7. 플런저 펌프 — 네 값을 코드로 · Dr. Yoo's mRNA Vaccine Synthesiser Firmware, First Steps

논문은 섞기를 네 값으로 적었습니다 — steps · speed · interval · loops. 그리고 그 값이 얼마였는지는 “최적화했다” 고만 적었습니다.

우리는 그 네 값을 레시피 파일에 적습니다. 그러면 다음 사람이 같은 섞기를 재현할 수 있습니다. /mech 6강이 “섞기가 숫자가 되었다” 고 한 것의 코드 판입니다.

- step: mix_beads
  device: plunger
  params:
    volume_ul: 100      # steps → 부피로 바꿔 적는다 (사람이 읽는 단위)
    speed_ul_s: 200
    interval_s: 0.5
    loops: 16
  max_duration_s: 120   # 19강의 진행 워치독이 쓴다

네 값을 밀어 보세요. 걸리는 시간과 섞임 정도, 그리고 검증에 걸리는지가 함께 바뀝니다.

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레시피 값은 기계에 닿기 전에 검사합니다. “실린더보다 큰 부피” 가 하드웨어까지 내려가면 안 됩니다.

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# 레시피의 값을 '받기 전에' 검사한다 — 범위를 벗어난 값은 기계에 닿으면 안 된다.
LIMITS = {                       # 장치가 물리적으로 감당하는 범위
    "volume_ul":  (10, 200),     # 실린더가 200 µL 짜리다
    "speed_ul_s": (20, 500),     # 너무 빠르면 비드와 mRNA 에 전단력
    "interval_s": (0.0, 10.0),
    "loops":      (1, 64),
}

def validate(params):
    bad = []
    for k, (lo, hi) in LIMITS.items():
        if k not in params:
            bad.append("%s 가 없다" % k); continue
        v = params[k]
        if not (lo <= v <= hi):
            bad.append("%s=%s 가 범위 [%s, %s] 밖이다" % (k, v, lo, hi))
    return bad

for name, p in [
    ("정상",       {"volume_ul": 100, "speed_ul_s": 200, "interval_s": 0.5, "loops": 16}),
    ("너무 빠름",   {"volume_ul": 100, "speed_ul_s": 900, "interval_s": 0.5, "loops": 16}),
    ("실린더 초과", {"volume_ul": 400, "speed_ul_s": 200, "interval_s": 0.5, "loops": 16}),
    ("빠뜨림",     {"volume_ul": 100, "speed_ul_s": 200, "loops": 16}),
]:
    errs = validate(p)
    print("%-12s %s" % (name, "통과" if not errs else "⛔ " + " / ".join(errs)))
print()

# 통과한 값으로 시간과 섞임을 계산한다
p = {"volume_ul": 100, "speed_ul_s": 200, "interval_s": 0.5, "loops": 16}
V_rxn = 200.0
t = (2 * p["volume_ul"] / p["speed_ul_s"] + p["interval_s"]) * p["loops"]
left = (1 - p["volume_ul"] / V_rxn) ** p["loops"]
print("이 조건: %d 회 왕복 → %.0f 초, 안 섞인 비율 %.3f %%" % (p["loops"], t, left * 100))

취소할 수 있게 만든다

열여섯 번 왕복이 백 초 걸립니다. 그 사이에 사용자가 중지를 누르거나 결함이 잡히면 중간에 멈출 수 있어야 합니다.

async def mix(self, volume_ul, speed_ul_s, interval_s, loops):
    for i in range(loops):
        if self._abort.is_set():          # 매 회 확인한다
            await self._park()            # 플런저를 안전한 자리로
            raise Aborted("mix 중단 (%d/%d 회)" % (i, loops))
        await self._stroke(volume_ul, speed_ul_s)
        await asyncio.sleep(interval_s)

요령은 “취소 지점을 루프 안에 둔다” 입니다. 한 번 왕복은 짧으니 그 단위로 끊습니다. 왕복 도중에 끊으면 액체가 실린더에 남습니다.

🤔 Check yourself

섞기 조건을 코드가 아니라 레시피 파일에 두는 까닭으로 가장 알맞은 것은?

🤔 Check yourself

취소 확인을 왕복 루프 안에 두는 까닭은?