Introduction :
 Une pousse-seringue est une petite pompe à perfusion qui administre progressivement de petites quantités de liquide. Au cours du projet ARE (Ateliers de Recherche Encadré) de Sorbonne Université (UPMC), notre groupe a reçu la tâche de créer une pousse-seringue à partir de zéro.
Langage de programmation primaire: C++ / Arduino.
Principe :
 Le pousse-seringue fonctionne sous le principe de vis d’Archimède, mettant en avant la pression et le débit volumique qu’on aura choisi au départ. Il permet de pousser une seringue. Il permet d’injecter une substance avec un débit constant pendant un certain temps.

 L'utilisation la plus répandue de pousse-seringue est en soins palliatifs, à continuellement administrer les analgésiques, les antiémétiques et d'autres drogues. Ceci empêche les périodes pendant lesquelles ces médicaments dans le sang sont trop élevés ou trop bas, et évite l'utilisation de plusieurs comprimés. Les pousse-seringues sont aussi également utile pour dispenser IV médicaments pendant plusieurs minutes. Dans le cas d'un médicament qui doit être lentement enfoncé pendant plusieurs minutes, ce dispositif économise du temps du personnel et réduit les erreurs. 

Composition :
 Composition Générale :
  - Seringue
  - Support d'Ensemble
  - Support de seringue
  - Partie Électronique
  - Partie Mécanique

 Composition Électronique :
  - Arduino Due
  - Écran LCD(LiquidCrystalDisplay)
  - Pavé Numérique (4 x 4 matrice)
  - Fils
  - Alimentation

 Composition Mécanique :
  - Moteur pas à pas 

Aspect Physique :
 Au cours du calcul des aspects physiques on a défini le débit massique du médicament mis dans le pousse-seringue en milligrammes de substance active (masse) par millilitres de liquide (volume). Connaissant le volume du liquide introduit et le temps mis à l'écoulement, on peut déterminer le débit volumique en ml/h. On peut modifier le débit à l'aide du pavé numérique qui entraîne une fonction modifiant la pression dans la seringue.
  • Débit de la seringue = volume / temps = vitesse x surface
  • Volume maximal : 30 ml, diamètre de la seringue : 24 mm
  • Vitesse = distance / temps → 8 tours de la vis du seringue = 1 cm ⇒ 1 tour = 1/8 cm
  • Diamètre d'embout (De) → 2 mm 
  • De x Vf = Vi x 24 mm où Vf = vitesse finale et Vi = vitesse initiale

Aspect Mécanique :
 Un mouvement translationnel avec une longueur et une vitesse choisis est nécessaire pour pousser la seringue. Pour pouvoir faire cela, on utilise un moteur pas à pas que l’on contrôlera grâce à un pavé numérique et un écran LCD. Ces éléments seront reliés par un microcontrôleur Arduino DUE pour fonctionner ensemble. Le mouvement de rotation du moteur sera ensuite convertit en mouvement de translation grâce à un système de « vis sans fin », d’écrou et d’une pièce imprimée en 3D. Cette pièce sera alors rattachée à la partie poussée de la seringue. Le reste de la seringue est immobilisée grâce à d’autres pièces imprimées en 3D qui seront fixées sur un rail grâce à des vis et écrous. 
 Le mouvement effectué par le moteur, donc par la seringue, sera contrôlé par le code téléversé à l’Arduino, qui demandera à l’utilisateur le volume et le temps voulu pour pousser le fluide.  
 
On pose donc le calcul suivant :
  • Sur la vis sans fin on mesure 1cm=8tours or 1tour=200pas (indiqué sur le moteur) donc 1cm = 1600 pas
  • Sur la seringue on mesure 1Oml=2,6cm, on a donc 1ml=2,6/10cm
  • On obtient finalement 1ml= 1600*2,6/10pas = 416pas
 
 (Partie modélisation et programmation : En effectuant des essais, on remarque que l'on doit ajouter environs 10 pas a cette valeur trouvée par le calcul pour faire exactement 1ml. on choisit donc la valeur de 425pas pour faire 1ml.)
 
 Après que l’utilisateur ait choisit le volume de fluide désiré grâce au pavé numérique et a la vérification par l'écran LCD (éléments connectés a l'Arduino, informations traités par la code), le code effectué par l'Arduino multipliera donc le nombre de ml par 425 et fera tourner le moteur, ce qui poussera la partie mobile de la seringue.

Modeling & Programming :
 Dans cette partie, on s'est concentré sur la modélisation et la programmation de la pousse seringue. La modélisation nous a permis d'assembler les différents composants du produit, ainsi que d'imprimer les supports en 3D et la connexion des mécanismes. Également, la partie de la programmation nous a donné la possibilité de faire marcher les mécanismes.

 Un moteur pas à pas (pour pousser la seringue), un écran LCD (pour afficher le débit), un pavé numérique (pour saisir les données) et un Arduino Due sont nécessaire pour la construction d'une pousse-seringue.
 On doit télécharger le fichier de programme de l'Arduino Due pour l'utiliser. 
 
 Moteur :
  Composants :
   - Driver Pololu(modèle : DRV8825) pour moteur pas à pas
   - Fils
   - Moteur pas à pas (modèle : NEMA 17 42HS4013A4 SUMTOR)
   - Alimentation Universelle à 12V
   - Capacité à 100μF

 Écran LCD :
  L’écran LCD (modèle 1602) est connecté à l’Arduino en utilisant les fils et un breadboard. Un potentiomètre est nécessaire pour que l’écran LCD marche. Le téléchargement de dossier <LiquidCrystal.h> est obligatoire pour que le code marche.

  Composants :
   - Écran LCD, modèle: 1602
   - Potentiomètre

 Pavé Numérique :
  Le pavé numérique (matrice 4×4) peut être connecté directement à l’Arduino. Pour la démarche du programme, on doit télécharger de dossier <Keypad.h> avec le “keypad.zip” et l'ajouter dans la bibliothèque du programme Arduino.
 Support :
  Support en Plastique :
   Pour les supports en plastique, on a utilisé l’imprimante 3D. Les fichiers « .stl » pour ses pièces ont été trouvé en ligne.
         Support de seringue imprimés en 3D :
   .stl and .scad Files
  Support en Bois :
   La découpeuse laser a été utilisée pour fabriquer les supports extérieurs en bois. La base pour la boite était fait par une application sûr l’internet qui s'appelle “Makercase” avec la dimension de notre pousse seringue.

C++ / Arduino Implémentation :
 GitHub Code