MESOMIX - Automatska mašina za miješanje boja: 21 korak (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Jeste li dizajner, umjetnik ili kreativna osoba koja voli bacati boje na vaše platno, ali to je često muka kada je u pitanju stvaranje željene nijanse.

Dakle, ovo uputstvo za umjetničku tehnologiju će nestati te borbe. Kao ovaj uređaj, koristi komponente s polica kako bi napravio željenu nijansu miješanjem odgovarajuće količine CMYK (cijan-magenta-žuto-crno) pigmenata automatski, što će drastično smanjiti vrijeme utrošeno na miješanje boja ili novac potrošen na kupovinu različitih pigmenti. I pružit će vam to dodatno vrijeme za kreativnost.

Nadajmo se da ćete uživati i počnimo!

Korak 1: Kako to funkcionira?

U osnovi postoje dva modela teorije boja koje moramo uzeti u obzir za ovaj projekt.

1) RGB model boje

RGB model boja je aditivni model boja u kojem se crveno, zeleno i plavo svjetlo zbrajaju na različite načine za reprodukciju širokog spektra boja. Glavna svrha RGB modela u boji je za osjet, prikaz i prikaz slika u elektroničkim sistemima, poput televizora i računara, iako se također koristio u konvencionalnoj fotografiji.

2) CMYK model boje

CMYK model u boji (procesna boja, četiri boje) je oduzimajući model u boji, koji se koristi u štampačima u boji. CMYK se odnosi na četiri boje koje se koriste za štampanje u boji: cijan, magenta, žuto i ključno (crno). CMYK model djeluje djelomično ili u potpunosti maskirajući boje na svjetlijoj, obično bijeloj pozadini. Tinta smanjuje svjetlost koja bi se inače reflektirala. Takav se model naziva oduzimajući jer tinte "oduzimaju" svjetlinu od bijele boje.

U aditivnim modelima boja kao što je RGB, bijela je "aditivna" kombinacija svih svjetala primarne boje, dok je crna nedostatak svjetla. U CMYK modelu je suprotno: bijela je prirodna boja papira ili druge pozadine, dok je crna rezultat potpune kombinacije obojenih mastila. Kako bi se uštedio novac na tinti i proizveli dublji crni tonovi, nezasićene i tamne boje proizvode se crnom tintom umjesto kombinacije cijan, magenta i žuta.

Korak 2: Mehanizam

Kao što je spomenuto u "Kako to funkcionira?" korak u kojem će se na ovoj mašini koristiti i RGB i CMYK modeli u boji.

Dakle, mi ćemo koristiti RGB model za unos RGB koda boje u mašinu, dok CMYK model za stvaranje nijanse miješanjem CMYK pigmenata u kojima će volumen bijele boje biti konstantan i dodavati ručno.

Dakle, da bih shvatio najbolju moguću proceduru za izgradnju ove mašine, skicirao sam dijagram toka kako bih razjasnio široku sliku u svom umu.

Evo plana kako će se stvari odvijati:

• RGB vrijednosti i volumen bijele boje bit će poslani putem serijskog monitora.
• Tada će se ove RGB vrijednosti pretvoriti u CMYK postotak pomoću formule za konverziju.

Vrijednosti R, G, B su podijeljene sa 255 kako bi se promijenio raspon od 0..255 do 0..1:

R '= R/255 G' = G/255 B '= B/255 Boja crnog ključa (K) izračunava se iz crvene (R'), zelene (G ') i plave (B') boje: K = 1-max (R ', G', B ') Cijan boja (C) se računa iz crvene (R') i crne (K) boje: C = (1-R'-K) / (1-K) Magenta boja (M) izračunava se iz zelene (G ') i crne (K) boje: M = (1-G'-K) / (1-K) Žuta boja (Y) se računa iz plave (B ') i crna (K) boje: Y = (1-B'-K) / (1-K)

• Kao rezultat toga, dobio sam CMYK postotke vrijednosti te potrebne boje.
• Sada je potrebno sve postotne vrijednosti pretvoriti u volumene C, M, Y i K množenjem svake postotne vrijednosti s volumenom bijele boje.

C (mL) = C (%) * Volumen bijele boje (x mL)

M (mL) = M (%) * Volumen bijele boje (x mL) Y (mL) = Y (%) * Volumen bijele boje (x mL) K (mL) = K (%) * Volumen bijele boje (x mL)

Tada će se ovi volumeni C, M, Y i K pomnožiti s koracima po okretaju odgovarajućeg motora

Koraci potrebni za pumpanje Boja = Boja (mL) * Koraci/obrtaji odgovarajućeg motora

I to je to, korištenjem ove boje svaka će se boja ispumpati u mješavinu boja koja će se pomiješati s točnom količinom bijele boje kako bi se dobila željena nijansa.

Korak 3: Dizajn

Odlučio sam ga dizajnirati u SolidWorksu dok na njemu radim posljednje 2 godine i primijenio sam sve svoje sposobnosti projektiranja, oduzimanja proizvodnje i aditivne proizvodnje u fazi projektiranja, imajući na umu sve parametre koji uključuju korištenje samokomponenti, kompaktnih i dizajn prilagođen radnoj površini, precizan, ali brz i isplativ.

Nakon nekoliko ponavljanja došao sam do ovog dizajna koji zadovoljava sve moje zahtjeve i prilično sam zadovoljan rezultatima.

Korak 4: Šta nam treba?

Elektronske komponente:

• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL štit
• 4x A4988 Stepper Driver
• 1x DC utičnica
• 1x Preklopni prekidač 13cmx9cm
• 4x Nema 17
• 2x 15 cm RGB LED traka
• 1x zujalica
• 1x HC-05 Bluetooth

Hardverske komponente:

• 24x 624zz ležaj
• 4x 50 cm dugačke silikonske cijevi (vanjski promjer 6 mm i unutarnji promjer 4 mm)
• 1x 100 ml merni cilindar
• 5x 100 ml čaša
• 30x M3x15 vijci
• 30x M3 matice
• 12x vijci M4x20
• 16x vijci M4x25
• 30x M4 matice
• i neke podloške M3 i M4

Alati:

• Mašina za lasersko rezanje
• 3D štampač
• Allen Keys
• Kliješta
• Šrafciger
• Lemilica
• Pištolj za ljepilo

Korak 5: Lasersko rezanje

U početku sam dizajnirao okvir od šperploče, ali sam shvatio da će 6 mm MDF raditi i za ovu mašinu, ali jedini problem sa MDF -om je taj što je sklon vlazi i postoji velika vjerovatnoća da bi se tinta ili pigmenti mogli razliti na panelima.

Za rješavanje ovog problema upotrijebio sam crni vinilni lim koji dodaje samo nekoliko dolara u ukupnu cijenu, ali je mašini pružio odličnu mat završnu obradu.

Nakon ovoga, bio sam spreman da mi laserski stroj izrežu.

Prilažem datoteke u nastavku i već sam uklonio taj logo iz datoteke tako da možete lako dodati svoj:)

Korak 6: 3D štampanje

Prošao sam razne vrste pumpi i nakon mnogo istraživanja otkrio sam da peristaltičke pumpe savršeno odgovaraju mojim zahtjevima.

No, većina njih na internetu su pumpe s istosmjernim motorima koje nisu toliko precizne i mogu uzrokovati neke probleme dok ih kontrolirate, s druge strane, neke pumpe postoje sa koračnim motorima, ali njihova je cijena prilično visoka.

Stoga sam odlučio otići s 3D štampanom peristaltičkom pumpom koja koristi Nema 17 motor i srećom, došao sam do veze na Thingiverse gdje je SILISAND napravio remiks RALF -ove Peristaltičke pumpe. (Posebno hvala SILISAND -u i RALF -u na njihovom dizajnu koji mi je mnogo pomogao.)

Stoga sam za svoj projekt upotrijebio ovu peristaltičku pumpu koja je drastično smanjila troškove.

Ali nakon ispisa i testiranja svih dijelova shvatio sam da nisu baš savršeni za ovu aplikaciju. Zatim sam uredio cijev pod tlakom crijeva povećavajući njezinu zakrivljenost tako da može vršiti veći pritisak na crijevo, a također sam uredio gornji dio nosača kako bih pružio više prianjanja na vratilu motora.

Moje postavke 3D štampača:

• Materijal (PLA)
• Visina sloja (0,2 mm)
• Debljina ljuske (1,2 mm)
• Gustoća ispune (30%)
• Brzina štampanja (50 mm/s)
• Temp. Mlaznice (210 ° C)
• Vrsta podrške (svuda)
• Vrsta prianjanja platforme (nema)

Možete preuzeti sve datoteke koje se koriste u ovom projektu -

Korak 7: Nosač ležaja

Za sastavljanje nosača ležaja trebat će nam sljedeći dijelovi:

• 1x Donji nosač ležaja za 3D štampani ležaj
• 1x Gornji nosač ležaja za 3D štampani ležaj
• 6x 624zz ležaj
• 3x M4x20 vijci
• 3x M4 matice
• 3 odstojnika M4
• M4 imbus ključ

Kao što je opisano na slikama, umetnite sva tri vijka M4x20 u gornji dio nosača ležaja 3D štampanog ležaja, a zatim umetnite podlošku M4 sa dva ležaja 624zz i drugom podloškom u svaki vijak. Zatim umetnite matice M4 u donji dio nosača ležaja ležaja ležaja, pričvrstite vijke postavljanjem donjeg držača.

Slijedite istu proceduru za izradu ostala tri nosača ležaja.

Korak 8: Priprema zadnje ploče

Za sastavljanje stražnje ploče trebat će nam sljedeći dijelovi:

• Laserski izrezana zadnja ploča
• 4x 3D štampana baza pumpe
• 16x M4 matice
• 8x vijci M3x16
• 8x M3 podloške
• 4x Nema 17 koračni motor
• M3 imbus ključ

Da biste pripremili stražnju ploču, uzmite 3D printanu bazu pumpe i umetnite matice M4 u utore na stražnjoj strani baze pumpe kao što je prikazano na slikama. Ostale tri baze pumpe pripremite na sličan način.

Sada poravnajte koračni motor Nema 17 sa otvorima na stražnjoj ploči sa stražnje strane i montirajte bazu pumpe pomoću vijka M3x15 i podloške. I sastavite sve motore i bazu pumpe istim postupkom.

Korak 9: Sklapanje svih pumpi na zadnjoj ploči

Za sastavljanje svih pumpi trebat će nam sljedeći dijelovi:

• Motori i baza pumpi sastavljeni sa zadnje strane
• 4x nosači ležajeva
• 4x 3D štampana tlačna ploča crijeva
• 4x 3D štampana gornja pumpa
• 4x 50 cm silikonske cijevi (6 mm OD i 4 mm ID)
• 16x vijci M4x25

Umetnite sve nosače ležajeva na vratila motora. Zatim postavite silikonsku cijev oko nosača ležaja, pritiskajući je 3D tiskanom pločom za crijevo. I zatvorite pumpu pomoću 3D štampane gornje strane pumpe sa vijcima M4x25.

Korak 10: Pripremite donju ploču

Za sastavljanje donje ploče trebat će nam sljedeći dijelovi:

• Donja ploča laserski rezana
• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL štit
• 4x A4988 Steper Driver
• 4x M3x15 vijak
• 4x M3 Matica
• M3 imbus ključ

Montirajte Arduino Uno na stražnju ploču pomoću vijaka M3x15 i matica M3. Nakon toga složite GRBL Shield na Arduino Uno slijedeći A4988 Stepper Drivers na GRBL Shield.

Korak 11: Sastavite donju i prednju ploču

Za sastavljanje donje i prednje ploče trebat će nam sljedeći dijelovi:

• Laserski izrezana prednja ploča
• Donja ploča sastavljena sa Electronics
• 6 vijaka M3x15
• 6x M3 matice
• 3D štampani držač za čašu

Umetnite donju ploču u donje utore prednje ploče i popravite je pomoću vijaka M3x15 i M3 matica. Zatim pričvrstite 3D štampani držač za čašu pomoću vijaka M3x15 i M3 matica.

Korak 12: Umetnite cijevi u držač cijevi s 3D printanom cijevi

Za sastavljanje donje i prednje ploče trebat će nam sljedeći dijelovi:

• Potpuno sastavljena zadnja ploča
• 3D štampani držač cijevi

U ovom koraku umetnite sve četiri cijevi u rupe držača cijevi s 3D printanom cijevi. I pazite da neka cijev viri kroz držač.

Korak 13: Sastavite četiri panela zajedno

Za sastavljanje prednje, stražnje, gornje i donje ploče trebat će nam sljedeći dijelovi:

• Sklop prednje i donje ploče
• Sklop zadnje ploče
• Gornja ploča
• Hladna bijela LED traka

Za sastavljanje svih ovih ploča prvo pričvrstite držač cijevi na vrh držača čaše. Zatim zalijepite LED trake na donju stranu gornje ploče, a zatim umetnite gornju ploču u utore na stražnjoj i prednjoj ploči.

Korak 14: Sastavite žice motora i bočne ploče

Za sastavljanje žica motora i bočnih ploča trebat će nam sljedeći dijelovi:

• Sastavljena četiri panela
• 4x žice motora
• Bočne ploče
• 24x vijci M3x15
• 24x M3 matice
• M3 imbus ključ

Umetnite žice u utore motora i zatvorite obje bočne ploče. I pričvrstite ploče pomoću vijaka M3x15 i matica M3.

Korak 15: Ožičenje

Slijedite shemu za povezivanje sve elektronike na sljedeći način:

Pričvrstite DC utičnicu u utor na stražnjoj ploči i spojite žice na priključke za napajanje GRBL štita

Zatim priključite žice motora u priključke upravljačkih programa koraka na sljedeći način -

Upravljački program X -Steppera (GRBL štit) - žica cijan motora

Upravljač Y -stepena (GRBL štit) - Magenta žica motora

Z -Stepper drajver (GRBL štit) - žuta žica motora

A -Stepper Driver (GRBL štit) - žica motora ključa

Napomena: Spojite kratkospojnike u koraku i A smjera GRBL štita na pin 12 odnosno pin 13. (Džemperi za A-Step i A-Direction su dostupni iznad priključaka za napajanje)

Spojite HC -05 Bluetooth na sljedeće terminale -

GND (HC -05) - GND (GRBL štit)

5V (HC -05) - 5V (GRBL štit)

RX (HC -05) - TX (GRBL štit)

TX (HC -05) - RX (GRBL štit)

Priključite zujalicu na sljedeće priključke -

-ve (zujalica) - GND (GRBL štit)

+ve (zujalica) - CoolEn pin (GRBL štit)

Napomena: Ovu mašinu napajajte napajanjem od najmanje 12V/10Amp

Korak 16: Kalibracija motora

Nakon napajanja stroja, povežite Arduino s računalom putem USB kabela kako biste instalirali kalibracijski firmver na Arduino Uno.

Preuzmite dolje navedeni kod za kalibraciju i postavite ga na Arduino Uno te slijedite upute za kalibraciju svih koraka motora.

Nakon učitavanja koda otvorite serijski monitor sa brzinom prijenosa od 38400 i omogućite CR i NL.

Sada dajte naredbu za kalibraciju motornih pumpi:

START

Argument "Pump to Calibrate" potreban je za naredbu Arduinu na koji motor treba kalibrirati i može uzeti vrijednosti:

C => Za cijan motor

M => Za magenta motor Y => za žuti motor K => za motor sa ključem

Pričekajte da pumpa ubaci boju u cijev.

Nakon punjenja, očistite bočicu ako u njoj ima neke boje, Arduino će pričekati dok ne pošaljete naredbu za potvrdu za početak kalibracije. Pošaljite "Da" (bez navodnika) za početak kalibracije.

Sada će motor pumpati boju u tikvicu koju ćemo mjeriti pomoću mjernog cilindra.

Nakon što izmjerimo izmjerenu vrijednost ispumpane boje, možemo saznati korake po jedinici (ml) za odabrani motor koristeći zadanu formulu:

5000 (Zadani koraci)

Koraci po ML = -------------------- Izmjerena vrijednost

Sada stavite vrijednost koraka po jedinici (ml) za svaki motor u glavni kôd u dane konstante:

red 7) const float Cspu => Sadrži vrijednost koraka po jedinici cijan motora

red 8) const float Mspu => Zadržava vrijednost koraka po jedinici magenta motora linija 9) const float Yspu => Zadržava vrijednost koraka po jedinici žute linije motora 10) const float Kspu => Zadržava vrijednost koraka po Jedinica ključnog motora

NAPOMENA: Svi koraci i postupci za ispravnu kalibraciju motora bit će prikazani tijekom kalibracije na serijskom monitoru

Korak 17:

Korak 18: Kodiranje

Nakon kalibracije motora, vrijeme je za preuzimanje glavnog koda za izradu boja.

Preuzmite dolje navedeni glavni kôd i postavite ga na Arduino Uno i upotrijebite dostupne naredbe za korištenje ove mašine:

LOAD => Koristi se za stavljanje pigmenta u boji u silikonsku cijev.

CLEAN => Koristi se za istovar pigmenta u boji u silikonsku cijev. SPEED => Koristi se za ažuriranje brzine pumpanja uređaja. uzeti cijelu vrijednost koja predstavlja broj okretaja motora. Zadano je postavljeno 100 i može se ažurirati sa 100 na 400. PUMP => Koristi se za naredbu uređaju da napravi željenu boju. uzima cijelu vrijednost koja predstavlja crvenu vrijednost. uzima cijelu vrijednost koja predstavlja zelenu vrijednost. uzima cijelu vrijednost koja predstavlja vrijednost plave boje. uzima cijelu vrijednost koja predstavlja volumen bijele boje.

NAPOMENA: Prije korištenja ovog koda obavezno ažurirajte vrijednosti zadanih koraka za svaki motor iz kalibracijskog koda

Korak 19: I gotovi smo

Napokon ste gotovi! Evo kako bi konačni proizvod trebao izgledati i raditi.

Kliknite ovdje da vidite kako djeluje

Korak 20: Opseg budućnosti

Budući da je to moj prvi prototip, koji se pokazao daleko boljim od onog što sam očekivao, ali da, zahtijeva puno optimizacije.

Evo nekih od sljedećih nadogradnji za koje tražim sljedeću verziju ove mašine -

• Eksperimentirajte s različitim tintama, bojama, bojama i pigmentima.
• Razvoj Android aplikacije koja može pružiti bolje korisničko sučelje pomoću Bluetootha koji smo već instalirali.
• Ugradnja zaslona i rotacijskog kodera koji ga mogu učiniti samostalnim uređajem.
• Tražit će se neke bolje i pouzdane opcije pumpanja.
• Instalacija Google pomoći koja ga može učiniti odzivnijim i pametnijim.

Korak 21: MOLIMO VAS GLASAJTE

Ako vam se sviđa ovaj projekat, glasajte za takmičenje "Prvi put autor".

Zaista jako cijenjeno! Nadam se da ste uživali u projektu!

Drugoplasirani u takmičenju Boje duge