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Techie-Vamp(R)

21.09.2020,
13:59
 

PCR-Maschine? (Elektronik)

Hallo liebe Schwarmintelligenz des Elektronikforums,

Ich hoffe, meine Frage steht in der richtigen Rubrik, falls nicht, möchte ich die entsprechenden Forumspfleger darum bitten, sie an die richtige Stelle zu verschieben.

Ich bin vor einem Jahr mit der Ausbildung (2 Jahre Umschulung) fertig geworden und leider konnte man dort mit mir nicht so tief in gewisse Themen einsteigen, wie ich es gerne gehabt hätte. Jetzt habe ich zum "Laufen lernen" einen job bei Max Planck als Elektronikerin Geräte und Systeme bekommen und darf mich dort jetzt um die Laborgeräte kümmern.

Und jetzt gibt es da EINIGE Fragen, zu denen ich bisher im Netz nicht fündig geworden bin.
Da ich bisher immer von der Kompetenz dieses Forums überzeugt worden bin, habe ich dies jetzt zum Anlass genommen, mich anzumelden und diese Fragen hier zu stellen.

Beginnen möchte ich mit der sogenannten "PCR-Maschine" oder auch Thermomixer genannt. Wie funktioniert eine solche maschine eigentlich auf elektronischer Ebene?
ganz kurz umrissen: bei der PCR (Polymerase chain reaction) wird ein DNA-Strang erhitzt, sodass er sich in 2 Hälften "spliced". eine spezielle Nährlösung sorgt dann beim Abkühlen dafür, dass aus den zwei halben DNA-Strängen, 2 ganze Stränge werden. bei jedem Zyklus verdoppelt sich so die Anzahl an Doppelheli, sodass man auch einem Strang nach 30 Zyklen z.B. mehr als 1,1 Mio Kopien des einen Stranges vom Anfang hat.

ich habe eine ganz alte Maschine, die zum Verschrotten freigegeben wurde zum Untersuchen bekommen, damit ich eventuell herausfinden kann, wie das auf elektronischer Ebene ineinander greift. Aber statt wie vermutet ein Schaltnetzteils, einen Temperaturfühlers, einen Schmitt-Trigger-Artigen Aufbaus für heizen und Kühlen und einer Schnittstelle für die Anzeige (eventuell noch einem Timer für die Anzahl Zyklen oder so), habe ich ein sehr viel komplizierteres Gerät vorgefunden. bei Bedarf kann ich gerne Fotos posten, aber es geht mir hier weniger um dieses eine spezielle Gerät, als viel mehr um das Zusammenspiel der Komponenten in einer PCR allgemein.

wenn mir da jemand helfen könnte, wäre ich überaus dankbar.
mit hoffnungsvollen Grüßen,
der Techie-Vamp

Hartwig(R)

21.09.2020,
20:38

@ Techie-Vamp

PCR-Maschine?

Hallo,
Du beschreibst zwar die Anwendung der PCR-Maschine, aber die Steuerung des erforderlichen Prozesses kann wahrscheinlich auf verschiedene Weise umgesetzt werden. Ohne die genauen Prozessparameter, die von der Elektronik gesteuert und kontrolliert werden sollen, ist ohnehin keine detaillierte Aussage möglich.
Würde ich vor der Aufgabe stehen, würde ich zunächst versuchen, die technische Dokumentation des Gerätes aufzutreiben, entweder im Keller oder Archiv des Institutes oder beim Hersteller oder dessen Vertretung. Bleibt das ohne Erfolg, würde ich nach solchen Geräten anderer Hersteller Ausschau halten. Ein schrottreifes Gerät ist wahrscheinlich in einer älteren Technologie oder Schaltungstechnik aufgebaut - daher nach Geräten aus der gleichen Epoche suchen (Herstellungscodes auf ICs verraten oft das Herstellungsdatum, selbst wenn es ein Eigenbau des Institutes sein sollte.
Sollte Deine Suche soweit erfolglos sein, dann bleibt die nur die Rekonstruktion der Maschine, angefangen bei den Anforderungen des PCR-Prozesses (aus der Zeit des letzten Einsatzes der Maschine und falls abweichend auch aus der Zeit der Konstruktion der Maschine. Dann kannst Du anhand des Aufbaues und ihrere Anordnung z.B. Sensoren (Temperatur, Druck, Durchfluß etc.) und Aktoren (Relais, Pumpen, Magnetventile etc.) und deren Funktion zuordnen. Von Dort geht es dann in die Elektronik. Hast Du Glück, dann findest Du einen analogen Aufbau vor und kannst alle Signale und deren Verarbeitung nachvollziehen. Dabei würdest Du quasi den Schaltplan aufnehmen. Ist das Gerät von einem µC gesteuert (das halte ich fast für wahrscheinlich), dann kann kannst nur Du letztlich anhand Deiner Kenntnisse und Erfahrung sowie der Bedienungsoptionen und dem Zugriff auf Programmoptionen entscheiden, ob Du die genaue Funktionsweise ergründen willst.
Ich kenne nun das PCR-Gerät nicht, aber hast Du Dir die Aufgabe selbst gesucht? Dann viel Erfolg!! Ist Dir die Aufgabe von einem Kollegen/Vorgesetzten vorgesetzt worden, dann würde ich mir Gedanken machen, welche Absicht dahinter steht. Zumindest würde ich mir einen Zeitplan machen. Wenn es ums Lernen geht, würde ich nicht zu viel Zeit in derartige Technik-archäologische Forschung stecken sondern mich eher mit Technologie vertraut machen, die dem Stand der Technik in eurem Institut entspricht.
Grüße
Hartwig

bastelix(R)

21.09.2020,
22:04

@ Techie-Vamp

PCR-Maschine?

» bei Bedarf kann ich gerne
» Fotos posten, aber es geht mir hier weniger um dieses eine spezielle Gerät,
» als viel mehr um das Zusammenspiel der Komponenten in einer PCR allgemein.
Fachlich kann ich da eher nicht beitragen (außer du bekommst den Quellcode für verbaute µCs in die Finger), aber ich bin immer neugierig. Wenn du meine Neugier mit ein paar Fotos stillen würdest würde mich das sehr freuen ;-)
Wenn du dafür keine Zeit hast nur um die Neugier von nem Foren-User zu befriedigen der dir vermutlich eh nicht weiterhelfen kann verstehe ich das natürlich.

Und was Hartwig schon angesprochen hat, hast du dir die Aufgabe selber ausgesucht oder hast du das aufs Auge gedrückt bekommen?

Techie-Vamp(R)

22.09.2020,
10:38
(editiert von Techie-Vamp
am 22.09.2020 um 10:42)


@ Techie-Vamp

PCR-Maschine?

zunächst danke für eure Anregungen.

Die Aufgabe habe ich mir zum Teil selbst gesucht und zum Teil wurde sie mir auch vorgesetzt. Ich habe immer wieder die Frage gestellt, wie die Komponenten der maschinen zusammenarbeiten, damit die Fehlersuche leichter ist, falls mal etwas kaputt geht. Da sowas wie Schaltpläne, technische Dokumentationen und ähnliches (außer Bedienungsanleitungen "wie stelle ich den Kontrast am Display ein, wie benutze ich Programm XY für die PCR, die ich machen will etc) von den herstellern als eifersüchtiges Betriebsgeheimnis unter Verschluss gehalten werden, fand ich es schwer, mir vorzustellen, wie man elektronisch realisiert, was die maschine können muss.

Eines Morgens kam ich dann zur Arbeit und da stand diese zum Verschrotten freigegebene PCR auf meinem Tisch.
mit einem leichten gemischten Gefühl der Neugier habe ich begonnen, das Gerät auseinander zu nehmen und fand gleich ganze 8 einzelne Platinen vor. Das war der Zeitpunkt, als ich mich dann hier angemeldet habe.

letzten Endes gab es ein großes Schaltnetzteil auf einer Platine, die zwei einzelne Filternetzteile (auf je eigenen Platinen) versorgt hat, die dann jeweils die beiden Steuerplatinen versorgt haben. Auf den Steuerplatinen gab es je einen kleinen µC, einen Ramriegel und ne Schnittstelle für die Hitzekammern, sowie für die Displayanzeige.

Ein Sensor direkt an der Hitzekammer hat dann dem µC gesagt, was er zu beachten hat. Auf der Displayanzeige konnte man Zykluszeit, Temperatur und Anzahl der Zyklen einstellen.

Fotos kann ich jetzt leider nicht mehr nachreichen. als ich heute früh zur Arbeit kam, lagen die Einzelteile schon im Container für Elektroschrott.

Aber danke :)
es ist zwar noch immer irgendwie abstrakt, weil ich mich noch nicht so gut mit allem auskenne (Schaltnetzteiltechnik z.B., damit muss ich mich nochmal genauer befassen) aber zumindest habe ich jetzt eine grobe Vorstellung.
lieben Dank euch :)
der Techie

p.S.: Bastelix: ich muss mal schauen, ich glaube, ich habe noch ein paar Fotos von einer anderen, neueren PCR, die wir mal offen hatten. wenn ich sie finde, lade ich sie hoch :)

Techie-Vamp(R)

22.09.2020,
10:50
(editiert von Techie-Vamp
am 22.09.2020 um 10:56)


@ Techie-Vamp

PCR-Maschine?

@Bastellix: Ich habe ein paar Fotos gefunden. leider scheint die Upload Funktion vom Institut aus nicht zu funktionieren.
ich versuche es nochmal, wenn ich zuhause bin.

JBE

22.09.2020,
13:10
(editiert von JBE
am 22.09.2020 um 13:31)


@ Techie-Vamp

PCR-Maschine?

» zunächst danke für eure Anregungen.
»
» Die Aufgabe habe ich mir zum Teil selbst gesucht und zum Teil wurde sie mir
» auch vorgesetzt. Ich habe immer wieder die Frage gestellt, wie die
» Komponenten der maschinen zusammenarbeiten, damit die Fehlersuche leichter
» ist, falls mal etwas kaputt geht. Da sowas wie Schaltpläne, technische
» Dokumentationen und ähnliches (außer Bedienungsanleitungen "wie stelle ich
» den Kontrast am Display ein, wie benutze ich Programm XY für die PCR, die
» ich machen will etc) von den herstellern als eifersüchtiges
» Betriebsgeheimnis unter Verschluss gehalten werden, fand ich es schwer, mir
» vorzustellen, wie man elektronisch realisiert, was die maschine können
» muss.

Ein Schaltplan erleichtert die Fehlersuche ungemein, aber wenn dieser nicht vorhanden ist
dann wirds schwer werden, kein Hersteller gibt seine Schaltpläne heraus, es sei denn das Gerät
wurde explizit hergestellt, denn dann kauft auch der Kunde die ganze Doku mit.

»
» Eines Morgens kam ich dann zur Arbeit und da stand diese zum Verschrotten
» freigegebene PCR auf meinem Tisch.
» mit einem leichten gemischten Gefühl der Neugier habe ich begonnen, das
» Gerät auseinander zu nehmen und fand gleich ganze 8 einzelne Platinen vor.
» Das war der Zeitpunkt, als ich mich dann hier angemeldet habe.
»
» letzten Endes gab es ein großes Schaltnetzteil auf einer Platine, die zwei

Das Schaltnetzteil hätte ich mir unter den Nagel gerissen, mit dem Argument das du es Studieren willst.

» einzelne Filternetzteile (auf je eigenen Platinen) versorgt hat, die dann
» jeweils die beiden Steuerplatinen versorgt haben. Auf den Steuerplatinen
» gab es je einen kleinen µC, einen Ramriegel und ne Schnittstelle für die
» Hitzekammern, sowie für die Displayanzeige.
»
» Ein Sensor direkt an der Hitzekammer hat dann dem µC gesagt, was er zu
» beachten hat. Auf der Displayanzeige konnte man Zykluszeit, Temperatur und
» Anzahl der Zyklen einstellen.
»
» Fotos kann ich jetzt leider nicht mehr nachreichen. als ich heute früh zur
» Arbeit kam, lagen die Einzelteile schon im Container für Elektroschrott.

Da sollst du ein, und willst auch selber Forschung an ein Gerät machen, und dann kommst du zur Arbeit
und da liegen die Teile Im Container. Ohne die Möglichkeit zu haben, dich Intensiv mit der Materie vertraut
machen zu können. Sieht für mich danach aus, dich Testen zu wollen.

Schaltpläne zu bekommen von solchen Geräten ist sehr schwierig, dann auch noch reparieren zu können ohne Pläne
ist für Rookies nicht leicht.

»
» Aber danke :)
» es ist zwar noch immer irgendwie abstrakt, weil ich mich noch nicht so gut
» mit allem auskenne (Schaltnetzteiltechnik z.B., damit muss ich mich nochmal
» genauer befassen) aber zumindest habe ich jetzt eine grobe Vorstellung.
» lieben Dank euch :)
» der Techie

Kleiner Tipp was Schaltnetzteile angeht, sie sehen zwar schwierig aus, sind es aber im Nachhinein nicht, wenn man begriffen hat
wie das Zusammenspiel ist. Defekt gehen meist die Elektrolyt-Kondensatoren.
»
» p.S.: Bastelix: ich muss mal schauen, ich glaube, ich habe noch ein paar
» Fotos von einer anderen, neueren PCR, die wir mal offen hatten. wenn ich
» sie finde, lade ich sie hoch :)

Nun ja das etwas Neumodischere Zeugs, ist noch schwieriger zu reparieren, allenfalls wird mann die ganze Baugruppe erneuern.
Oder man verwendet das kaputte Teil als Ersatzteilspender. Ist eben auch eine Kosten Nutzen Frage.

Ich sehe hohes Potenzial in dir, lass dir dieses nicht kaputt machen durch Fachidioten und Betriebsblinde.
Setzte dein können gut ein, und noch wichtiger ist, das du dich an dein gestecktes Ziel orientierst.

Als Tech-Vampier saugst du schon die Elektronik in dir auf ;-)

bastelix(R)

22.09.2020,
22:41
(editiert von bastelix
am 22.09.2020 um 22:54)


@ Techie-Vamp

PCR-Maschine?

» @Bastellix: Ich habe ein paar Fotos gefunden. leider scheint die Upload
» Funktion vom Institut aus nicht zu funktionieren.
» ich versuche es nochmal, wenn ich zuhause bin.
Danke :-)
Dass der Datei-Upload im Forum auf 250.000 Byte begrenzt ist hast du gesehen? Daran scheitern gefühlt 99,999998% der Uploadversuche hier im Forum ;-)

Edit: Aber mach dir bitte keine Umstände nur damit ich ein paar Platinenbilder sehen kann!