PalmSens Potentiostat

PalmSens 恒电位仪 — MCP 服务

让 AI Agent 在支持 MethodSCRIPT 的 PalmSens 恒电位仪上运行循环伏安法、线性扫描伏安法、差分脉冲伏安法和计时电流法，并获取降采样数据、峰值摘要以及可选的全分辨率 CSV 文件。

软件包	labmcp-palmsens
仪器	EmStat Pico（模块和开发板）、EmStat4 LR/HR（EmStat4S、EmStat4M、EmStat4X）、Sensit Wearable / Sensit BT、Nexus
接口	USB（虚拟 COM 端口）、UART
协议	MethodSCRIPT v1.x（MethodSCRIPT 手册 v1.8），通过 PalmSens 在线通信协议（EmStat Pico v1.6、EmStat4 v1.3）；并已与 PalmSens/MethodSCRIPT_Examples 交叉核对
状态	🧪 模拟：已通过线路级模拟器测试，尚未在硬件上验证。报告硬件测试结果

无需硬件即可试用

uvx labmcp-palmsens --simulate --check

模拟器是一台配有 3 mm 圆盘电极的 EmStat Pico，电极浸在 1 mM 可逆单电子氧化还原电对溶液中（E° = +0.20 V，类似于相对于 Ag/AgCl 的亚铁氰化物/铁氰化物）。它会解析服务发送的脚本，并流式传输编码正确的数据包，因此你可以获得完整的 CV“鸭形”曲线、DPV 峰值和 Cottrell 衰减。模拟时间比实际时间快 10 倍；可通过 --option sim_speed=1（实际时间）或 =100 更改速度。

连接仪器

1. 关闭 PSTrace / MultiTrace。 串行端口只能由一个程序占用。
2. 查找端口： uvx labmcp ports。EmStat Pico 开发板或 Sensit 会显示为 USB 串行端口（FTDI）。EmStat4 或 Nexus 会显示为以设备命名的虚拟 COM 端口。
3. 测试连接：

   uvx labmcp-palmsens --address /dev/ttyUSB0 --check            # EmStat Pico / Sensit (Linux)
   uvx labmcp-palmsens --address /dev/tty.usbmodemXXXX --check   # EmStat4 (macOS)
   uvx labmcp-palmsens --address COM7 --check                    # Windows
   

   默认值适用于 EmStat Pico：230400 波特率、8N1、XON/XOFF，以 LF 作为行结束符。通过 USB 连接时，EmStat4 和 Nexus 会忽略波特率。通过 UART 连接 EmStat4 时，请使用 serial://COM7?baudrate=921600&rtscts=true&xonxoff=false。
4. --check 会发送固件版本（t）和序列号（i）命令，并打印型号、固件版本和序列号。

添加到 MCP 客户端

Claude Code

claude mcp add potentiostat -- uvx labmcp-palmsens --address /dev/ttyUSB0

Claude Desktop / Cursor / Windsurf（claude_desktop_config.json、.cursor/mcp.json，……）

{
  "mcpServers": {
    "potentiostat": {
      "command": "uvx",
      "args": ["labmcp-palmsens", "--address", "/dev/ttyUSB0"]
    }
  }
}

添加 --read-only 后，仅允许查看设备信息：所有测量工具都会施加电位，因此会被隐藏。

工具

工具	类型	描述
abort_measurement	🛑 safety	立即中止正在运行的测量或脚本（通信命令 Z），并确保关闭电解池。即使当前没有运行任务，也可以安全调用。
get_command_log	👁 read	返回最近发送给仪器的原始命令和收到的回复（最新内容排在最后）。可用于调试和记录操作内容。
get_connection_info	👁 read	报告当前连接的仪器（身份、地址、模拟或真实）、服务是否为只读，以及当前启用的安全限制。请先调用此工具。
get_device_info	👁 read	识别恒电位仪（型号、固件、序列号），并列出其电位窗口、PGStat 模式和电流量程，以便在支持范围内选择测量参数。
reconnect	🛑 safety	关闭并重新打开与仪器的连接（例如，仪器断电重启或重新插拔电缆后）。
run_chronoamperometry	⚠️ hazard	将电解池保持在 potential_v 电位 run_time_s，并每隔 interval_s 记录一次电流。返回数据（时间来自仪器计时器），以及电流的首值、末值、平均值和电荷量。此操作会对电解池施加电位。
run_cyclic_voltammetry	⚠️ hazard	运行循环伏安图：begin -> vertex 1 -> vertex 2 -> begin，重复 n_scans 次，并返回电位／电流／时间数据，以及每次扫描的阳极峰和阴极峰。整个扫描期间都会对电解池施加电位；扫描结束后会关闭电解池。
run_differential_pulse_voltammetry	⚠️ hazard	运行差分脉冲伏安法（电流 = 正向电流 − 反向电流，每步计算一次），从起始电位扫描到终止电位，并返回数据以及峰值电流和峰电位。扫描速率必须小于 step / pulse_time / 2。此操作会对电解池施加电位。
run_linear_sweep_voltammetry	⚠️ hazard	从 begin_potential_v 到 end_potential_v 运行线性扫描伏安图，并返回数据以及最大／最小电流及其出现位置。此操作会对电解池施加电位。
run_methodscript	⚠️ hazard	高级：运行原始 MethodSCRIPT，并返回其原始输出和解码后的数据包。set_e / set_range_minmax da 中的字面电位，以及 CV、LSV、DPV、SWV、NPV、ACV、CA、PAD、EIS 和快速 CV/CA 技术中的字面电位，都会根据 max_potential_v 进行检查；原始脚本中 set_range ba / set_autoranging ba 的字面电流值会根据 max_current_range_a 进行检查。运行时计算出的值不受检查。运行时间超过 timeout_s 后会中止；请在脚本中添加 on_finished: + cell_off，以便在中止后关闭电解池。发生运行时错误、超时或调用 abort_measurement 后，服务会自行关闭电解池。

安全限制

限制	默认值	含义
max_potential_v	2.0 V	任一技术（或原始脚本中的字面值）可施加的相对于 RE 的最大绝对电位，包括 DPV 脉冲
max_current_range_a	0.01 A	Agent 可选择的最高电流量程（使用自动量程时，仪器不会超过 current_range_a）；在原始脚本中，该值适用于 set_range ba / set_autoranging ba 的字面值
max_duration_s	600 s	单次测量（包括平衡过程）或原始脚本的最长运行时间

启动时可覆盖限制，例如：--limit max_potential_v=1.0 --limit max_duration_s=1800。无论限制值如何，单次工具调用最长不超过一小时。

示例提示词

• “对我的亚铁氰化物样品进行 CV：从 −0.2 V 扫描到 +0.6 V 再返回，扫描速率为 50 mV/s，扫描三次，并告诉我 E½ 和峰间距。”
• “进行扫描速率研究：在 −0.1 至 0.5 V 之间以 25、50、100 和 200 mV/s 的扫描速率进行 CV，将每次结果保存为 CSV，并检查峰值电流是否与 √v 成正比。”
• “从 0 扫描到 0.6 V 进行 DPV，脉冲为 50 mV，并报告峰电位和峰高。”
• “保持 0.5 V 60 s，每隔 0.2 s 记录一次电流，并告诉我通过的总电荷量。”
• “这台恒电位仪支持什么电位窗口和电流量程？”
• “中止测量。”

注意事项

• 服务发送的内容。 每种技术都是一个 MethodSCRIPT，仿照 PalmSens 的测量循环示例编写：set_pgstat_chan 0、set_pgstat_mode、set_max_bandwidth、set_range_minmax da、set_range ba、set_autoranging ba、set_e、cell_on、可选的 wait，然后是 meas_loop_cv / lsv / dpv / ca，并通过 pck_add 添加设定电位和电流，最后执行 on_finished: cell_off。因此，测量完成或中止后，电解池都会关闭。发生运行时错误时会跳过 on_finished:（MethodSCRIPT 手册 §10.1），因此发生此类错误后，服务会发送单独的 cell_off 脚本。确切脚本见 get_command_log。
• PGStat 模式和带宽。 最大带宽为数据速率的 6 倍（PalmSens 示例采用的比例）。对于 EmStat Pico 和 Sensit，服务会依次选择低速（−1.25 至 2.0 V，2.2 V 窗口，≤ 100 Hz）、最大量程（−1.7 至 2.0 V，2.6 V 窗口），然后是高速（1.214 V 窗口），以适配你的电位。如果都不适用，服务会在发送任何内容之前说明原因。EmStat4 和 Nexus 使用低速模式；根据手册，这些仪器上的模式并无差异。
• 电流符号和单位。 阳极（氧化）电流为正；电位是相对于 RE 的设定电位；time_s 对于计时安培法取自仪器计时器，对于扫描测量则由阶跃速率／扫描速率计算得出。
• 摘要。 CV 峰值是每次扫描的原始电流最大值和最小值（不进行基线校正）。ΔEp 和中点为估算值。阶梯采样会使大步长下的 ΔEp 略大于理想值 59 mV。
• 原始脚本。 run_methodscript 会将 set_e、set_range_minmax da、CV/LSV/DPV/SWV/NPV/ACV/CA/PAD/EIS 循环以及 meas_fast_cv / meas_fast_ca 中的字面电位（以及 store_var 字面值）与 max_potential_v 进行比较（包含 DPV 脉冲和 2 倍 SWV 振幅）。set_range ba / set_autoranging ba 中的字面电流量程会与 max_current_range_a 进行比较。脚本内部计算的值不会经过检查。脚本会在 timeout_s 后中止，并运行 cell_off 脚本。
• 中止。 abort_measurement 会发送通信协议的 Z 命令。正在运行的技术会返回截至当时测得的数据，并将 aborted: true。之后（以及没有任务运行时），服务会运行一行 cell_off 脚本，因此即使原始脚本没有 on_finished:，电解池也会关闭。如果无法读取正在运行的脚本输出（例如 USB 故障），服务会中止脚本并关闭电解池，然后报告错误；如果仅有一行数据损坏，则会跳过该行并发出警告。
• 保存数据。 save_path 必须以 .csv 结尾；缺失的文件夹会自动创建，且绝不会覆盖已有文件（请使用新文件名）。测量开始前会检查路径。值为 nan 的数据点会被省略（并发出警告）。
• 未涵盖的内容： 恒电流技术、EIS、SWV/NPV/PAD、多路复用器、双恒电位仪模式、多通道 MultiEmStat4 系统以及 CRC16 协议扩展。对于内置技术之外的单通道脚本，请使用 run_methodscript。

硬件验证

型号	固件	接口	验证者	日期
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