MESOMIX - automaatne värvi segamismasin: 21 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Kas olete disainer, kunstnik või loominguline inimene, kes armastab oma lõuendile värve visata, kuid soovitud tooni tegemisel on see sageli raske.

Niisiis, see kunstitehnoloogiline juhend kaob õhku. Kuna see seade kasutab riiulil olevaid komponente soovitud tooni valmistamiseks, segades automaatselt õige koguse CMYK (tsüaan-magenta-kollakasmust) pigmente, mis vähendab oluliselt värvide segamisele kuluvat aega või erinevate toodete ostmiseks kuluvat raha. pigmendid. Ja annab teile lisaaega oma loomingule.

Loodame, et naudite ja alustame!

Samm: kuidas see toimib?

Põhimõtteliselt on kaks värviteooria mudelit, mida peame selle projekti puhul kaaluma.

1) RGB värvimudel

RGB värvimudel on lisandvärvimudel, milles punane, roheline ja sinine valgus lisatakse mitmel viisil, et taasesitada laia värvivalikut. RGB värvimudeli peamine eesmärk on kujutiste tuvastamine, esitamine ja kuvamine elektroonilistes süsteemides, nagu televiisorid ja arvutid, kuigi seda on kasutatud ka tavapärases fotograafias.

2) CMYK värvimudel

CMYK värvimudel (protsessivärv, neli värvi) on lahutamatu värvimudel, mida kasutatakse värviprinterites. CMYK viitab neljale tindile, mida kasutatakse mõnes värvitrükis: tsüaan, magenta, kollane ja võti (must). CMYK mudel maskeerib värvid osaliselt või täielikult heledamal, tavaliselt valgel taustal. Tint vähendab valgust, mis muidu peegelduks. Sellist mudelit nimetatakse lahutavaks, sest tindid "lahutavad" heleduse valgest.

Lisavärvimudelites, näiteks RGB, on valge kõigi põhivärviliste tulede "lisand" kombinatsioon, must aga valguse puudumine. CMYK mudeli puhul on see vastupidi: valge on paberi või muu tausta loomulik värv, must aga värviliste tintide täielikust kombinatsioonist. Tindi raha säästmiseks ja sügavamate mustade toonide loomiseks toodetakse küllastumata ja tumedaid värve, kasutades tsüaani, magenta ja kollase kombinatsiooni asemel musta tinti.

2. samm: mehhanism

Nagu on mainitud jaotises "Kuidas see toimib?" samm, et selles masinas kasutatakse nii RGB kui ka CMYK värvimudeleid.

Niisiis, me kasutame RGB mudelit RGB värvikoodi sisestamiseks masinasse, samas kui CMYK mudel varju tegemiseks, segades CMYK pigmente, milles valge värvi maht on konstantne ja lisatakse käsitsi.

Niisiis, selleks, et välja selgitada selle masina ehitamiseks parim võimalik protseduur, visandasin ma vooskeemi, et oma mõtetes suur pilt selgeks teha.

Siin on plaan, kuidas asjad edasi lähevad:

• RGB väärtused ja valge värvi helitugevus saadetakse jadamonitori kaudu.
• Seejärel teisendatakse need RGB väärtused teisendusvalemi abil CMYK protsendiks.

R, G, B väärtused jagatakse 255 -ga, et muuta vahemikku 0..255 kuni 0..1:

R '= R/255 G' = G/255 B '= B/255 Musta võtme (K) värv arvutatakse punase (R'), rohelise (G ') ja sinise (B') värvi põhjal: K = 1-max (R ', G', B ') Tsüaanvärv (C) arvutatakse punase (R') ja musta (K) värvi järgi: C = (1-R'-K) / (1-K) Punane värv (M) arvutatakse rohelise (G ') ja musta (K) värvi järgi: M = (1-G'-K) / (1-K) Kollane värv (Y) arvutatakse sinise järgi (B ') ja must (K) värvid: Y = (1-B'-K) / (1-K)

• Selle tulemusel sain selle nõutava värvi CMYK protsendiväärtused.
• Nüüd tuleb kõik protsentuaalsed väärtused teisendada C-, M-, Y- ja K -mahtudeks, korrutades iga protsendiväärtuse valge värvi helitugevusega.

C (ml) = C (%) * Valge värvi maht (x ml)

M (ml) = M (%) * valge värvi maht (x ml) Y (ml) = Y (%) * valge värvi maht (x ml) K (ml) = K (%) * valge värvi maht (x ml)

Seejärel korrutatakse need C, M, Y ja K mahud vastava mootori pöörde astmetega

Pumpamiseks vajalikud sammud Värv = Värv (ml) * Vastava mootori sammud/pööre

Ja see on kõik, seda kasutades pumbatakse iga värv nii, et moodustub värvide segu, mis segatakse soovitud tooni saamiseks valge värvi täpse mahuga.

3. samm: disain

Otsustasin selle SolidWorksis kujundada, kuna töötan selle kallal viimased 2 aastat ning rakendasin projekteerimisetapis kõiki oma projekteerimis-, lahutamis- ja lisandite valmistamisoskusi, pidades samal ajal silmas kõiki parameetreid, sealhulgas isekomponentide kasutamist, kompaktne ja lauaarvutisõbralik disain, täpne, kuid kiire ja kulutõhus.

Pärast mõningaid kordusi jõudsin selle disainini, mis vastab kõigile minu nõuetele ja olen tulemustega üsna rahul.

4. samm: mida me vajame?

Elektroonilised osad:

• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL kilp
• 4x A4988 samm -draiver
• 1x alalisvoolu pistik
• 1x 13cmx9cm kiiklüliti
• 4 korda Nema 17
• 2x 15 cm RGB LED -riba
• 1x helisignaal
• 1x HC-05 Bluetooth

Riistvara komponendid:

• 24x 624zz laager
• 4x 50 cm pikk silikoontoru (välisläbimõõt 6 mm ja siseläbimõõt 4 mm)
• 1x 100 ml mõõtesilinder
• 5x 100 ml keeduklaas
• 30x M3x15 poldid
• 30x M3 pähklid
• 12x M4x20 poldid
• 16x M4x25 poldid
• 30x M4 mutrid
• ja mõned M3 ja M4 seibid

Tööriistad:

• Laserlõikamismasin
• 3D printer
• Allen Keys
• Tang
• Kruvikeeraja
• Jootekolb
• Liimipüstol

Samm: laserlõikamine

Algselt kujundasin raami vineerist, kuid arvasin, et 6 mm MDF sobib ka selle masina jaoks, kuid ainus probleem MDF -i puhul on see, et see on niiskusele vastuvõtlik ja tindi või pigmentide väljavoolamise tõenäosus on suur. paneelide peal.

Selle probleemi lahendamiseks kasutasin musta vinüüllehte, mis lisab kogukuludele vaid mõne dollari, kuid tagab masinale suurepärase mattviimistluse.

Pärast seda olin valmis oma paneelid lasermasina abil maha lõikama.

Lisan allpool olevad failid ja eemaldasin selle logo juba failist, et saaksite oma hõlpsalt lisada:)

6. samm: 3D -printimine

Käisin läbi erinevat tüüpi pumbad ja pärast palju uurimistööd leidsin, et peristaltilised pumbad sobivad ideaalselt minu vajadustega.

Kuid enamik neist Internetis on alalisvoolumootoritega pumbad, mis ei ole nii täpsed ja võivad nende juhtimisel tekitada probleeme, teisest küljest on mõned pumbad koos samm -mootoritega, kuid nende hind on üsna kõrge.

Niisiis, otsustasin kasutada 3D -prinditud peristaltilist pumpa, mis kasutab Nema 17 mootorit, ja õnneks jõudsin Thingiverse'i lingi kaudu, kus SILISAND tegi RALF -i peristaltilise pumba remiksi. (Eriline tänu SILISANDile ja RALFile nende disaini eest, mis aitas mind palju.)

Niisiis kasutasin oma projekti jaoks seda Peristaltic Pump'i, mis vähendas drastiliselt kulusid.

Kuid pärast kõigi osade printimist ja katsetamist sain aru, et need pole selle rakenduse jaoks päris ideaalsed. Seejärel redigeerisin vooliku survetoru, suurendades selle kumerust, et see saaks voolikule suuremat survet avaldada, ja redigeerisin ka klambri kinnituse ülaosa, et mootori võllist paremini haarduda.

Minu 3D -printeri seaded:

• Materjal (PLA)
• Kihi kõrgus (0,2 mm)
• Kesta paksus (1,2 mm)
• Täidetihedus (30%)
• Prindikiirus (50 mm/s)
• Düüsi temperatuur (210 ° C)
• Toetuse tüüp (kõikjal)
• Platvormi haardumistüüp (pole)

Saate alla laadida kõik selles projektis kasutatavad failid -

7. samm: laagrikinnitus

Laagrikinnituse kokkupanemiseks vajame järgmisi osi:

• 1x 3D -trükitud laagrikinnituse põhi
• 1x 3D -trükitud laagrikinnitus
• 6x 624zz laager
• 3x M4x20 poldid
• 3x M4 mutrid
• 3x M4 vahed
• M4 kuuskantvõti

Nagu piltidel kirjeldatud, sisestage kõik kolm M4x20 polti 3D -prinditud laagrikinnitusse, seejärel sisestage M4 seib, millele on lisatud kaks 624zz laagrit ja iga seib. Seejärel sisestage M4 mutrid 3D -prinditud laagrikinnituse põhja, pingutage poldid, asetades alumise kinnituse.

Teiste kolme laagrikinnituse tegemiseks järgige sama protseduuri.

Samm: tagapaneeli ettevalmistamine

Tagapaneeli kokkupanekuks vajame järgmisi osi:

• Laserlõigatud tagapaneel
• 4x 3D trükitud pumba alus
• 16x M4 mutrid
• 8x M3x16 poldid
• 8x M3 seibid
• 4x Nema 17 samm -mootor
• M3 kuuskantvõti

Tagapaneeli ettevalmistamiseks võtke 3D prinditud pumba alus ja sisestage M4 mutrid pumba aluse tagaküljel olevatesse piludesse, nagu on näidatud piltidel. Valmistage ülejäänud kolm pumba alust sarnaselt ette.

Joondage nüüd samm -mootor Nema 17 tagaküljel olevate piludega ja paigaldage pumba alus M3x15 poldi ja seibi abil. Koguge kõik mootorid ja pumba alus sama protseduuri abil.

Samm: kõigi tagapaneelil olevate pumpade kokkupanek

Kõigi pumpade kokkupanemiseks vajame järgmisi osi:

• Mootorid ja pumba alus kokku pandud tagapaneel
• 4x laagri kinnitused
• 4x 3D -trükitud vooliku surveplaat
• 4x 3D trükitud pumba ülaosa
• 4x 50 cm silikoonist toru (6 mm OD ja 4 mm ID)
• 16x M4x25 poldid

Sisestage kõik laagrite kinnitused mootorivõllidele. Seejärel asetage ränitoru laagrite kinnituste ümber, vajutades seda 3D -trükitud vooliku surveplaadiga. Ja sulgege pump, kasutades 3D prinditud pumba ülaosa M4x25 poltidega.

Samm: valmistage alumine paneel ette

Alumise paneeli kokkupanekuks vajame järgmisi osi:

• Laserlõigatud alumine paneel
• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL kilp
• 4x A4988 samm -draiver
• 4x M3x15 polt
• 4x M3 mutter
• M3 kuuskantvõti

Paigaldage Arduino Uno tagapaneelile, kasutades M3x15 polte ja M3 mutreid. Pärast seda virnastatakse GRBL Shield Arduino Unosse, järgides GR49 Shieldi A4988 Stepper Driversit.

Samm: pange kokku alumine ja esipaneel

Alumise ja esipaneeli kokkupanemiseks vajame järgmisi osi:

• Laserlõigatud esipaneel
• Alumine paneel koos elektroonikaga
• 6x M3x15 poldid
• 6x M3 pähkleid
• 3D prinditud keeduklaasihoidik

Sisestage alumine paneel esipaneeli alumistesse piludesse ja kinnitage see M3x15 poltide ja M3 mutrite abil. Seejärel kinnitage 3D prinditud keeduklaasihoidik M3x15 poltide ja M3 mutrite abil oma kohale.

12. samm: sisestage torud 3D -prinditud toruhoidikusse

Alumise ja esipaneeli kokkupanemiseks vajame järgmisi osi:

• Täielikult kokkupandud tagapaneel
• 3D trükitud toruhoidik

Selles etapis sisestage kõik neli toru 3D prinditud toruhoidiku avadesse. Ja veenduge, et mõni toru ulatub hoidikust välja.

Samm 13: Pange neli paneeli kokku

Esi-, taga-, ülemise ja alumise paneeli kokkupanemiseks vajame järgmisi osi:

• Esipaneeli ja alumise paneeli komplekt
• Tagapaneeli kokkupanek
• Ülemine paneel
• Lahe valge LED -riba

Kõigi nende paneelide kokkupanekuks kinnitage esmalt toruhoidik keeduklaasihoidja ülaosale. Seejärel kleepige LED -ribad ülemise paneeli alumisele küljele ja sisestage ülemine paneel taga- ja esipaneeli piludesse.

Samm: pange kokku mootori juhtmed ja külgpaneelid

Mootori juhtmete ja külgpaneelide kokkupanemiseks vajame järgmisi osi:

• Kokku pandud neli paneeli
• 4x mootorijuhtmed
• Külgpaneelid
• 24x M3x15 poldid
• 24x M3 pähklid
• M3 kuuskantvõti

Sisestage juhtmed mootori piludesse ja sulgege mõlemad külgpaneelid. Ja kinnitage paneelid M3x15 poltide ja M3 mutrite abil.

Samm: juhtmestik

Kogu elektroonika juhtmete ühendamiseks järgige skeemi järgmiselt.

Kinnitage alalisvoolu pistik tagapaneeli pesasse ja ühendage juhtmed GRBL Shieldi toite klemmidega

Seejärel ühendage mootori juhtmed Stepper Drivers klemmidesse järgmiselt

X -Stepper draiver (GRBL Shield) - tsüaanmootori traat

Y -samm -draiver (GRBL Shield) - magenta mootorijuhe

Z -Stepper draiver (GRBL Shield) - kollane mootorijuhe

A -astmeline juht (GRBL -kilp) - võtmemootorijuhe

Märkus: Ühendage GRBL Shieldi A-Step ja A-Direction džemprid vastavalt tihvtiga 12 ja tihvtiga 13. (A-Step ja A-Direction džemprid on saadaval toiteterminalide kohal)

Ühendage Bluetooth HC -05 järgmistesse terminalidesse -

GND (HC -05) - GND (GRBL -kilp)

5V (HC -05) - 5V (GRBL kilp)

RX (HC -05) - TX (GRBL kilp)

TX (HC -05) - RX (GRBL kilp)

Ühendage sumin järgmistesse terminalidesse -

-ve (helisignaal) - GND (GRBL kilp)

+ve (helisignaal) - CoolEn pin (GRBL kilp)

Märkus. Toite see masin vähemalt 12 V/10 A toiteallikaga

16. samm: mootorite kalibreerimine

Pärast masina sisselülitamist ühendage Arduino USB -kaabli abil arvutiga, et installida Arduino Uno kalibreerimise püsivara.

Laadige alla allpool toodud kalibreerimiskood ja laadige see Arduino Unosse ning täitke mootorite kõigi sammude kalibreerimiseks järgmised juhised.

Pärast koodi üleslaadimist avage seeriamonitor kiirusega 38400 ja lubage nii CR kui ka NL.

Nüüd andke käsk mootoripumpade kalibreerimiseks:

START

Argumenti „Pump to Calibrate” on vaja Arduino käsuks, millisele mootorile kalibreerida ja mis võib võtta väärtusi:

C => tsüaanmootorile

M => Magenta mootor Y => Kollase mootori jaoks K => Võtmemootori jaoks

Oodake, kuni pump laadib värvi torusse.

Pärast laadimist puhastage kolb, kui selles on värve, Arduino ootab, kuni saadate kinnitamise käsu kalibreerimise alustamiseks. Kalibreerimise alustamiseks saatke "Jah" (ilma jutumärkideta).

Nüüd pumpab mootor värvi kolbi, mida me mõõtesilindri abil mõõtma hakkame.

Kui meil on pumbatava värvi mõõdetud väärtus, saame teada valitud mootori sammud ühiku kohta (ml), kasutades järgmist valemit:

5000 (vaikesammud)

Sammud ML kohta--------------------- Mõõdetud väärtus

Nüüd pange iga mootori sammude väärtus (ml) põhikoodi etteantud konstantide järgi:

rida 7) const float Cspu => Hoiab tsüaanimootori ühiku astmete väärtust

rida 8) const float Mspu => Hoiab Magenta mootoririda sammude väärtust 9) const float Yspu => Hoiab kollase mootoririda sammude väärtust 10) const float Kspu => Hoiab sammude väärtust Võtme mootori üksus

MÄRKUS. Kõik mootorite nõuetekohase kalibreerimise sammud ja protseduurid kuvatakse jadamonitori kalibreerimise ajal

17. samm:

18. samm: kodeerimine

Pärast mootorite kalibreerimist on aeg värvide tegemise põhikood alla laadida.

Laadige alla põhikood ja laadige see Arduino Unosse ning kasutage selle masina kasutamiseks saadaolevaid käske:

LOAD => Kasutatakse värvipigmendi laadimiseks räni torusse.

CLEAN => Kasutatakse värvipigmendi mahalaadimiseks räni torusse. SPEED => Kasutatakse seadme pumpamiskiiruse uuendamiseks. võtke täisarv, mis tähistab mootorite pöörlemiskiirust. Vaikimisi on seatud 100 ja seda saab uuendada vahemikus 100 kuni 400. PUMP => Kasutatakse seadme soovitud värvi tegemiseks. võtab täisväärtuse, mis tähistab punast väärtust. võtab täisarvu väärtuse, mis tähistab rohelist väärtust. võtab täisväärtuse, mis tähistab sinist väärtust. võtab täisväärtuse, mis tähistab valge värvi mahtu.

MÄRKUS. Enne selle koodi kasutamist värskendage kindlasti kalibreerimiskoodi iga mootori vaikesammude väärtusi

19. samm: ja me oleme VALMIS

Olete lõpuks valmis! Siin peaks lõpptoode välja nägema ja töötama.

Selle toimimise nägemiseks klõpsake siin

20. samm: tulevik

Kuna see on minu esimene prototüüp, mis on palju parem kui ma ootasin, kuid jah, see nõuab palju optimeerimist.

Siin on mõned järgmised uuendused, mida otsin selle masina järgmist versiooni -

• Katsetage erinevate tintide, värvide, värvide ja pigmentidega.
• Androidi rakenduse väljatöötamine, mis pakub juba installitud Bluetoothi abil paremat kasutajaliidest.
• Ekraani ja pöörleva kodeerija paigaldamine, mis muudab selle eraldiseisvaks seadmeks.
• Otsib paremaid ja usaldusväärsemaid pumpamisvõimalusi.
• Google'i abi installimine, mis võib muuta selle reageerivamaks ja nutikamaks.

21. samm: PALUN HÄÄLETAGE

Kui teile see projekt meeldib, hääletage see konkursi "Esmakordne autor" poolt.

Tõesti väga hinnatud! Loodan, et teile meeldis projekt!

Vikerkaarevõistluse värvide teine koht