Pioreactor Pioreactor 40 mL v1.5

Parametry handlowe i kompletacja

Aktualna karta produktu identyfikuje „Pioreactor 40ml v1.5”, SKU 1040 i cenę 354 USD w konfiguracji bazowej w dniu 2 września 2026 r. Produkt jest dostępny jako zestaw do montażu, a wybrane warianty także jako urządzenie zmontowane i funkcjonalnie sprawdzone. Opcje obejmują m.in. kamerę i wyświetlacz OLED. Cena instalacji obejmującej pompy, przewody, czujniki dodatkowe, leadera, sieć i części eksploatacyjne będzie wyższa od ceny samego zestawu.

W podstawowym zestawie producent wymienia:

• nakładkę Pioreactor HAT dla Raspberry Pi; - płytkę grzania i pomiaru temperatury, deklarowaną od temperatury otoczenia do około 15°C ponad otoczenie; - zespół mieszadła i pręt PTFE 15 × 6 mm; - system optyczny Eye-Spy do pomiaru gęstości optycznej; - borokrzemowe naczynie 40 mL; - Vial Cap S z portami ze stali nierdzewnej 304 o długości 75 mm i żeńskimi końcówkami luer lock dla dopływu i odpływu; - śruby, nakrętki i dystanse potrzebne do montażu.

Źródłem danych jest bieżąca karta Pioreactor 40 mL.

Pojemność: trzy różne liczby

Model API pioreactor_40ml v1.5 podaje średnicę 27 mm. Materiały producenta wymieniają wartości 40 mL, zalecany zakres 10–25 mL, wartość marketingową 30 mL i techniczne maksimum 36 mL używane przez profil oprogramowania.

Sama zmiana modelu w Inventory nie przesuwa fizycznego przewodu.

Rewizje 1.0 i 1.5

Bieżącą rewizją jest 1.5; profil pioreactor_40ml v1.0 pozostaje oznaczony w API jako legacy. Producent sprzedawał zestaw aktualizacyjny 40 mL v1.0 → v1.5. Oznacza to, że na rynku występują urządzenia pierwotnie 1.0, częściowo lub w całości zmodernizowane.

Najważniejszą zmianą v1.5 jest przeniesienie toru fotodiod na małe płytki Eye-Spy. Starszy układ używał fotodiod 5 mm na przewodach doprowadzonych do HAT, a konwersję realizował 8-bitowy ADC RP2040. Producent wskazał podatność przewodów na EMI i mechaniczne przesuwanie detektora. Eye-Spy integruje 16-bitowy ADC i większe wzmocnienie, jest mocowany czterema śrubami i używa STEMMA QT. Źródło: ogłoszenie Pioreactor v1.5.

Zmiana optyki oddziałuje na materiał porównawczy.

Elektronika i magistrale

Pioreactor wspiera Raspberry Pi 3 B+, 3 A+, 4 B, 5 i Zero 2 z 40-pinowym złączem oraz Wi-Fi. Każdy wariant oznacza inny SoC Broadcom, RAM, kontroler sieci i sposób zasilania. Modele 3 B+/4 B oferują natywny Ethernet, a Zero 2 korzysta z Wi‑Fi albo adaptera Ethernet.

Oficjalne przypisania pinów dla HAT v1.x to GPIO17/PWM1, GPIO13/PWM2, GPIO16/PWM3, GPIO12/PWM4 i GPIO18/PWM5 przeznaczony dla ogrzewania. Złącza wyjściowe mają raster 2,54 mm; producent stosuje także złącza TE Connectivity AMP 487526-1 dla części wykonawczych.

W oficjalnych profilach HAT 1.1 i 1.2 mikrokontroler RP2040/Pico obsługujący ADC/DAC odpowiada pod I²C 0x2C, a czujnik temperatury płytki grzejnej pod 0x4F. Profil 40 mL v1.5 mapuje przetworniki optyczne pd1 i pd2 odpowiednio pod 0x48 i 0x49. W HAT 1.0 ADS1115 używa 0x48, DAC 0x49, a czujnik temperatury 0x4F. Rejestr źródłowy: I²C addresses.

Mieszanie, ogrzewanie i sygnały optyczne

Pręt 15 × 6 mm jest wyraźną różnicą względem pręta 3 × 10 mm w modelu 20 mL. Zmienia obciążenie napędu, zakres użytecznych obrotów i charakterystykę kalibracji RPM. Czujnik Halla zapewnia sprzężenie; jego pin i mechanika różnią się między HAT 1.0 a 1.1/1.2.

Deklarowane grzanie do otoczenie +15°C jest słabsze niż +25°C podawane dla 20 mL. Software’owy model v1.5 zawiera progi ochronne 78°C — redukcja grzania, 80°C — wyłączenie grzania, 85°C — shutdown.

W standardowej konfiguracji v1.5 dwa Eye-Spy odpowiadają kanałowi referencyjnemu i pomiarowi pod kątem 90°.

Software’owy profil modelu

Aktualne API leadera udostępnia listę modeli oraz przypisanie modelu per worker. Dla 40 mL v1.5 zwraca model_name=pioreactor_40ml, model_version=1.5, pojemność 40, średnicę 27 i limit napełnienia 36. Starszy 1.0 ma te same wymiary w metadanych; is_legacy=true. Worker można przepisać na inny model za pośrednictwem API lub CLI.

Wydanie 26.7.0 rozbudowało pio status o model oraz kontrole zgodności model–hardware.

Pliki w ~/.pioreactor/hardware/hats/<wersja>/ opisują fizyczne okablowanie HAT, a ~/.pioreactor/hardware/models/<model>/<wersja>/ intencję modelu.

System operacyjny, pamięć i aktualizacje

System działa headless z microSD, zwykle 16–32 GB UHS-I/Class 10.

Od 26.3.0 aplikacja używa numeracji YY.M.N. Na dzień 2 września 2026 r. publiczne Releases wskazywały 26.8.1 jako najnowsze wydanie.

Topologia sieciowa i usługi

Centralny interfejs rozsyła żądania i zbiera dane, a każdy Raspberry Pi pozostaje samodzielnym hostem.

Domyślny profil usług obejmuje SSH 22/TCP, HTTP 80/TCP, MQTT 1883/TCP i MQTT WebSocket 9001/TCP oraz mDNS.

Opcjonalny plugin Basic Auth wprowadza uwierzytelnienie; nie szyfruje transmisji. Producent zaleca nie wystawiać interfejsu do Internetu, korzystać z osobnej kontrolowanej sieci lub prywatnego rozwiązania zdalnego, zmieniać poświadczenia i ograniczyć instalowanie pluginów. Z punktu widzenia kontroli ABW/CBZC istotne jest ustalenie, czy urządzenie było widoczne wyłącznie w VLAN laboratoryjnym, czy także z sieci biurowej, gościnnej, VPN lub port-forwardingu.

Galeria identyfikacyjna

Bieżący Pioreactor 40 mL z widocznym komputerem, HAT-em i prowadzeniem przewodów. Źródło: oficjalna dokumentacja lub karta produktu Pioreactor.

Konfiguracja 40 mL z opcjonalnym wyświetlaczem i kamerą. Źródło: oficjalna dokumentacja lub karta produktu Pioreactor.

Zbliżenie opcjonalnego toru kamery przy naczyniu 40 mL. Źródło: oficjalna dokumentacja lub karta produktu Pioreactor.

Bieżący stos sterowania 26.8.1 — granica zgodności

Kod źródłowy sprawdzony 8 września 2026 r. wskazuje wersję aplikacji 26.8.1 i commit 5d758529ea23aef387a2f18f4a774ff3898db7bc z 19 sierpnia 2026 r. Pioreactor przyjął schemat wersji YY.M.N; numer oprogramowania nie oznacza rewizji mechanicznej. Ten sam release może sterować modelami 20 mL, 40 mL, XR i sprzętem legacy, ale dobiera parametry przez jawny model i wersję workera.

Od wydania 25.11.12 backend, unit API i UI są utrzymywane w jednym repozytorium. Obraz bazowy przeszedł na Debian 13 „Trixie”, wprowadził /etc/pioreactor.env, usługę pioreactor-web.service i katalog /run/pioreactor/.

Od 26.4.0 konfiguracja właściwa dla jednostki jest przechowywana przez worker w unit_config.ini; leader utrzymuje jej obraz i pobiera aktualny stan. Interfejsy nazwane wcześniej /api/config/files* zostały usunięte na rzecz zasobów shared oraz unit-specific. W mieszanym klastrze leader i workery mogą zatem różnić się zarówno buildem aplikacji, jak i własnością konfiguracji.

Web UI — widoki operacyjne

Okno zarządzania konkretnym workerem: etykieta, docelowe RPM, temperatura i odstęp między dawkami. Źródło: oficjalna dokumentacja Pioreactor.

Panel Pioreactors pokazuje stan zadań i ustawień osobno dla każdego workera. Zakładki Activities, Settings, Dosing, LEDs i System odpowiadają różnym klasom komend. Zmiana Target stir RPM wpływa nie tylko na mieszanie, ale także na tor optyczny; zbyt wolne mieszanie może się zatrzymać, a zbyt duży wir zmienić OD. Pole czasu między dawkami może spowodować wcześniejsze zdarzenie dawkowania, dlatego zmiana w UI powinna być korelowana z logiem i wpisem dosing_events.

Overview z wykresami, podsumowaniem dawkowania i tabelą zdarzeń zawierającą czas, worker, źródło oraz komunikat. Źródło: oficjalna dokumentacja Pioreactor.

Overview łączy dane historyczne z SQLite z bieżącym stanem przesyłanym przez MQTT. Tabela zdarzeń odróżnia jednostkę i komponent źródłowy, np. monitor, instalację pluginu albo dodanie workera.

Okno wyboru modelu rozdziela 20/40 mL v1.5 oraz rewizje legacy. Źródło: oficjalna instrukcja instalacji.

Wybór modelu nie jest opisem kosmetycznym. Profile sprzętowe wpływają na geometrię naczynia, objętości, kanały optyczne, adresy I²C, pinout, ustawienia mieszania i dostępne kalibracje. Błędnie wybrany wpis może sprawić, że poprawny fizycznie sensor zostanie zinterpretowany jako inny kanał lub automatyka użyje wartości właściwych dla innej rewizji.

Drugi widok ustawień workera pokazujący, że parametry procesu są edytowane z centralnego web UI. Źródło: oficjalna dokumentacja Pioreactor.

Topologia leader–worker i granice zaufania

Leader serwuje SPA, obsługuje leader API, prowadzi główną bazę SQLite, uruchamia zadania tła przez Huey, pośredniczy w komendach do workerów i zazwyczaj hostuje Mosquitto. Worker wykonuje sterowanie lokalne i od 24.9.19 ma własny web server z unit_api, bez interaktywnego UI.

Warstwa webowa jest serwowana przez lighttpd. Pakiet zawiera osobne konfiguracje aplikacji, CORS i HTTPS, a podstawowa dokumentacja kieruje do http://pioreactor.local. Backend działa jako FastCGI z aplikacją Python, a długie operacje trafiają do kolejki Huey.

MQTT przenosi stan i komendy. Typowy broker nasłuchuje na TCP/1883, a web UI używa MQTT over WebSocket na TCP/9001. Dokumentowany przykład konfiguracji zawiera użytkownika pioreactor, hasło raspberry, use_tls=0 i WebSocket ws; HTTP UI zwykle korzysta z TCP/80, SSH z TCP/22, a mDNS z nazw .local.

Poświadczenia i uwierzytelnienie

Historyczne obrazy i skrypty klastrowe używały konta Linux pioreactor oraz hasła raspberry; to samo hasło występuje w przykładach MQTT. Współczesny proces przygotowania obrazu przez Raspberry Pi Imager prosi operatora o ustawienie nazwy użytkownika i hasła, więc raspberry jest wskaźnikiem do kontroli, a nie gwarantowanym poświadczeniem każdej sztuki.

Producent udostępnia opcjonalny plugin Basic Auth dla UI. Basic Auth bez HTTPS nie zapewnia poufności transportu; osobnymi mechanizmami pozostają konta Linux, klucze SSH leader–worker i poświadczenia MQTT.

Dokumentacja hardeningu zaleca niewystawianie interfejsu bezpośrednio do Internetu, odrębną sieć laboratoryjną lub prywatny kanał zdalny, zmianę haseł Linux/MQTT/AP oraz ograniczenie instalowania pluginów. Pliki DISALLOW_UI_INSTALLS i DISALLOW_UI_FILE_SYSTEM blokują wybrane operacje z UI/API, ale nie zastępują kontroli dostępu do SSH ani integralności samego systemu plików.

Dane trwałe i schemat SQLite

Główna baza leadera ~/.pioreactor/storage/pioreactor.sqlite jest źródłem danych historycznych dla UI. Aktualny schemat obejmuje między innymi tabele experiments, workers, przypisania workerów, raw_od_readings, od_readings_filtered, od_readings_fused, growth_rates, temperature_readings, stirring_rates, dosing_events, ustawienia i zdarzenia automatyki dawkowania/LED/temperatury, led_change_events, pwm_dcs, logs, calibrations, od_blanks, historie konfiguracji i uruchomienia profili eksperymentów.

Na węźle występują także SQLite cache: trwały local_persistent_pioreactor_metadata.sqlite oraz bieżący cache metadanych. W gałęzi 26.x cache tymczasowy przeniesiono do /run/pioreactor/, a SQLite może używać WAL/SHM. Kopia wykonana przy aktywnym procesie bez plików -wal i -shm może nie odzwierciedlać najnowszych transakcji. Oficjalne zadanie backupu potrafi kopiować bazę na workery; te repliki są dodatkowymi artefaktami, nie automatycznie niezależnym źródłem integralności.

Od wersji 24.5.22 MQTT w Pioreactorze jest kanałem danych efemerycznych, a trwałe dane procesu są przechowywane w SQLite.

Profile, kalibracje i estymatory

Profile eksperymentów są plikami YAML opisującymi kolejność zadań i nastaw. UI pozwala je tworzyć, edytować i uruchamiać, a backend zapisuje uruchomienia. Kalibracje pomp, OD i mieszania są osobnymi obiektami z nazwą, datą oraz aktywnym wyborem. W XR dochodzą estymatory fuzji kanałów. Kopia samych wykresów bez profilu, aktywnych kalibracji i mapowania modelu jest niewystarczająca do niezależnego odtworzenia wyniku.

Aktualizacje i łańcuch dostaw pluginów

Polecenia pio update i pios update aktualizują aplikację, UI, a zależnie od wydania także komponenty systemowe i skrypty migracyjne. Repozytorium zawiera wersjonowane migracje SQL, pakiety systemowe, zmiany usług i pliki konfiguracyjne. Aktualizacja może więc zmienić nie tylko kod Pythona, ale również lighttpd, bazę, systemd, model konfiguracji i lokalizację artefaktów.

Plugin może dostarczyć joby, automatyzacje, endpointy, elementy UI, definicje sprzętu, tabele SQL i eksportowane datasety. Od 26.4.0 opis możliwości workera jest pobierany dynamicznie, więc plugin obecny tylko na workerze może pojawić się w centralnym UI.

Elektronika, I²C i zależność od Raspberry Pi

Pioreactor HAT nie jest samodzielnym komputerem aplikacyjnym. GPIO, I²C, PWM i pomocniczy mikrokontroler współpracują z Raspberry Pi; obsługiwane modele mają różne SoC Broadcom i ilości RAM, a microSD pozostaje podstawowym nośnikiem.

Profile I²C rozdzielają przetworniki i moduły pomiarowe. Konflikt adresu, niestabilne zasilanie albo uszkodzenie przewodu może dawać przerwy w OD, temperaturze lub sterowaniu, które zdalnie wyglądają podobnie do błędu software. Self-testy pomagają w diagnostyce, lecz nie stanowią kryptograficznego attestation sprzętu.

Źródła podstawowe

• Pioreactor 40 mL v1.5 — karta produktu
• Pioreactor v1.5 — zmiany optyki i mechaniki
• Getting started — indeks wersji i modernizacji
• API Reference — modele i endpointy leadera
• Unit API Reference
• Customize the hardware interface
• GPIO pins used
• I²C addresses
• Security hardening
• Data stores
• Filesystem locations
• Updating the software
• Using USB drives
• Releases — oficjalne repozytorium

Stan źródeł sprawdzono 2 września 2026 r. Wartości bieżącej ceny i najnowszego release’u są migawką; dla zabezpieczonego urządzenia wiążący jest odczyt lokalny i dokumentacja odpowiadająca znalezionej wersji.