Smart electromechanical agitator based on magnetic induction and combined with a plasma generator

Abstract

"This thesis presents a comprehensive study on the design and implementation of a smart electromechanical agitator that integrates magnetic stirring and plasma technology. The aim is to streamline and enhance the mixing process in laboratory settings by combining these two traditional devices into one advanced and user-friendly device. The thesis consists of three main chapters. The first chapter provides an overview of magnetic stirrers and their applications in laboratory science, along with an introduction to plasma technology and its diverse uses. Additionally, the chapter explores the growing significance of IoT devices in laboratory settings. The second chapter focuses on DC motors used in electromechanical mixers, specifically emphasizing the characteristics of permanent magnet DC motors and control techniques employed to regulate their performance. The chapter also covers the identification of motor-specific parameters. The third chapter delves into the practical implementation of the smart electromechanical mixer. It includes the selection and integration of electronic components, the design of electronic circuits, and the configuration of mechanical parts for the mixer. The chapter also discusses the development of a remote control application interface for monitoring the mixing process and logging data. The device is connected to a microcontroller (Arduino) with a built-in Wi-Fi module, enabling wireless control of the motor speed through a smartphone application that displays temperature and treatment information. This design reduces the need for a separate display screen, simplifying user experience while ensuring static electricity protection." "تقدم هذه الرسالة العلمية دراسة شاملة حول تصميم وتنفيذ جهاز مزج كهرومغناطيسي ذكي يدمج بين تقنية الخلط المغناطيسي وتقنية البلازما. الهدف هو تبسيط وتعزيز عملية الخلط في بيئة المختبر عن طريق دمج هاتين الأداة التقليديتين في جهاز واحد متطور وسهل الاستخدام. تتألف الرسالة من ثلاثة فصول رئيسية . يقدم الفصل الأول نظرة عامة على أجهزة الخلط المغناطيسي وتطبيقاتها في علوم المختبر، بالإضافة إلى مقدمة عن تقنية البلازما واستخداماتها المتنوعة. بالإضافة إلى ذلك، يتناول الفصل أهمية الأجهزة المتصلة بالإنترنت (IoT) في بيئة المختبر ونمو أهميتها . يتمحور الفصل الثاني حول محركات التيار المباشر المستخدمة في أجهزة الكهرومغناطيسي، مع التركيز بشكل خاص على خصائص المحركات الدائمة المغناطيسية التيار المباشر وتقنيات التحكم المستخدمة لتنظيم أدائها. يشمل الفصل أيضًا المحولات الإلكترونية المستخدمة للتحكم في المحرك وتحديد المعلمات الخاصة بالمحرك . يستكشف الفصل الثالث تنفيذ جهاز المختلط الكهرومغناطيسي الذكي عمليًا. يشمل اختيار ودمج المكونات الإلكترونية، وتصميم الدوائر الالكترونية وتكوين الأجزاء الميكانيكية. يناقش الفصل أيضًا تطوير واجهة تطبيق التحكم عن بعد لمراقبة عملية الخلط وتسجيل البيانات. يتصل الجهاز بمتحكم مدمج )أردوينو( يحتوي على وحدة واي فاي مدمجة، مما يتيح التحكم اللاسلكي في سرعة المحرك من خلال تطبيق على الهاتف الذكي يعرض معلومات الحرارة والمعالجة. يسهم هذا التصميم في تقليل تكلفة شاشة العرض المستقلة، وتبسيط تجربة المستخدم مع ضمان حماية كاملة من الكهرباء الساكنة ."