Danas je nabavljen uređaj za brojanje bakterijskih kolonija laboratorijski razvijenih u Petrijevoj zdjelici. Radi se o proizvodu slovenske tvrtke LABO družba za promet in opremljanje laboratorijev d.o.o. pod oznakom EŠKO 7 iz 1980-tih godina.
Na prednjoj ploči su tri kontrole:
- veća bijela sklopka pored osigurača je za uključenje osvjetljenja pravokutne mreže i uključenje brojača
- manja metalna sklopka sa lijeve strane je za uključenje ili isključenje zvučne indikacije brojenja
- crveno tipkalo je za reset brojača na nulu
Na posebnom rastezljivom kablu nalazila se pipalica vjerojatno sa mikrosklopkom ili nekim sličnim okidačem za aktivaciju brojača.
Kružna osvijetljena pravokutna skala je otprilike veličine laboratorijske Petrijeve zdjelice. Pipalica obično ima vrh poput flomastera ili nekog sličnog mastila. Tijekom brojanja, zdjelica je prekrivena staklom tako da se sa svakim pritiskom pipalice ostavlja točkasti trag i aktivira brojač za jednu znamenku. Na taj način se izbjegavaju dvije najčešće pogreške kod čistog manualnog brojanja: zahvaljujući tragu mastila vidimo da li su sve kolonije izbrojane i ne može se dogoditi da se jedna kolonija broji dva puta, a zahvaljujući digitalnom brojaču izbjegava se mogućnost greške ili zabune kod brojanja.
Osvjetljenje pravokutne mreže je izvedeno kao zasebni krug sa fluorescentnom lampom te pripadajućom prigušnicom i starterom. Digitalni brojač sa tri znamenke je izveden kao zasebni elektronički sklop.
Na donjoj ploči uređaja montirani su elementi osvjetljenja (fluorescentna lampa 6 W, prigušnica i starter) te mali mrežni transformator sa ispravljačem 12 V za pogon digitalnog brojača.
Fluorescentna cijev 6 W sa odgovarajućom prigušnicom i starterom koji su potrebni za početno paljenje lampe i daljnje održavanje konstantne struje.
Pločica i elementi digitalnog brojača i piezo-zujalica za zvučnu indikaciju pojedinačnih brojanja.
Montaža pločice brojača izvedena je lijepljenjem okvira displeja na prednju ploču šasije. Da bi to funkcioniralo, ljepilo mora biti izrazito jako jer mora držati cijelu težinu pločice. Kao što se vidi to je dosta “packav” posao pa je ljepilo završilo posvuda po displeju, no svejedno je s vremenom popustilo. Mi smo ovo popravili uz pomoć dvostrane ljepljive trake.
Na strani tiskanih veza jasno se vidi da je sklop podijeljen na dva dijela. Gornji dio je brojač, a donji dio je zvučna indikacija koja se može ili ne mora koristiti.
Digitalni brojači sa tri znamenke koji se baziraju na integriranim krugovima 4553 i 4511 nudili su se u raznim KIT kompletima ili su bili ugrađeni u razne uređaje. Niti jedna dostupna shema ne odgovara našem sklopu pa smo istu nacrtali sami.
Gornji dio sheme sa integriranim krugovima MC14553 (brojač za tri znamenke i BCD izlazom) i MN4511 (BCD na 7-segment konverter) predstavlja sam brojač sa izvedenim SET (CLOCK) i RESET kontrolama. Svako dovođenje CLOCK pina na masu (logička nula) uzrokuje pomicanje brojača za jednu znamenku gore. Ovdje je ubačen RC filtar 1 MΩ / 100 nF koji prigušuje neželjeno istitravanje, odnodno podrhtavanje kontakata sklopke čime se onda umjesno jednog neželjeno okine nekoliko brzih impulsa (debouncing). Dovođenje RESET pina na razinu napona napajanja (logička jedinica) uzrokuje resetiranje brojača na nulu.
Donji električni krug sa čipovima GD4013 (dva D-flip flopa) i CD4098 (dva monostabilna multivibratora) pak služi za oblikovanje impulsa kojim se aktivira piezo-zujalica. Signali za detekciju svakog pomaka brojača uzimaju se sa pinova Q0 i D1 brojačkog čipa MC145553. Signal na Q0 je fiksni, a signal na D1 se mijenja prilikom svakog setiranja/pomaka brojača za jednu vrijednost naviše. Ovi signali se dovode na CLOCK i DATA ulaze D- flip flopa (pinovi 3 i 5) te za svaki impuls brojača uzrokuju promjenu izlaznog logičkog stanja flip flopa (Q – pin 1).
Izlazni signal iz flip flopa vodi se na dva monostabilna multivibratora. Monostabili će na svaki ulazni impuls, na izlazu dati jedan impuls određenog vremena trajanja. Kao što vidimo jedan monostabil se okida pozitivnim impulsima odnosno logičkim jedinicama (+TR, pin 4), a drugi negativnim impulsima odnosno logičkim nulama (-TR, pin 11). Već smo rekli da flip flop stalno mijenja izlazna stanja kako se okidaju impulsi brojača. To znači da će za jedan okidni impuls brojača izlazno stanje flip flopa biti logička jedinica, a ona okida monostabil sa pozitivnim trigerom (+TR). Za slijedeći okidni impuls brojača izlazno stanje flip flopa biti logička nula, a ona okida monostabil sa negativnim trigerom (-TR). Izlazni signali iz monostabila u oba slučaja će biti logičke jedinice u trajanju 40 ms, što je određeno RC elementima 1 MΩ / 100 nF. Ti impulsi okidaju tranzistor preko kojeg piezo-zujalica dobiva napajanje.
Impulsi iz brojača MC145553 su vrlo kratki, traju oko 300 µs, te nisu dovoljni za izravno pokretanje piezo-zujalice jer ona u tako kratkom vremenu jednostavno ne može zaoscilirati. Sličan problem smo imali i kod modifikacije Brojača ionizirajućeg beta i gama zračenja Belvar RKSB-104. Originalne impulse je dakle potrebno na neki način produžiti. Također, u krugu brojača sa čipovima MC145553/MN4511 nemamo izravno signal koji bi za svaki pomak brojača davao jednaki impuls pogodan za okidanje zujalice. Stoga je ovdje bilo potrebno prvo kombinacijom dva signala dobiti uniformne promjene logičkih stanja za svaki impuls (flip flop), a zatim te promjene pretvoriti u pozitivne impulse dovoljne duljine trajanja za pokretanje piezo-zujalice (monostabili).
Ovaj uređaj sam pokupio na nekom buvljaku, najviše iz razloga jer nisam imao ideju čemu bi mogao služiti. Također, uređaj vizualno više ostavlja dojam neke dobre samogradnje nego tvornički proizvedenog uređaja.
Nakon upita na forumu “elektronik.si” brzo sam dobio odgovor o čemu je riječ. Iako sam i sam bio blizu u opisu i prepostavci glede upotrebe ovog uređaja, da nisam slučajno nabasao na njega i da nisam bio toliko znatiželjan vjerojatno nikad ne bih ni saznao da postoje ovakvi “brojači laboratorijski uzgojenih kolonija”.
“Nakon svega i dalje nemam ideju čemu mogao služiti ovaj brojač. Šteta što je došao sa potrganom pipalicom jer bi se na osnovu njene izvedbe lakše moglo dokučiti čemu je služila. Vjerojatno su se ovim uređajem brojile neke točke na kakvom prozirnom materijalu, broj točaka po centimetru kvadratnom ili nešto slično.
Ukoliko je vrh pipalice bio u obliku olovke, flomastera ili nečeg sličnog, onda bi se takvim uređajem mogao jednostavno izbrojiti broj nekih gustih točaka na maloj površini. Svaki pritisak na točku ostavlja trag da je ista izbrojana, a digitalni brojač se neće zabuniti u brojanju kao što bi se to lako moglo dogoditi da brojeve moramo koncentrirano pamtiti.
Zvučna indikacija pri tome pomaže potvrditi da smo ostvarili dovoljno dobar pritisak za indikaciju (ne mora se stalno prebacivati pogled sa uzorka na displej), a također i dobivamo indikaciju mogućeg neželjenog višestrukog pritiska (podrhtavanja). To bi i opravdalo ugradnju zvučne indikacije čiji sklop sadrži elementa kao i sam brojač.”
Svi smo svjesni činjenice kako se elektronika razvila i implementirala u gotovo sve sfere ljudskog postojanja i djelovanja. Tako su i za biologiju, kemiju i medicinu razvijeni najrazličitiji elektronički uređaji i pomagala. Za mnoge od njih zna samo uski krug ljudi koji razvija i koristiti takvu opremu. Meni kako svestrano orijentiranom elektroničaru svaki novi i nepoznati elektronički uređaj predstavlja poseban izazov i veseli me njegovo proučavanje.
Iako je “brojač kolonija” s elektroničke strane gledano tek kombinacija jednog posve običnog digitalnog brojača i svjetiljke, ipak smo sada nešto bogatiji znanjem glede još jedne praktične primjene brojača, a što nas onda također svrstava u uski krug elektroničara koji su imali sreću čuti za postojanje jednog ovakvog usko specijaliziranog uređaja 🙂
Ovo je brojač kolonije i služi, kao što mu i ime kaže, za brojanje bakterijskih kolonije u kulturi u petri šolji koja se stavlja na staklo.
Hvala na pomoći,
samo ću i ovdje ponoviti vašu informaciju, da je ovo proizvod slovenske tvrtke Labo d.o.o. (LABO družba za promet in opremljanje laboratorijev d.o.o.) iz skupine uređaja “Števci za štetje bakterijskih kolonij”. U internetsku tražilicu je najbolje upisati “Digital Colony Counter”.