để chiếu sáng khu vực làm việc chính Phần làm lạnh bao gồm khay điều hòa nhiệt độ kết nối với phần vùi mô hoặc sử dụng độc lập. Đặc tính kỹ thuật
Máy được thiết kế đồng bộ, điều khiển bằng bộ vi xử lý, thao tác qua màn hình cảm ứng Hiển thị các thông số của máy trên màn hình cảm ứng, cho phép điều khiển nhanh chóng và chính xác Phần phí trước máy tiếp xúc với người sử đụng được làm bằng vật liệu cách nhiệt với đường viền cong tránh bị nóng khi sử dụng thiết bị.Ánh sáng soi buồng đúc LED có khả năng điều chỉnh được cường độ sang với 5 mức khac nhau.
Máy có bộ phận cắt gọt sáp thừa Paratrimmer, bộ phận loại sáp thừaParatrimmer được gắn trực tiếp vào chỗ làm việc.
Máy có chế độ tiết kiệm năng lượng, phù hợp với nhu cầu làm việc.
Máy phù hợp với bất kỳ kích thước mẫu nào, ngay cả các cassette loại super.
HistoStar được thiết kế với khả năng tương thích với hầu hết các loại mẫu cassettes mô và khuôn đúc, bao gồm cả Super Mega Cassettes và SecureSette.
Ngoài ra thiết bị còn tương thích với hầu hết các loại sáp nhuộm mô.
- Màn hình cảm ứng có thể điều chỉnh được 5 mức độ tương phản.
- Có 10 vị trí hâm nóng forceps có thể điều chỉnh được 5 mức gia nhiệt
- Có 01 vị trí gắn forceps điện có thể điều chỉnh được 5 mức gia nhiệt
- Chiếu sáng khu vực vùi mô bằng đèn LED điều chỉnh được 5 mức độ sáng khác nhau, thời gian chiếu sáng có thể cài đặt được
- Có bộ phận cắt gọt paraffin: để loại bỏ paraffin thừa trong quá trình vùi mô
- Buồng đun paraffin sức chứa: 5 lít
- Khu vực lưu trữ khuôn đúc chứa được 300 cái có gia nhiệt
- Khu vực lưu trữ mẫu có gia nhiệt
- Vòi rót paraffin sáp có gia nhiệt có thể điều chỉnh được lưu lượng
- Điểm làm lạnh nhanh với nhiệt độ 5 o C
- Có thể lập trình hẹn thời gian tự động tắt mở trong một ngày làm việc và trong một tuần làm việc.
- Chể độ tiết kiệm điện năng “Stanby”, thiết bị sẽ tự động tắt bàn làm lạnh, điểm làm lạnh nhanh và khu vực vùi mô
- Có 02 van thoát sáp thừa để loại bỏ paraffin khi không sử dụng
- Khả năng chứa khuôn đúc trên mâm lạnh: 72 khuôn đúc.
- Kích thước khu vực làm lạnh khoảng: 430 x 600 x 410mm
Hình 2.2: Module làm nóng – mặt trước
1- Nắp bể sáp7- Điểm lạnh
2- Ngăn chứa khuôn8- Cần phân phối
3- Bể chứa mô9- Bộ phận điều khiển dòng phân phối sáp 4- Khay đựng nắp cassettes10- Kẹp giữ khối/Nắp
5- Ngăn đựng sáp thừa11- Bộ phận cắt sáp
6- Điểm nóng12- Màn hình điều khiển
Hình 2.3: Module làm nóng – Mặt sau
13- Cổng kết nối công tắc bàn đạp16- Công tắc nguồn
14- Bộ đếm thời gian phiến làm lạnh17- Bộ nối nguồn
19- Nút điều chỉnh vị trí của cần phân phối21-Van bể chứa nước rỉ mô 20- Bộ kết nối kẹp gia nhiệt22- Ống xả nước rỉ mô
Bảng 2.1 Đặc điểm kỹ thuật vật lý của Module làm nóng Đặc điểm kỹ thuật vật lý
Chiều cao (đóng nắp) 430mm
Chiều cao (mở nắp) 670mm
Trọng lượng (không có sáp) 25kg
Trọng lượng (có sáp) 35kg
Bảng 2.2 Đặc điểm kỹ thuật điện của Module làm nóng Đặt điểm kỹ thuật điện Điện áp 100-120V ~/ 220-240V
Bảng 2.3 Đặc điểm kỹ thuật môi trường của Module làm nóng Đặc điểm kỹ thuật môi trường
Nhiệt độ (hoạt động giới hạn) +5°C đến +40°C (+41°F to +104°F) Nhiệt độ (thao tác được đề nghị) +17°C đến +27°C (+63°F to +80°F)
Nhiệt độ (vận tải/ lưu trữ)
-25°C đế +55°C (-13°F đến +131°F) Độ ẩm tương đối Max 80% RH đến 30°C Độ cao Lên tới 2000m
Mức độ ô nhiễm 2 Điện áp quá mức II
- Điều khiển nhiệt độ thông qua module vùi mô bởi một cáp nối hoặc có thể hoạt động độc lập
- Nhiệt độ có thể cài đặt được: – 12 o C tới – 3 o C
- Sức chứa tối đa: 72 khuôn đúc
- Kích thước bàn làm lạnh: 430 x 600 x 410 mm (W, D, H)
23- Phiến làm lạnh28- Bộ nố nguồn
24- Công tắc điều khiển hẹn giờ29- Rating plate
25- Bộ đếm thời gian phiến làm lạnh30- Nhãn số seri
26- Cầu chì31- Nhãn đông lạnh
* Chú ý về sử dụng màn hình điều khiển:
- Tránh sử dụng vật sắc nhọn để nhấn nút trên màn hình
- Dùng tay sạch để sử dụng, hoặc có thể dùng bút stylus, đầu tẩy của bút chì.
Di chuyển các mục trong list các lệnh
Tăng hoặc giảm giá trị và di chuyển đến các lệnh
Chuyển sang chế độ tạm nghỉDùng để vô hiệu hóa chức năng hẹn giờ
Bảng 2.4 Đặc điểm kỹ thuật vật lý của Module làm lạnh Đặc điểm kỹ thuật vật lý
Bảng 2.5 Đặc điểm kỹ thuật điện của Module làm lạnh Đặt điểm kỹ thuật điện Điện áp 100-120V ~/ 220-240V
Bảng 2.6 Đặc điểm kỹ thuật môi trường của Module làm lạnh Đặc điểm kỹ thuật môi trường
Nhiệt độ (hoạt động giới hạn) +5°C đến +40°C (+41°F đến +104°F) Nhiệt độ (thao tác được đề nghị) +17°C đến +27°C (+63°F đến +80°F)
Nhiệt độ (vận tải/ lưu trữ)
-25°C đến +55°C (-13°F đến +131°F) Độ ẩm tương đối Max 80% RH đến 30°C Độ cao Lên tới 2000m
Mức độ ô nhiễm 2 Điện áp quá mức II
Nguyên lý hoạt động
Trong quá trình xử lý mô bệnh học, mẫu sau khi được lấy từ bệnh nhân sẽ đưa vào kẹp mẫu để tiến hành kẹp giữ cố định mẫu Ở đây kẹp mẫu có tác dụng giữ cho hình dạng của mẫu không bị biến dạng do va đập trong quá trình xoay lồng đựng mẫu, giữ cho cấu trúc tế bào không bị biến dạng.
Mẫu mô sau khi đã được cố định trong kẹp mẫu sẽ được đem đặt vào vị trí các giá của lồng chứa mẫu:
Hình 2.7: Cố định các kẹp mẫu vào lồng chứa mẫu.
Tách nước khỏi mô: đưa lồng vào các lọ chứa cồn lần lượt 90%, 90%, 95%, 95%, 99%, 99% Cồn ngấm vào trong mô đẩy nước ra theo cơ chế thẩm thấu và khuếch tán Ban đầu, cồn di chuyển vào trong mô và đẩy 1 phần nước ra theo cơ chế khuếch tán từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao đến khi bão hòa Sau đó, nước tiếp tục bị đẩy ra ngoài màng tế bào theo cơ chế thẩm thấu từ khu vực có nồng độ chất tan thấp hơn đến nên có nông độ chất tan cao hơn nhờ vào việc lần lượt tăng dần nồng độ cồn qua các lọ xử lý
Làm trong mô: đưa lồng chứa mẫu vào các lọ chứa toluene.
Hình 2.8: Làm trong mô bằng toluene.
Dựa vào tính chất hóa học của toluen là ít hòa tan trong nước, độ hòa tan trong nước của nó ở 160 o C là 0.047g/100ml, còn ở 150 o C là 0.04g/100ml Toluen là dung môi hòa tan rất tốt chất béo, dầu, nhựa thông, photpho, lưu huỳnh và iot. Ngoài ra nó có thể hòa tan hoàn toàn với một số dung môi hữu cơ như rượu, ete, xeton.
Nhờ đó mà toluen hòa tan mỡ trong mô làm cho mô trong hơn, đồng thời hòa tan được trong cồn nên toluen từ từ ngấm vào mô và đẩy cồn ra ngoài.
Ngấm paraffin: dựa vào tính chất hóa lý của paraffin là không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong ete, benzen và một số este.
Khi được đun nóng chảy, paraffin dần trung hoà hoàn toàn toluen (xylen) và ngấm dần vào trong mô
Hình 2.9: Mô đã được ngấm paraffin và làm nguội.
Kỹ thuật vùi Parafin
Cố định mới chỉ giết chết tế bào và giữ cho các thành phần của chúng đựơc bất động ở trạng thái tĩnh Nếu đem cắt ngay thành các lát cắt mỏng, mối liên quan giữa các tế bào cũng như cấu trúc mô bị biến đổi, thậm chí đảo lộn do tác động cơ học Giải quyết vấn đề này cần có một chất làm nền cho bệnh phẩm, có tác dụng như một khuôn giữ vững bệnh phẩm, đồng thời thâm nhập được vào bên trong tế bào, giữ cho các tế bào yên vị khi cắt mảnh Đây chính là nguyên lý của vùi bệnh phẩm Chất vùi bệnh phẩm phải đạt các yêu cầu sau: mềm, dễ ngấm, dễ cắt, nhiệt độ nóng chảy thấp, dễ loại bỏ Parafin là chất thỏa mãn tất cả các yêu cầu trên Hiện có nhiều loại parafin với các điểm nóng chảy khác nhau nhưng loại phù hợp nhất với kỹ thuật mô bệnh học là loại có độ nóng chảy từ 56-
58 độ Nếu nhiệt độ nóng chảy cao sẽ phải chỉnh nhiệt độ của tủ parafin lên cao, do vậy, làm bệnh phẩm quá chín sẽ khó cắt và bắt thuốc nhuộm tồi Người ta còn cho thêm vào parafin một số chất phụ gia để tăng chất lượng của nó như: histoplast, paraplast.
- Người thực hiện: Kỹ thuật viên giải phẫu bệnh – tế bào bệnh học: 02 người
+ Tủ parafin có nhiệt độ từ 56-58 độ.
+ Các khay, hộp thép không rỉ đựng parafin.
+ Găng tay, khẩu trang, kính bảo vệ mắt và quần áo bảo hộ.
+ Vòi nước chảy, các dụng cụ và thuốc tẩy trùng để làm sạch dụng cụ.-Bệnh phẩm: Do các khoa/ phòng lâm sàng gửi tới, đã được pha thành các mảnh và đã cố định đủ thời gian.
+ Có đầy đủ thông tin về Người bệnh (họ tên, tuổi, giới, địa chỉ, điện thoại), khoa phòng yêu cầu xét nghiệm.
+ Có ghi đầy đủ chẩn đoán lâm sàng, bao gồm các triệu chứng lâm sàng, các kết quả cận lâm sàng khác, phương pháp lấy bệnh phẩm, vị trí, số lượng bệnh phẩm.
+ Có ghi rõ yêu cầu xét nghiệm, tên bác sĩ yêu cầu xét nghiệm.
+ Ghi ngày giờ lấy bệnh phẩm, ngày giờ chuyển đến khoa giải phẫu bệnh– tế bào bệnh học, có hay không có cố định bệnh phẩm sơ bộ, loại dung dịch cố định.
+ Có phần mô tả đại thể, số lượng bệnh phẩm lấy xét nghiệm, vùng lấy bệnh phẩm, loại mô xét nghiệm.
- Bệnh phẩm đã pha và cố định từ 4-12 giờ.
+ Cồn 100 độ (I), Cồn 100 độ (II), Cồn 100 độ (III)
+ Toluen (I), Toluen (II), Toluen (III)
+ Parafin (I), Parafin (II), Parafin (III)
+ Parafin không tan trong nước nên không thể ngấm vào bệnh phẩm nếu còn nước Chất để khử nước trong bệnh phẩm hay dùng nhất là cồn etylic.
+ Lượng cồn để khử nước gấp 10 lần thể tích bệnh phẩm với 4 lần ngâm. + Thời gian khử nước 4 giờ cho mỗi nồng độ cồn.
Tẩm dung môi trung gian khử Parafin (khử cồn).
+ Ngâm bệnh phẩm trong toluen hoặc xylen 180 phút.
+ Chuyển bệnh phẩm qua 2-3 lần parafin.
+ Thời gian chuyển trong parafin khoảng 180 phút
Bệnh phẩm ngấm đều parafin trong, bóng để chuẩn bị cho quá trình đúc khối parafin.
Những sai sót và hướng sử chí
Vùi không đúng quy cách, bệnh phẩm ngấm parafin không đều, khi cắt sẽ gây rách mô.
Kỹ thuật đúc khối Parafin
2.4.1 Nguyên lý của kỹ thuật đúc khối Parafin Đúc khối là làm cho parafin ở xung quanh cũng như ở bên trong bệnh phẩm đặc lại thành một khối thuần nhất Để đạt được điều này, người ta dùng những khuôn bằng kim loại để dẫn nhiệt và nước lạnh có đá Đúc bệnh phẩm phải thao tác nhanh sao cho nhiệt độ của parafin và bệnh phẩm không chênh lệch nhiều Nếu nhiệt độ parafin hay bệnh phẩm quá chênh lệch, sẽ tạo ra một viền trắng quanh bệnh phẩm, khi khối parafin nguội hay khi cắt, bệnh phẩm có thể bật ra khỏi khối Mặt khác, bệnh phẩm phải được đặt đúng hướng để các mảnh cắt có đầy đủ các thành phần của mô cần khảo sát.
- Người thực hiện: Kỹ thuật viên giải phẫu bệnh – tế bào bệnh học: 02 người.
+ Tủ parafin có nhiệt độ từ 56-58 độ.
+ Các khay, hộp thép không rỉ đựng parafin.
+ Khuôn nhựa ghi mã Người bệnh hoặc giấy ghi mã Người bệnh bằng bút chì mềm.
+ Dụng cụ làm lạnh (khay đá hoặc bàn làm lạnh bằng điện)
+ Khuôn đúc kim loại bằng thép không rỉ.
+ Găng tay, khẩu trang, kính bảo vệ mắt và quần áo bảo hộ.
+ Vòi nước chảy, các dụng cụ và thuốc tẩy trùng để làm sạch dụng cụ.
- Bệnh phẩm: Bệnh phẩm đã được pha, được cố định và vùi trong parafin đúng quy cách.
2.4.3 Các bước tiến hành đúc khối Parafin
+ Đặt khuôn bằng kim loại trên mặt phẳng, rót parafin nóng chảy vào khuôn hoặc đặt khuôn dưới vòi rót parafin (nếu đúc bằng máy), rót parafin vào khuôn.
+ Đặt bệnh phẩm vào khuôn theo mặt phẳng đúng yêu cầu (bệnh phẩm sát mặt đáy, định hướng đúng chiều bệnh phẩm) Gắn khuôn nhựa lên trên.
+ Để nguội và dỡ khuôn hoặc chuyển sang bàn làm lạnh.
Lưu ý: Người ta chọn mặt phẳng cắt là mặt đáy Với các bệnh phẩm quá nhỏ, có thể dùng kính lúp để nhặt và đặt bệnh phẩm hoặc nhuộm bệnh phẩm với eosin 1% cho dễ nhận biết.
+ Khối parafin sau đúc phải đạt độ cứng đồng đều, không có viền trắng quanh bệnh phẩm, không có các khoảng trống giữa bệnh phẩm và parafin.
+ Bệnh phẩm đặt đúng chiều.
+ Mặt diện cắt phẳng đều, không hở bệnh phẩm.
2.4.5 Những sai sót và hướng xử trí
- Nếu có viền trắng quanh bệnh phẩm, phải tiến hành đúc lại.
- Bệnh phẩm đặt không phẳng, không đúng chiều: phải để tan paraffin và đặt lại bệnh phẩm, đúc lại.
QUY TRÌNH LẮP ĐẶT VÀ BẢO TRÌ MÁY XỬ LÝ MÔ
Lắp đặt máy xử lý mô Histostar-Thermo Scientific
Loại bỏ nắp thùng đựng thiết bị và đặt nắp hộp thiết bị sang bên cạnh của hộp đựng thiết bị.
Hình 3.1: Mở hộp thiết bị đúng cách.
Tách riêng các Module làm lạnh ra khỏi thiết bằng cách xử lý các chốt trong thiết bị.
Chú ý: Tránh để các vật có trọng lượng lớn hơn 20kg lên thiết bị làm lạnh. Khi di chuyển thiết bị yêu cầu không được cầm trực tiết vào máy mà cầm ở vỏ ngoài máy như hình dưới đây
Hình 3.3: Cách di chuyển thiết bị đúng cách.
Nhấp Module nhúng lên bằng các tay cầm trong vỏ hộp
Hình 3.4: Nhấc Module nhúng lên.
Chú ý: Không đặt các vật có khối lượng lơn hơn hoặc bằng 25kg lênModule nhúng điều đó gây ra hỏng hóc thiết bị
Lắp đặt thiết bị. Đặt các khay mô, kẹp khối và khay đựng chất thải vào các vị trí như hình dưới đây.
Hình 3.5 Đặt các phụ kiện vào thiết bị. Đặt nắp đậy trên mô trên trên khay chứa mô như hình dưới đây.
Hình 3.6: Đậy nắp trên khay chứa mô.
Nghiêng vỏ mặt sau về phía sau và trượt cạnh nâng lên ở phía sau bên dưới cạnh dưới của bộ phận cắt sáp Điều này cho phép các cạnh nâng lên hoạt động như một ngăn kéo, ngăn không cho nắp bị vô tình kéo quá xa về phía trước.
Hình 3.7: Đậy nắp khay chứa mô
Kết nối máy với nguồn điện
+ Đảm bảo rằng các Module đã kết nối với nguồn điện và điện áp phù hợp với thông số điện áp của máy.
+ Cắm đầu dân dẫy vào đầu nguồn nuôi của máy.
Hình 3.8: Kết nối với nguồn điện.
- Kiểm tra xem giắc cắm kết nối đã chắc chắn không bị lỏng giắc.
- Kiểm tra nguồn điện đã được bật hay chưa.
- Kết nối bộ phận điều khiển hẹn giờ của thiết bị.
- Kết nối Module làm lạnh với Module nhúng với nhau, để ta có thể hẹn giờ được thiết bị.
- Lắp một đầu của bộ điều khiển hẹn giờ vào đầu nối thiết bị thời gian của Module làm lạnh.
Hình 3.9: Cách kết nối đúng. Đảm bảo dây dẫn điều khiển hẹn giờ được lắp theo đúng hướng như minh họa.
Chuyển công tắc hẹn giờ sang vị trí “Timer”.
Hình 3.10: Công tắc hẹn giờ. Điểm điểm đặt thiết bị
Khi quyết định địa điểm đặt thiết bị chú ý các điều kiện sau đây.
Hình 3.11: Vị trí đặt thiết bị.
- Đặt mặt sau của thiết bị cách tường 100mm.
- Các lỗ thông hơi mặt sau của thiết bị không bị cản trở.
- Kê thiết bị lên khoảng 10mm để các lỗ thông hơi ở mặt dưới thiết bị không bị cản trở.
- Nên có khoảng trống 75mm ở hai bên của thiết bị.
- Cạnh trước của thiết bị phải ngang bằng với bàn làm việc.
- Thiết bị phải đặt chỗ có nguồn điện phù hợp với thiết bị.
- Bàn đặt thiết bị phải làm bằng vật liệu chắc chắn.
- Đặt máy ở nơi tránh tiếp xúc mới ánh sang mặt trời. Đổ sáp vào thiết bị. Để đổ sáp vào bồn chứa sáp vào thiết bị ta làm như sau:
- Mở nắp thùng chứa sáp để cho phép đổ sáp vào thiết bị.
Hình 3.12: Mở nắp bồn chứa sáp.
Sử dụng cốc thủy tinh hay thiết bị thích hợp để đổ sáp nóng vào bình chứa sáp trong thiết bị.
Hình 3.13: Đổ sáp vào bồn chứa.
Sau khi đổ sáp ta đóng nắp thùng chứa sáp lại.
Hình 3.14: Đóng nắp bồn chứa sáp. Điều chỉnh cần gạp và điều chỉnh dòng chảy của sáp.
+ Nới lỏng vị trí của cần gạt ta xoay từ phải qua trái như hình dưới.
Hình 3.15: Vị trí xoay cần gạt.
Tuyệt đối không được tháo núm của cần gạt. Điều chỉnh tốc độ dòng chảy của sáp.
+ Để điều chỉnh tốc độ dòng chảy của sáp, ta xoay núm như hình dưới.
Hình 3.16: Chiều xoay cần gạt.
- Quay núm điều chỉnh ngược chiều kim đồng hồ sẽ làm tăng dòng chảy của sáp và ngược lại quay núm thuật chiều kim đồng hồ sẽ làm giảm dòng chảy của sáp.
Những cài đặt hệ thống này là:
- Cài đặt màn hình hiển thị và âm thanh.
- Cài đặt thiết bị chiếu sáng.
Những cài đặt này được cài đặt trên màn hình hiển thị của thiết bị.
Cài đặt thời gian. Để cài đặt thời gian ta bấm nút ‘Timer’ trên Menu chính.
Nhấn nút ‘Set timer/Date’ trên Timer Menu.
Hình 3.20: Menu cài đặt thời gian.
Sau khi thiết lập thời gian màn hình sẽ xuất hiện hình ảnh sau:
Hình 3.21 Màn hình cài đặt thời gian.
Sử dụng nút “Trái “và “Phải” để di chuyển đế vị trí cần thay đổi.
Sử dụng nút “Lên” và “Xuống” để tang hoặc giảm các giá trị.
Sử dụng nút “Trở lại” để thoát khỏi màn hình khi hoàn tất cài đặt.
Cài đặt nhiệt độ. Để thay đổi cài đặt nhiệt độ từ độ Celsius (℃) sang độ Fahrenheit (°F) ta bấm nút 'Options' trong Menu chính:
Nhấn nút 'Units' trong Options Menu thì đơn vị gốc sẽ được thay đổi thành đơn vị nhiện độ đã chọn.
Hình 3.23: Menu cài đặt nhiệt độ.
Chú ý: Đơn vị mặc định của thiết bị là độ Celsius (℃).
Cài đặt hẹn giờ cho thiết bị.
Chức năng hẹn giờ cho phép người dùng xác định thời gian cụ thể sử dụng thiết bị Điều này giúp bật tắt thiết bị trong thời gian sử dụng thích hợp Để cài đặ chức năng hẹn giờ ta bấm nút ‘Timer’ trong Menu chính.
Bấm nút 'Program Timer' trong Time Menu.
Màn hình sẽ xuất hiện
Hình 3.26: Menu cài đặt hẹn giờ. Để tắt chức năng hẹn giờ cho bất kỳ ngày cụ thể nào: Sử dụng các nút'Trái' và 'Phải' để cuộn qua các ngày trong tuần, đến ngày ta cần tắt hẹn giờ Nhấn nút 'Timer Off' để tắt
Cài đặt màn hình hiển thị và âm thanh. Để thay đổi cài đặt màn hình hiển thị ta bấm 'Options' trong Menu chính của thiết bị.
Sau đó màn hình sẽ xuất hiện như hình dưới ta bấm 'Display' trong Options Menu.
Các thiết lâp màn hình sẽ xuất hiện
Hình 3.29: Cài đặt tương phản. Để điều chỉnh độ tương phản: Trong thiết kế thiết bị độ tương phản của màn hình từ ‘1’ đến ‘5’ trong đó mức ‘5’ là tối nhất và mức ‘1’ là sáng nhất Các cài đặt hiện tại sẽ hiển thị bên góc bên phải màn hình.
Cài đặt ngôn ngữ. Để thay đổi ngôn ngữ của thiết bị ta bấm nút 'Options' trong Menu chính.
Ta bấm nút 'Language' trong Options Menu.
Màn hình sẽ hiển thị ngôn ngữ
Hình 3.32: Cài đặt ngôn ngữ.
Sử dụng nút ‘Lên’ hoặc ‘Xuống’ để thay đổi ngôn ngữ cho thiết bị, dùng nút trở về để quay lại màn hình chính thiết bị.
Bảo trì máy xử lý mô Thermo Scientific
- Kiểm tra loại bỏ nến trong khay hứng nến phía dưới khối đun nến.
- Kiểm tra loại bỏ nước trong khay hứng nướng phía dưới bàn làm lạnh.
- Dùng vải mềm lau sạch các bộ phận dính nến.
- Tuyệt đối không dùng các chất tẩy rửa, mài mòn để vệ sinh thiết bị.
- Vệ sinh buồng đun nến, khay lưu trữ casset, khay lưu trữ bệnh phẩm.
- Vệ sinh cửa hút gió quạt làm mát phía sau máy.
- Thực hiện bảo dưỡng tổng thể TB.
- Hiệu chỉnh, kiểm tra các chức năng của TB.
Chú ý: Chỉ nên được thực hiện bởi Kỹ sư được Uỷ quyền của hãngThermo Scientific.
ĐỀ XUẤT Ý TƯỞNG THẾ KẾ LÝ THUYẾT MÁY XỬ LÝ MÔ 46
Mô hình thiết kế máy xử lý mô thiết kế 3D
Mô hình máy xử lý mô được thiết kế mô phỏng 3D bằng phần mềm như sau:
1 Động cơ quay trục vít me
2 Khối truyền động vít me-đai ốc
4 Động cơ xoay trục đưa lồng chứa mẫu đến vị trí các lọ dung dịch
6 Động cơ quay lồng chứa mẫu.
7 Các lọ chứa dung dịch xử lý mẫu.
Mô tả tổng quan cách thức làm việc của máy:
Khi động cơ (1) quay, khối trục trục vít me-đai ốc hoạt động, biến chuyển động quay của vít me thành chuyển động tịnh tiến của đai ốc Kết quả, đai ốc chuyển động tịnh tiến lên giúp trục nâng hoạt động, nâng mâm chứa lồng đựng mẫu lên Đến khi dịch lên một khoảng được tính toán trước thì dừng lại.
Sau đó, động cơ (4) quay, trục nâng chuyển động quay để đưa mâm đến đúng vị trí các lọ đựng dung dịch xử lý.
Mâm chứa lồng đựng mẫu đến được vị trí lọ thì động cơ (4) dừng Lúc này động cơ (1) quay theo chiều ngược lại để trục nâng chuyển động tịnh tiến xuống Kết quả mâm chứa lồng đựng mẫu được hạ xuống đến vị trị (đã được tính toán trước) mà lồng đã ngập trong dung dịch của lọ thì dừng.
Khi động cơ (1) dừng thì động cơ (6) (động cơ gắn với trục quay của các lồng gắn trên mâm) quay Kết quả động cơ (6) quay làm cho các lồng quay, giúp cho mẫu trong lồng thấm dung dịch ở các lọ.
Cứ như thế đến khi các lồng lần lượt được xử lý hết trong tất cả các lọ dung dịch thì máy ngừng hoạt động Kết thúc chu trình xử lý.
Chọn vật liệu và tính toán kích thước số hiệu vật liệu của mô hình
4.2.1 Chọn vật liệu và tính toán kích thước số hiệu vật liệu trục xoay lồng chứa mẫu
Tiến hành phân tích lực tác dụng lên trục xoay lồng chứa mẫu Xem trục động cơ tương tự như thanh dài đặc có tiết diện hình tròn Trục động cơ chịu tác dụng của moment xoắn gây ra bởi lực quán tính khi quay tạo ra Đây là trường hợp thanh chịu xoắn thuần túy.
Hình 4.2: Trục xoay lồng chứa mẫu
Khi trục xoay, trục chịu tác động của lực quán tính, lực quán tính tạo ra moment quán tính có chiều ngược với chiều xoay của trục. Ở đây tôi chọn loại kẹp mẫu gắn vào trong lồng chứa có dạng hình chữ nhật, kích thướt 20×30 Loại kẹp mẫu này phù hợp cho việc kẹp giữ các loại mô khác nhau với các kích thước phù hợp cho việc xử lý để đi đến phân tích Từ công suất thiết kế ban đầu của máy xử lý được 30 kẹp mẫu cho một chu trình và kích thước kẹp mẫu như đã chọn, em tính toán lồng chứa mẫu có bán kính và chiều cao tối thiểu sao cho 30 mẫu phân bố đều trong lồng chứa 30 mẫu được xếp thành 3 lớp, mỗi lớp gồm 10 kẹp mẫu, các kẹp mẫu xếp cách nhau 1cm và đều khắp theo tiết diện hình tròn Từ đó suy ra lồng có bán kính và chiều cao tối thiểu lần lượt là 5cm và 6cm.
Lồng chứa được làm bằng vật liệu nhôm, dày 1cm Em chọn nhôm làm vật liệu thi công vì nhôm có khối lượng riêng nhỏ, dẫn đến giảm nhẹ tải trọng. Đồng thời, nhôm không tác dụng hóa học với các dung dịch xử lý mà máy sử dụng. mlồng chứa mẫu = Dnhôm×Vlồng chứa mẫu
Với Dnhôm là khối lượng riêng của nhôm, Dnhôm = 2650 kg/m³.
Vlồng chứa mẫu thể tích của lồng chứa mẫu, coi thể tích của lồng tương đương
5cm, đường kính ngoài 6cm.
Với h chiều cao của lồng, h = 6cm.
S tiết diện bề mặt, S = π×(0.5×dngoài - 0.5×dtrong) 2 dngoài là đường kính ngoài của lồng chứa (cm) dtrong là đường kính trong của lồng chứa (cm)
→ Vthành lồng chứa mẫu = 6×1.57 = 9.42 cm 3 = 9.42×10 -6 m 3
→ Vđáy lồng chứa mẫu = 1×π×0.5×6 2 = 56.52 cm 3 = 5.652×10 -5 m 3
→ mthành lồng chứa mẫu = 9.42×10 -6 ×2650 = 0.025 kg
→ mđáy lồng chứa mẫu = 5.652×10 -5 ×2650 = 0.15 kg
Tổng khối lượng lớn nhất mà trục phải chịu là khi lồng chứa đầy các mẫu. Lúc này, lực tác dụng lên trục đạt giá trị lớn nhất mmax Khối lượng riêng của mẫu
Dmẫu xấp xỉ khoản 1300~1400 (tùy thuộc vào thành phẫn mẫu chứa nhiều hay ít mỡ) Ở đây tôi chọn Dmẫu lớn nhất 1400 để tính toán cho trường hợp trục chịu tải lớn nhất.
→ mmẫu = Dmẫu×Vlồng chứa = 1400×9.42×10 -6 = 0.0132 (kg) mmax = mlồng chứa mẫu + mmẫu = 0.175+ 0.0132 = 0.1882 (kg)
I: Monment quán tính (kg.m 2 ). mmax : Tổng khối lượng tải lớn nhất mà trục phải chịu mmax = 0.1882 kg R: Bán kính lồng chứa mẫu (m)
Từ đó ta tính được moment lực tương đương tác dụng lên trục bằng tích của moment quán tính và gia tốc góc như sau:
I: Moment quán tính (kg.m 2 ). t : Thời gian khởi động tới lúc đạt vận tốc ω là 1 giây ω: Vận tốc góc (rad/giây), ωo = 0 ;
Lồng chứa mẫu khi xoay chịu tác dụng của lực ly tâm, chọn ω sao cho lực ly tâm tạo ra đủ lớn để quá trình tách nước ra khỏi mô được rút ngắn thời gian, với ω = 5π rad/s, thì thời gian tách nước ra khỏi mô ở mỗi lọ khoản 1 giờ, và độ lớn moment lực được tính là: M = 0,0004705×5π = 0.0074 (Nm) [2] Ở đây, lồng chứa mẫu nhúng vào các lọ dung dịch và xoay để tăng tốc độ tách nước và các tạp chất ra khỏi mô bởi cơ chế tạo ra lực ly tâm khi quay.
Tiến hành kiểm tra bền thanh chịu xoắn thuần túy (kiểm tra biến dạng xoắn ).
Chọn vật liệu thép CT40 (thép cacbon nhóm A) σ= 34kN/cm 2 , τ = 0.5 σ 17kN/cm 2
Thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất (Thuyết bền 3):
M: Moment xoắn tác dụng lên trục (N.m) Wo: Moment cản xoắn (m 3 )
Kiểm tra bền cánh tay đòn Ở đây, cánh tay đòn dạng thanh đặc hình chữ nhật có chiều dài d = 30cm, tiết diện mặt cắt ngang hình chữ nhật kích thước 40x60, chịu uốn phẳng thuần túy Chọn vật liệu thép CT40 (thép cacbon nhóm A) có σ= 34kN/cm 2 , τ = 0.5 σ = 17kN/cm 2 Thuyết bền ứng suất pháp lớn nhất (Thuyết bền 3): σ max ≤ σ CT 40↔ ⃓ m n ≤ σ CT 40
M: Moment uốn tác dụng lên
P là lực uốn tác dụng lên cánh tay đòn (N) d là chiều dài cánh tay đòn (m)
P = m×g g là gia tốc trọng trường g ≈ 9.8 m/s 2 m là tổng khối lượng của lồng chứa mẫu, động cơ và trục động cơ (kg) Động cơ tôi chọn có công suất ứng với tính toán thiết kế có tổng trọng lượng bao gồm cả trục là 300 gram. m = mmax + mđộng cơ + mtrục động cơ
Vậy cánh tay đòn với kích thước như thiết kế thỏa bền.
4.2.2 Chọn vật liệu và tính toán kích thước số hiệu vật liệu trục xoay mâm
Hình 4.3: Trục xoay mâm. Ở đây, em dùng phương pháp chọn tải, kích thước trước, sau đó tiến hành kiểm tra bền xem có phù hợp không.
Tiến hành phân tích lực và kiểm tra bền Phân tích lực tác dụng lên trục xoay mâm, ở đây là trường hợp trục chịu xoắn
Kiểm tra bền của trục Ứng suất đạt cức đại, ứng suất tiếp bằng 0 Trạng thái ứng suất đơn:
Chọn vật liệu thép CT40 (thép cacbon nhóm A) σ= 34kN/cm 2 , τ = 0.5 σ 17kN/cm 2
Thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất (Thuyết bền 3):
M: Moment xoắn tác dụng lên trục [N.m] Wo: Moment cản xoắn [m 3 ]. Tính moment quán tính tương tự như trục ở phần trên, suy ra moment lực:
Hình 4.4: Khối nâng-hạ mâm Đối với mô hình này, em chọn cơ cấu truyền động vít me-đai ốc để làm phương thức nâng-hạ mâm Bộ truyền này làm việc theo nguyên lý ăn khớp của cặp ren (Giữa ren trong trên đai ốc và ren ngoài trên vít me) để biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến.
Các ưu điểm chính : kết cấu đơn giản, nhỏ gọn và dễ chế tạo Khả năng tải lớn, độ tin cậy cao, làm việc êm và ít ồn Có thể chuyển động chậm với độ chính xác cao Có thể tự hãm, tỷ số truyền cao ~ 95%.
Dựa vào mục đích thực hiện ban đầu (tự hãm), ta chọn vít me loại vít tải.
Sử dụng tạo lực dọc trục lớn Khi tải trọng thay đổi sử dụng ren hình thang, ở đây tải tác dụng lực theo một chiều, có giá trị lớn nên ta sử dụng ren hình răng cưa hoặc ren hình thang không cân, ở đây tôi chọn ren hình thang không cân Đai ốc vít tải liền khối để có lợi về lực lớn và để đảm bảo được tính tự hãm ta sử dụng ren với góc nâng ren vít γ nhỏ [5]
Tính toán bộ truyền: Tiêu chuẩn khả năng làm việc chủ yếu của các ren này là độ bền mòn Đường kính trung bình của ren xác định theo điều kiện bền mòn Với áp suất trung bình giữa các bề mặt làm việc vít và đai ốc :
Trong đó: πd2z là: Diện tích bề mặt tiếp xúc 1vòng ren (m 2 ) h: Chiều cao làm việc biên dạng ren (m). z: Số vòng ren
H: Chiều cao đai ốc (m) pa: Bước ren.
[p]: Áp suất cho phép (MPa). Áp suất cho phép tra theo bảng:
Bảng 4.1 Áp suất cho phép ra.
Vật liệu cặp ren vít [p], MPa
Thép không tôi- đồng thanh Thép tôi- gang chống ma sát
Thép không tôi- gang chống ma sát Thép không tôi- gang GX18, GX21
6 ÷ 7 5 Đường kính trung bình ren: d ≥ √ πd Ψ H Fa [ p]Ψ h
Giá trị ψH, ψh tra theo bảng sau:
Bảng 4.2 Giá trị ψ H , ψ h Đai ΨH Ren Ψh Đai ốc nguyên Đai ốc rời hoặc hai nửa
Ren hình thang Ren hình răng cưa Ren tam giác
Trong mô hình này em chọn đai ốc nguyên ψH = 2, răng hình thang ψh 0,5 Chọn vật liệu đai ốc : thép- gang chống ma sát → [p] chọn 7 MPa Kết cấu thiết kế ở đây có trục vít me dễ tháo rời và thay thế khi có hư hỏng hơn là khối đai ốc Vì vậy, em chọn vật liệu sao cho trục hao mòn nhanh hơn đai ốc Chọn vật liệu vít me thép- gang có độ chống ma sát kém hơn [p] = 5 MPa Fa = P = mg
Với m = khối lượng trục + khối lượng mâm = 3+15 = 18 [kg]. d≥ √ πd × 12 × 180 0.5 ×5 10 6 = 8.379 ×10 -3 [m] → chọn d = 10 mm.
H = ψH×d = 2×5 = 10 mm. z = 100 p a mm Chọn pa = 2mm → z = 5 vòng.
Tính toán công suất và chuyền động cơ cho từng khối chuyền động
4.3.1 Khối truyền động xoay mâm
Dựa vào công thức tính công suất động cơ: [4]
M: là moment xoắn trên trục động cơ (N.m) ω : là vận tốc góc (Vòng/phút).
Chúng tôi chọn vận tốc góc ω là 150 (Vòng/phút).
Theo như mô hình thiết kế khối truyền động xoay và sơ đồ lực tác dụng lên trục xoay đã tính phần trước thì moment xoắn được tính phần trước như sau:
Vậy suy ra: P = 5.53 (W) có công suất là 10 (W).
4.3.2 Khối truyền động xoay lồng
Dựa vào công thức tính suất động cơ: P = M × 9.55 ω ×10 −3 [4]
M: Moment xoắn trên trục động cơ (N.m) ω : Vận tốc góc (Vòng/phút). Theo như mô hình thiết kế khối truyền động xoay và sơ đồ lực tác dụng lên trục xoay đã tính phần trước thì moment xoắn được tính như sau:
Theo số liệu vừa tính được, ở đây em chọn động cơ cho khối truyền động xoay có công suất là 5 W
4.3.3 Khối truyền động nâng - hạ
Với trục vít me-đai ốc đã chọn ở phần trước có đường kính trung bình trục vít me là 5mm, chiều cao bánh vít là H= 10mm và có số vòng ren z = 5 vòng với bước ren p là 2mm.
Dựa vào công thức tính công suất động cơ: P = M × 9.55 ω ×10 −3
M: Moment xoắn trên trục động cơ (N.m) ω: Vận tốc góc (Vòng/phút) Tôi chọn = 150 vòng/phút Chuyển động trục vít me-đai ốc chịu moment xoắn bởi lực trượt ma sát và lực dọc trục: Ứng với lực ma sát:
M1 = Fms×d , với d = 12 mm là đường kính trục nâng hạ mâm Fms= μ×N. μ: Hệ số ma sát giữa 2 bề mặt vật liệu, ở đây là thép với thép, chọn μ 0.8.
→ M1 = 144×12×10 -3 = 1.73 N.m Ứng với lực dọc trục :
Như đã tính được ở phần trên ta có M2 = 405π/8 N.m.
Tính toán công suất của điện trở cấp nhiện đun paraffin
Hình 4.5: Mô hình lọ chứa paraffin được đun chảy bởi điện trở.
2 Thể tích chứa paraffin cần đun chảy.
3 Nhiệt điện trở cấp nhiệt đun.
4 Nguồn nuôi nhiệt điện trở. Điện trở được đặt ở vị trí dưới đáy lọ, sát mặt đáy của lọ chứa Ở đây, em sử dụng cách nhiệt cho lọ đun paraffin bằng phương pháp sử dụng cách nhiệt bằng bông thủy tinh vì bông thủy tinh cho hiệu suất cách nhiệt tốt, giá thành trên thị trường rẻ, dễ thi công Xung quanh lọ được bao quanh bởi một lớp cách nhiệt bông thủy tinh Bông thủy tinh là vật liệu cách nhiệt được làm từ sợi thuỷ tinh tổng hợp tạo thành chất liệu giống như len Sợi bông thủy tinh là một dạng vật liệu vô cơ gồm silicat canxi và oxit kim loại khác Quá trình thực hiện tạo ra nhiều túi khí nhỏ nằm giữa sợi thủy tinh, và do vậy tạo khả năng cách nhiệt cao.
Hình 4.6: Bông thủy tinh cách nhiệt.
Khi nguồn cấp điện áp 220VAC cho nhiệt điện trở, nhiệt điện trở bắt đầu nóng lên cung cấp nhiệt đun chảy paraffin trong lọ chứa Nhiệt độ đuợc cấp và duy trì để paraffin được duy trì ở trạng thái lỏng ở khoản 60 0 C Ở nhiệt độ này, khi mô đưa vào xử lý nhúng paraffin, sự phá hủy cấu trúc mô sẽ được hạn chế tối đa Từ đó tính toán được nhiệt lượng cần cấp để đun nóng paraffin theo định luật Jun-len-xơ là:
Q: Tổng nhiệt lượng cung cấp để đun paraffin (J)
Q1: Nhiệt lượng cấp cho vỏ lọ đựng và paraffin và nắp đậy (J) Q2: Nhiệt lượng cấp cho paraffin chứa trong lọ (J)
V = VVỏ xung quanh + VNắp đậy + VĐáy Ở đây tôi chọn bán kính lọ đựng paraffin là 50mm, thành lọ và đáy lọ dày 10mm, cao 100mm Từ đó tính toán được thể tích của lọ như sau:
VVỏ xung quanh = Chiều cao × diện tích.
VNắp đậy = VĐáy = Độ dày × diện tích.
Tính toán được nhiệt lượng cần cấp cho paraffin chứa trong lọ là: Q2 m×c×(t2 – t1), với:
Q2: Nhiệt lượng nhiệt điện trở cần cung cấp để đun chảy paraffin trong lọ chứa (J) m: Khối lượng paraffin trong lọ cần đun (g) t2: Nhiệt độ paraffin nóng chảy mà ta cần đạt được ( 0 C) t1: Nhiệt độ ban đầu(nhiệt độ phòng), khoảng 25 0 C ( 0 C) c: Nhiệt dung riêng của paraffin, c 2.14 Jg -1 K -1
Trong đó, khối lượng paraffin từ kích thước lọ đựng được thiết kế như ban đầu tôi tính được như sau: m = D×V, với
D: Khối lượng riêng của paraffin (kg/m 3 )
V: Thể tích của paraffin trong lọ chứa.(m 3 )
Tổng nhiệt lượng cung cấp để đun paraffin : Q = 26765.05 + 52430 79195.05 (J)
Trong mô hình này, em sử dụng loại điện trở dây 100W vì loại điện trở này dễ thi công, thay thế, giá thành thấp Với công suất P = 100W điện trở dây sẽ cho thời gian gia nhiệt tgia nhiệt = Q/P = 792 giây = 14 phút Việc chọn công suất của điện trở nhỏ P = 100W để thời gian gia nhiệt đạt được vào cỡ 14 phút như trên nhằm mục đích tiết kiệm công điện trở, đồng thời hạn chế quán tính nhiệt trong gia nhiệt.
Nhiệt lượng Qthất thoát bị thất thoát khi paraffin hạ từ 60 o C xuống 58 o C:
Nhiệt lượng Qthất thoát bị thất thoát khi lọ đun paraffin hạ từ 60 o C xuống 58 oC: Qthất thoát = m×c×(T2 – T1) = 0.869×880×(60 - 58) = 1529.44 J
Nhiệt lượng truyền qua phương thức dẫn nhiệt từ bề mặt nóng sang bề mặt lạnh của một vật liệu được tính theo công thức Fourier:
Q = nhiệt lượng k = hệ số dẫn nhiệt
A = diện tích bề mặt Thot = nhiệt độ bề mặt nóng Tcold = nhiệt độ bề mặt lạnh t = thời gian dẫn nhiệt
Vậy sau 126 giây nhiệt độ ở lọ đun và paraffin chứa trong lọ đun giảm 2 oC Lúc này cần cấp nguồn nuôi cho nhiệt điện trở để để nhiệt điện trở tiếp tục đun gia nhiệt duy trì cho paraffin luôn ở mức 60 o C.
Thời gian để gia nhiệt cho paraffin từ 58 o C lên 60 o C tgia nhiệt = Q/P 4525.44/100 = 45.2544 ≈ 46 giây
Sơ đồ khối mạch điện
Hình 4.7: Sơ đồ khối mạch điện.
Mạch nguồn điều khiển 5V sẽ cấp nguồn cho mạch xử lý tín hiệu, là nguồn nuôi cho mạch điều khiển động cơ.
Mạch điều khiển động cơ sẽ nhận tín hiệu từ mạch xử lý tín hiệu để điều khiển động cơ thông qua mạch nguồn động lực 12V.
Bắt đầu, bấm nút mở máy, led hiển thị sáng báo hiệu chương trình hoạt động bắt đầu Mạch xử lý tín hiệu sau khi nhận tín hiệu vào từ nút mở máy, cấp tín hiệu điều khiển cho mạch điều khiển Mạch điều khiển điều khiển mạch nguồn động lực cấp nguồn cho động cơ nâng hạ mâm Động cơ nâng hạ mâm quay theo chiều thuận nâng khối mâm lên đến vị trí chạm công tắc hành trình thì dừng Khi động cơ nâng hạ mâm dừng, mạch nguồn động lực cấp nguồn cho động cơ xoay mâm Động cơ xoay mâm xoay một góc 30 độ rồi dừng Sau khi động cơ xoay mâm dừng, mạch nguồn động lực cấp nguồn cho động cơ nâng hạ mâm xoay theo chiều nghịch đến khi chạm công tắc hành trình thứ hai thì dừng.Khi nhận tín hiệu từ công tắc hành trình thứ hai, mạch nguồn động lực bắt đầu cấp nguồn cho động cơ xoay lồng chứa mẫu trong 30 phút Cứ như vậy lặp đi lặp lại 12 lần chu trình, kết thúc chu trình thứ 12 mạch đóng nguồn cấp, led báo hiệu kết thúc xử lý sáng Đồng thời mạch xử lý tín hiệu xuất tín hiệu mở relay cấp nguồn 220V AC cho nhiệt điện trở sau khi nút khởi động đã được bấm 8 tiếng(sau 8 tiếng, lồng chứa mẫu nằm ở vị trí kế tiếp lọ chứa paraffin) Mạch xử lý tín hiệu cấp tín hiệu xung thông qua ngõ ra điều khiển xung để liên tục đóng mở relay, duy trì nhiệt độ đun ổn định ở mức nhiệt độ đã tính toán.
Sơ đồ chi tiết mạch điện
Nguồn cấp vào của mạch dùng biến áp 220V/12V-1A, mạch sử dụngIC7812 để tạo điện áp 12VDC sau đó chuyển sang mạch nguồn 5V.
Từ nguồn 12VAC-1A đó, mạch sử dụng linh kiện 7805 để tạo áp một chiều 5V.
Cả hai mạch trên đều sử dụng IC ổn áp họ 78xx, và cách chọn tụ lọc thỏa công thức như đã tính trên mạch nguồn động lực 12V-1A là:
- f là tần số ở đây là 50Hz
- r là hệ số nhấp nhô của áp trên tải
Nguồn cấp vào mạch là điện áp xoay chiều 220V thông qua biến áp 220V/ 12V-1A để tạo nguồn 12VAC-1A, từ nguồn 12VAC-1A đó, mạch sử dụng IC7812 để tạo điện áp một chiều 12VDC.
IC 7812 là IC thuộc họ 78xx, có các seri như: 7805,7808,7809,7812 Đây là loại IC ổn áp khá thông dụng, cho đầu ra (ở chân 3) của IC mức điện áp ổn định là 12V(đối với IC 7812).
Với những mạch điện không đòi hỏi độ ổn định của điện áp quá cao, IC ổn áp thường được người thiết kế sử dụng vì mạch điện khá đơn giản Các loại ổn áp thường được sử dụng là IC 78xx, với xx là điện áp cần ổn áp Ví dụ 7805 ổn áp 5V, 7812 ổn áp 12V. Đầu vào của mạch sử dụng biến áp 220/12V-1A Nguồn điện xoay chiều 220VAC-50Hz qua biến áp hạ áp xuống còn 12VAC và được qua bộ chỉnh lưu nhằm biến đổi xoay chiều thành 1 chiều.
Thành phần 1 chiều này có độ gợn nên phải qua bộ lọc C để sang phẳng điện áp gợn đó cho ra điện áp 1 chiều.
Tính toán linh kiện: Điện áp đầu vào của bộ chỉnh lưu Uv = 12√ 2 = 17
VDC điện áp sụt áp trên cầu là: 17VDC - 1.5VDC = 15.5VDC (mỗi diode sụt 0.75V). Điện áp sau chỉnh lưu là: UCL = 15.5*0.9 = 14 VDC, sau đó được đưa qua linh kiện 7812 để tạo điện áp ra 12VDC.
Dạng điện áp sau chỉnh lưu nó vẫn còn các sóng nhấp nhô và vẫn được coi là điện áp 1 chiều nhưng chưa ổn định, sau đó qua tụ lọc phẳng và tụ lọc các thành phần cao tần. Để chọn tụ lọc ta phải chọn tụ thỏa quan hệ sau:
- f là tần số ở đây là 50Hz
- r là hệ số nhấp nhô của áp trên tải
Hệ số này càng nhỏ nghĩa là áp sau khi lọc qua tụ càng phẳng, ta chọn r 3.5%
4.6.3 Mạch điều khiển động cơ
Hình 4.11: Mạch điều khiển động cơ
Mạch dùng IC L298 để điều khiển động cơ, tín hiệu điều khiển động cơ được đưa vào 3 chân của HEADER 3, tương ứng chân 1 và 2 để chọn chiều động cơ, chân 3 điều khiển tốc độ bằng xung PWM từ vi điều khiển.
Dây a trên sẽ nối với nguồn 12V Nguồn 12VDC sẽ cấp vào HEADER 3. L298N là một driver chip tích hợp sẵn hai mạch cầu H bên trong, không có diode nội bảo vệ Mosfet Chịu tải tối đa trên mỗi cầu là 2A, điện áp 40VDC Logic ‘0’ ở ngõ vào lên tới 1.5V ( khả năng khử nhiễu cao).
Hình 4.12: Hình ảnh thật của IC L298.
Tóm tắt qua chức năng các chân của L298:
Hình 4.13: Sơ đồ chân IC l298.
Bốn chân INPUT: IN1, IN2, IN3, IN4 được nối lần lượt với các chân 5, 7,
10, 12 của L298 Đây là các chân nhận tín hiệu điều khiển.
Bốn chân OUTPUT: OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 (tương ứng với các chân INPUT) được nối với các chân 2, 3, 13, 14 của L298 Các chân này sẽ được nối với động cơ.
Hai chân ENA và ENB dùng để điều khiển các mạch cầu H trong L298. Nếu ở mức logic “1” (nối với nguồn 5V) thì cho phép mạch cầu H hoạt động, nếu ở mức logic “0” thì mạch cầu H không hoạt động. Động cơ DC chỉ có dòng tải 200mA khi hoạt động bình thường, và lên đến tối đa 2A khi quá tải Tuy nhiên, cũng cần thiết kế một bộ điều khiển mở có thể sử dụng cho các động cơ lên đến 4A Vì thế đưa ra giải pháp nối song song hai cầu H như hình V.3.1 để điều khiển động cơ lên đến 4A.
L298N không có diode nội để bảo vệ các mosfet nằm bên trong, do đó cần có các diode ngoài để bảo vệ Để đảm bảo điều khiển ở tần số PWM cao, cần dùng diode nhanh và có điện trở thấp Diode chuyên dụng để điều khiển động cơ là các diode fast recovery Schottky Nhưng ở tần số thấp như trong ứng dụng này, vẫn có thể dùng loại 1N4007, nên ta chọn D2, D4, D5, D6 là các diode1N4007.
Điều khiển relay cấp nhiệt cho lọ đun paraffin
Hình 4.14: Mạch điều khiển relay Ở đề tài này, nhiệt điện trở cấp nhiệt đun lọ chứa paraffin sử dụng nguồn nuôi là điện áp 220VAC Để đun nóng parrafin tới 60 o C và duy trì nhiệt của paraffin ổn định ở nhiệt độ đó, tôi sử dụng relay SSR để điều khiển nguồn nuôi. (solid state relay) Relay SSR là loại relay rắn, cấu trúc bán dẫn có độ bền và tuổi thọ cao.
SSR sử dụng nguồn 5VDC để kích relay hoạt động đóng/ngắt điện thế AC với công suất tối đa 250V/2A Trong relay SSR có tích hợp sẵn opto cách li(photo triac) nên sử dụng rất an toàn.
Mạch xử lý tín hiệu
Dùng vi mạch ARDUINO MEGA 2560 để điều khiển động cơ
Trên mạch nguồn nuôi cho vi điều khiển hoạt động sẽ là 5V cấp từ mạch nguồn 5V, các cặp chân A8-A9, A10-A11, PWM (6-5) sẽ xuất tín hiệu vào mạch điều khiển động cơ.
Arduino là một board mạch vi xử lý, nhằm xây dựng các ứng dụng tương tác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn.
Arduino không phải là tên của một board mạch cũng không phải chỉ một sản phẩm cụ thể nào đó, mà Arduino là một thuật ngữ mô tả về một ty phần mềm, dự án, và cộng đồng những người thiết kế và sản xuất phần cứng máy tính nguồn mở, phần mềm mã nguồn mở, và bộ kit có vi điều khiển dành cho việc đọc các sensor hoặc điều khiển các thiết bị điện/điện tử ví dụ như motor, led
Arduino đầu tiên được giới thiệu vào năm 2005, nhằm cung cấp một thiết bị chi phí thấp, dễ sử dụng cho người không chuyên và cả các chuyên gia để tạo ra các thiết bị tương tác với môi trường qua sử dụng cảm biến và các module thực thi Một ví dụ đơn giản là việc đo cường độ ánh sáng từ quang trở (sensor) để tuỳ chỉnh độ sáng của bóng đèn (module thực thi).
Arduino hardware có 2 loại là Board Arduino chính (Microcontroller- based) và các board mạch mở rộng( còn gọi là Shield ) Board mạch chính có thể xem là CPU với các chức năng cơ bản In/Out trên các chân Để có thêm các chức năng đặc biệt, ví dụ như kết nối 3G hay điều khiển motor công suất lớn, chúng ta cần thêm các Shield hỗ trợ chức năng cụ thể đó Có khá nhiều loại board arduino và shield đã được sản xuất và sử dụng rộng rải trên thị trường Tuỳ vào mục đích sử dụng và độ phức tạp của ứng dụng, người dùng có thể chọn lựa board Arduino cho phù hợp Có thể phân loại các board arduino (bao gồm board chính và shield) theo độ phức tạp và loại ứng dụng như sau:
Dòng cơ bản: Arduino Uno, Arduino 101, Arduino Pro, Arduino Promini,
Arduino Micro, Arduino Nano, Arduino Starter Kit, Arduino Basic Kit, ArduinoMotor Shield
Dòng nâng cao: Arduino Mega, Arduino Zero, Arduino Due, Arduino
Dòng dành cho các ứng dụng Internet Of Things: Arduino Yún,
Arduino Mkr1000, Arduino Ethernet Shield, Arduino Gsm Shield, Arduino Wifi Shield 101.
Dòng dành cho thiết bị Wearable: Arduino Gemma, Lilypad Arduino
Usb, Lilypad Arduino Main Board, Lilypad Arduino Simple, Lilypad Arduino Simple Snap.
4.8.2 Giới thiệu về Arduino Mega 2560
Bo mạch điện tử Arduino Mega 2560 là một vi mạch điện tử điều khiển dựa trên nền tảng của chíp ATmega 2560, Arduino Mega 2560 tích hợp tất cả các tính năng cần thiết của một vi điều khiển, chỉ cần kết nối vi mạch điện tử này với máy tính thông qua cổng USB để giám sát và điều khiển
Hình 4.16 Vi mạch Arduino Mega 2560 thực tế.
4.8.3 Các thông số cơ bản của Arduino 2560
Nguồn cấp cho vi mạch Arduino Mega 2560 : nguồn cho Arduino Mega
2560 được cấp qua cáp kết nối USB hoặc thông qua một cổng kết nối nguồn riêng.
Bộ nhớ của vi mạch Arduino Mega 2560 : chíp vi điều khiển ATmega
2560 có 256Kb bộ nhớ flash để lưu trữ mã lệnh điều khiển, trong đó có 8KB được sử dụng để chứa chương trình khởi động. Đầu vào, ra của vi mạch điện tử Arduino Mega 2560. Đầu vào, ra số (Digital I/O): vi mạch Arduino Mega 2560 có 54 chân được sử dụng làm đầu vào ra số như hình V.5.1, sử dụng các lệnh có cấu trúc: pinMode(); digitalWrite(); digitalRead(); Đầu ra PWM (Pulse Width Modulation) gồm các chân số 2 đến chân số
13, chân số 44 đến chân số 46, các chân này xuất ra tín hiệu PWM được mã hóa 8bit.
Cổng Communication: là cổng nhận và truyền dữ liệu vào, ra theo kiểu nối tiếp (COM) trên Arduino Mega 2560 gồm các cặp: RX0, TX0; RX1, TX1; RX2, TX2; RX3, TX3. Đầu vào tương tự ( Analog in ): trên vi mạch điện tử Arduino Mega có độ phân giải 10bit (0- 1023), bao gồm các chân từ A0 đến A15, thông qua lệnh:AnalogRead().
Lập trình Arduino
4.9.1 Giới thiệu môi trường lập trình
Truy cập vào đường dẫn http://arduino.cc/en/Main/Software để tải về chương trình Arduino IDE phù hợp với hệ điều hành của máy mình bao gồmWindown, Mac OS hay Linux Sau khi cài đặt xong thì giao diện chương trình như sau:
Hình 4.17: Giao diện sau khi cài đặt xong phần mêm IDE
4.9.2 Giao diện phần mềm lập trình Arduino
Khi muốn lập trình chúng ta phải khởi động giao diện lập trình trên giao diện có các chức năng được mô tả như sau:
Hình 4.18: Giao diện Arduino IDE Vùng lệnh
Bao gồm các nút lệnh menu (File, Edit, Sketch, Tools, Help) Phía dưới là các icon cho phép sử dụng nhanh các chức năng thường dùng của IDE (Arduino Toolbar ) được miêu tả như sau:
File menu : Trong file menu chúng ta quan tâm tới mục Examples đây là nơi chứa code mẫu ví dụ như: cách sử dụng các chân digital, analog, sensor.
Verify/ Compile : chức năng kiểm tra lỗi code.
Show Sketch Folder : hiển thị nơi code được lưu.
Add File : thêm vào một Tap code mới.
Import Library : thêm thư viện cho IDE.
Bạn sẽ viết các đoạn mã của mình tại đây Tên chương trình của bạn được hiển thị ngay dưới dãy các Icon, ở đây nó tên là “Blink” Để ý rằng phía sau tên chương trình có một dấu “§” Điều đó có nghĩa là đoạn chương trình của bạn chưa được lưu lại.
Những thông báo từ IDE sẽ được hiển thị tại đây Để ý rằng góc dưới cùng bên phải hiển thị loại board Arduino và cổng COM được sử dụng Luôn chú ý tới mục này bởi nếu chọn sai loại board hoặc cổng COM, bạn sẽ không thể upload được code của mình.
Trong giao diện lập trình căn bản khi lập trình cần chú ý các bước:
- Bước 1: Tạo file biên dịch mới
- Bước 3: Lập trình code điều khiển
- Bước 4: Biên dịch file để kiểm tra lỗi
- Bước 5: Nạp chương trình vào Board
Trong Arduino hỗ trợ các thư viện và ví dụ mở với các chủ đề khác nhau, muốn dùng ví dụ nào có thể thao tác như hình bên dưới:
Hình 4.20: Lấy ví dụ có sẵn trong Arduino 4.9.3 Nạp chương trình và chạy ứng dụng Để nạp chương trình vào kit, ta kết nối cáp nạp USB vào Board và máy tính kiểm tra trạng thái có cổng kết nối chưa tại phần Tools>Serial Port để chọn cổng COM kết nối và Tool> Board để chọn board Arduino sử dụng Sau đó nhấn Upload chương trình được nạp vào và chạy ứng dụng.
Hình 4.21: Nạp chương trình cho Arduino 4.9.4 Cấu trúc chương trình lập trình Arduino
Cũng như các ngôn ngữ lập trình khác, ngôn ngữ trong Arduino sử dụng ngôn ngữ C Cấu trúc một chương trình Arduino bao gồm 2 phần chính : void setup( )
{ thực hiện việc thiết lập ban đầu cho các ứng dụng.
{ vòng lặp thực hiện chương trình.
Hàm setup( ) được sử dụng để khởi tạo giá trị các biến, chế độ chân, bắt đầu sử dụng các thư viện Hàm setup( ) chỉ thực hiện một lần khi cấp nguồn hoặc reset Arduino.