MESOMIX - Outomatiese verfmengmasjien: 21 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Is u 'n ontwerper, 'n kunstenaar of 'n kreatiewe persoon wat graag kleure op u doek wil gooi, maar dit is dikwels 'n stryd om die gewenste skaduwee te maak.

Hierdie kuns-tegniese instruksie sal die stryd in die niet verdwyn. Aangesien hierdie toestel die komponente uit die rak gebruik om die gewenste skaduwee te maak deur outomaties die regte hoeveelheid CMYK (cyaan-magenta-geel-swart) pigmente te meng, wat die tyd wat bestee word aan die vermenging van kleure of geld wat bestee word aan die aankoop van verskillende kleure, drasties verminder pigmente. En gee u die ekstra tyd vir u kreatiewe.

Kom ons hoop dat u dit geniet, en laat ons begin!

Stap 1: Hoe werk dit?

Daar is basies twee modelle van kleurteorieë wat ons vir hierdie projek moet oorweeg.

1) RGB -kleurmodel

Die RGB -kleurmodel is 'n additiewe kleurmodel waarin rooi, groen en blou lig op verskillende maniere saamgevoeg word om 'n wye verskeidenheid kleure weer te gee. Die hoofdoel van die RGB -kleurmodel is vir die opsporing, voorstelling en vertoning van beelde in elektroniese stelsels, soos televisies en rekenaars, hoewel dit ook in konvensionele fotografie gebruik is.

2) CMYK -kleurmodel

Die CMYK -kleurmodel (proseskleur, vierkleur) is 'n subtraktiewe kleurmodel wat in kleurdrukkers gebruik word. CMYK verwys na die vier ink wat gebruik word in kleurdruk: siaan, magenta, geel en sleutel (swart). Die CMYK -model werk deur kleure gedeeltelik of heeltemal te masker op 'n ligter, gewoonlik wit, agtergrond. Die ink verminder die lig wat andersins gereflekteer sou word. So 'n model word subtraktief genoem omdat ink die helderheid van wit "aftrek".

In additiewe kleurmodelle soos RGB is wit die "additiewe" kombinasie van alle primêre gekleurde ligte, terwyl swart die afwesigheid van lig is. In die CMYK -model is dit die teenoorgestelde: wit is die natuurlike kleur van die papier of 'n ander agtergrond, terwyl swart die gevolg is van 'n volledige kombinasie van gekleurde ink. Om geld op ink te bespaar en dieper swart kleure te produseer, word onversadigde en donker kleure geproduseer deur swart ink te gebruik in plaas van die kombinasie van siaan, magenta en geel.

Stap 2: Die meganisme

Soos dit genoem word in die "Hoe werk dit?" stap wat beide RGB- en CMYK -kleurmodelle in hierdie masjien gebruik sal word.

Dus, ons sal 'n RGB -model gebruik om die RGB -kleurkode aan die masjien te voer, terwyl 'n CMYK -model om die skaduwee te maak deur CMYK -pigmente te meng waarin die volume van die wit kleur konstant is en met die hand bygevoeg word.

Om die beste moontlike prosedure vir die bou van hierdie masjien uit te vind, het ek 'n vloeidiagram geskets om die geheelbeeld in my gedagtes duidelik te maak.

Hier is die plan hoe dinge sal verloop:

• Die RGB -waardes en die volume wit kleur word via Serial Monitor gestuur.
• Dan word hierdie RGB -waardes omgeskakel in CMYK -persentasie deur die omskakelingsformule te gebruik.

Die R, G, B waardes word gedeel deur 255 om die reeks van 0..255 na 0..1 te verander:

R '= R/255 G' = G/255 B '= B/255 Die swart sleutel (K) kleur word bereken uit die rooi (R'), groen (G ') en blou (B') kleure: K = 1-maks (R ', G', B ') Die siaan kleur (C) word bereken uit die rooi (R') en swart (K) kleure: C = (1-R'-K) / (1-K) Die magenta kleur (M) word bereken uit die groen (G ') en swart (K) kleure: M = (1-G'-K) / (1-K) Die geel kleur (Y) word bereken uit die blou (B ') en swart (K) kleure: Y = (1-B'-K) / (1-K)

• As gevolg hiervan het ek CMYK -persentasiewaardes van die vereiste kleur gekry.
• Nou moet al die persentasie waardes omgeskakel word na die C, M, Y en K volumes deur elke persentasie waarde te vermenigvuldig met die volume van die wit kleur.

C (ml) = C (%) * Volume wit kleur (x ml)

M (ml) = M (%) * Volume wit kleur (x ml) Y (ml) = Y (%) * Volume wit kleur (x ml) K (ml) = K (%) * Volume wit kleur (x ml)

Dan word hierdie C-, M-, Y- en K -volumes vermenigvuldig met die stappe per omwenteling van die onderskeie motor

Stappe nodig om te pomp Kleur = Kleur (ml) * Stappe/omwenteling van die onderskeie motor

En dit is dit, deur hierdie te gebruik, word elke kleur gepomp om 'n mengsel van kleure te vorm wat met die presiese volume wit kleur gemeng word om die gewenste skakering te vorm.

Stap 3: Die ontwerp

Ek het besluit om dit in SolidWorks te ontwerp, aangesien ek die afgelope twee jaar daaraan gewerk het en al my ontwerp-, aftrekkende vervaardigings- en additiewe vervaardigingsvaardighede in die ontwerpfase toegepas, terwyl ek al die parameters in gedagte gehou het, insluitend die gebruik van die selfkomponente, kompak en tafelbladvriendelike ontwerp, presies, maar vinnig en kostedoeltreffend.

Na 'n paar herhalings het ek hierdie ontwerp gekry wat aan al my vereistes voldoen en ek is redelik tevrede met die resultate.

Stap 4: Wat het ons nodig?

Elektroniese komponente:

• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL -skild
• 4x A4988 Stepper Driver
• 1x DC -aansluiting
• 1x wipskakelaar 13 cm x 9 cm
• 4x Nema 17
• 2x 15 cm RGB LED -strook
• 1x gonser
• 1x HC-05 Bluetooth

Hardeware komponente:

• 24x 624zz laer
• 4x 50 cm lang silikoonbuis (6 mm buitendiameter en 4 mm binnediameter)
• 1x 100 ml meetcilinder
• 5x 100 ml beker
• 30x M3x15 boute
• 30x M3 Neute
• 12x M4x20 boute
• 16x M4x25 boute
• 30x M4 Neute
• en 'n paar M3 en M4 wassers

Gereedskap:

• Laser snymasjien
• 3D -drukker
• Allen Keys
• Tang
• Skroewedraaier
• Soldeerbout
• Plakgeweer

Stap 5: Lasersny

Aanvanklik het ek die raam ontwerp om van laaghout te bestaan, maar ek het agtergekom dat 6 mm MDF ook vir hierdie masjien sal werk, maar die enigste probleem met MDF is dat dit vatbaar is vir vog en dat die kans groot is dat ink of pigmente kan mors op die panele.

Om hierdie probleem op te los, gebruik ek 'n swart vinylvel wat slegs 'n paar dollar in die totale koste bydra, maar die masjien 'n uitstekende matte afwerking bied.

Hierna was ek gereed om my panele met 'n lasermasjien af te sny.

Ek heg die onderstaande lêers aan en het die logo reeds uit die lêer verwyder sodat u joune maklik kan byvoeg:)

Stap 6: 3D -drukwerk

Ek het deur verskillende soorte pompe gegaan en na baie navorsing het ek gevind dat peristaltiese pompe perfek aan my vereistes voldoen.

Maar die meeste van hulle op die internet is die pompe met gelykstroommotors, wat nie so presies is nie en sommige probleme kan veroorsaak tydens die beheer daarvan, aan die ander kant, sommige pompe is daar met Stepper Motors, maar die koste daarvan is redelik hoog.

Daarom het ek besluit om 'n 3D -gedrukte peristaltiese pomp te gebruik wat 'n Nema 17 -motor gebruik, en gelukkig het ek 'n skakel op Thingiverse gekry waar SILISAND 'n remix gemaak het van RALF se Peristaltic Pump. (Spesiale dank aan SILISAND en RALF vir hul ontwerp wat my baie gehelp het.)

Dus het ek hierdie Peristaltic Pump vir my projek gebruik, wat die koste drasties verlaag het.

Maar nadat ek al die onderdele gedruk en getoets het, het ek besef dat hulle nie heeltemal perfek is vir hierdie toepassing nie. Daarna het ek die slangdrukpyp geredigeer deur die kromming daarvan te verhoog sodat dit meer druk op die slang kan uitoefen, en ek het ook die onderkant van die bracket gemonteer om meer grip op die motor se as te gee.

My 3D -drukkerinstellings:

• Materiaal (PLA)
• Laaghoogte (0,2 mm)
• Skaaldikte (1.2 mm)
• Vuldigtheid (30%)
• Druksnelheid (50 mm/s)
• Spuitpunt temp (210 ° C)
• Ondersteuningstipe (oral)
• Hechtingstipe platform (geen)

U kan al die lêers wat in hierdie projek gebruik word, aflaai -

Stap 7: Die laerhouer

Om die laerhouer te monteer, benodig ons die volgende dele:

• 1x 3D -gedrukte laer -onderkant
• 1x 3D -gedrukte laer -bergblad
• 6x 624zz laer
• 3x M4x20 boute
• 3x M4 Neute
• 3x M4 afstandhouers
• M4 inbussleutel

Soos in die afbeeldings beskryf, steek al die drie M4x20 -boute in 'n 3D -gedrukte laer -monteringstop, en plaas dan 'n M4 -wasser met twee 624zz -laers en nog 'n wasser in elke bout. Steek dan die M4 -moere in die onderkant van die 3D -gedrukte laerhouer, draai die boute vas deur die onderste houer te plaas.

Volg dieselfde prosedure om ander drie laerhouers te maak.

Stap 8: Voorbereiding van die agterpaneel

Om die agterpaneel te monteer, benodig ons die volgende dele:

• Lasergesnyde agterpaneel
• 4x 3D gedrukte pompbasis
• 16x M4 Neute
• 8x M3x16 boute
• 8x M3 wassers
• 4x Nema 17 stapmotor
• Allen Sleutel M3

Om die agterpaneel voor te berei, neem 'n 3D -gedrukte pompbasis en steek die M4 -moere in die gleuwe aan die agterkant van die pompbasis, soos op die foto's getoon. Berei die ander drie pompbasis op dieselfde manier voor.

Pas die Nema 17 -stappermotor met die gleuwe op die agterpaneel van die agterkant af en monteer die pompbasis met die M3x15 -bout en 'n wasser. En monteer al die motors en pompbasis volgens dieselfde prosedure.

Stap 9: Monteer al die pompe op die agterpaneel

Om al die pompe te monteer, benodig ons die volgende dele:

• Motore en pompbasis saamgestel agterpaneel
• 4x laerhouers
• 4x 3D -gedrukte slangdrukplaat
• 4x 3D -gedrukte pompopening
• 4x 50 cm silikonbuis (6 mm OD en 4 mm ID)
• 16x M4x25 boute

Plaas al die laerhouers op die motors se as. Plaas dan die silikonbuis om die laerhouers terwyl u dit druk met 'n 3D -gedrukte slangdrukplaat. Maak die pomp toe met behulp van die 3d gedrukte pompopening met M4x25 boute.

Stap 10: Berei die onderste paneel voor

Om die onderste paneel te monteer, benodig ons die volgende dele:

• Lasergesnyde onderpaneel
• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL -skild
• 4x A4988 Stepper Driver
• 4x M3x15 bout
• 4x M3 moer
• Allen Sleutel M3

Monteer Arduino Uno op die agterpaneel met M3x15 -boute en M3 -moere. Daarna stapel GRBL Shield op Arduino Uno met A4988 Stepper Drivers op GRBL Shield.

Stap 11: Monteer die onder- en voorpaneel

Om die onder- en voorpaneel te monteer, benodig ons die volgende dele:

• Lasergesnyde voorpaneel
• Onderpaneel saamgestel met elektronika
• 6x M3x15 boute
• 6x M3 Neute
• 3D -gedrukte bekerhouer

Plaas die onderste paneel in die onderste gleuwe van die voorpaneel en maak dit vas met M3x15 boute en M3 moere. Maak dan die 3D -gedrukte bekerhouer vas met die M3x15 boute en M3 moere.

Stap 12: Plaas die buise in die 3D -gedrukte buishouer

Om die onder- en voorpaneel te monteer, benodig ons die volgende dele:

• Volledig gemonteer agterpaneel
• 3D -gedrukte buishouer

Plaas in hierdie stap al die vier buise in die gate van die 3D -gedrukte buishouer. En maak seker dat 'n buis deur die houer steek.

Stap 13: Monteer die vier panele saam

Om die voor-, agter-, bo- en onderpaneel te monteer, benodig ons die volgende dele:

• Voor- en onderpaneel
• Montering van die agterpaneel
• Bovenste paneel
• Koel Wit Led Strip

Om al hierdie panele te monteer, maak eers die buishouer bo -op die bekerhouer vas. Plak dan die LED -stroke op die onderkant van die boonste paneel en plaas dan die boonste paneel in die gleuwe van die agterkant en die voorpaneel.

Stap 14: Monteer die motordrade en die sypanele

Om die motordrade en die sypanele te monteer, benodig ons die volgende dele:

• Vier panele saamgestel
• 4x motordrade
• Sypanele
• 24x M3x15 boute
• 24x M3 Neute
• Allen Sleutel M3

Steek die drade in die motor se gleuwe en maak albei sypanele toe. Bevestig die panele met M3x15 boute en M3 moere.

Stap 15: Bedrading

Volg die skema om al die elektronika op die volgende manier te bedrieg:

Bevestig die DC -aansluiting in die gleuf van die agterpaneel en verbind die drade met die kragklemmen van die GRBL -skild

Steek dan die motordrade in die Stepper Drivers -terminale soos volg -

X -Stepper Driver (GRBL Shield) - Siaan motordraad

Y -Stepper Driver (GRBL Shield) - Magenta motordraad

Z -Stepper Driver (GRBL Shield) - Geel motordraad

A -Stepper Driver (GRBL Shield) - Sleutelmotordraad

Let wel: Koppel A-Step en A-Direction Jumpers van die GRBL Shield aan pen 12 en pen 13 onderskeidelik. (Die springers vir A-Step en A-Direction is beskikbaar bo die Power Terminals)

Koppel die HC -05 Bluetooth aan op die volgende terminale -

GND (HC -05) - GND (GRBL Shield)

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

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

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

Koppel die gonser op die volgende terminale -

-ve (Buzzer) - GND (GRBL Shield)

+ve (Buzzer) - CoolEn Pin (GRBL Shield)

Opmerking: voed hierdie masjien met ten minste 12V/10A kragvoorsiening

Stap 16: Kalibrasie van die motors

Nadat u die masjien aangeskakel het, koppel die Arduino via die USB -kabel aan die rekenaar om die kalibrasie -firmware op die Arduino Uno te installeer.

Laai die onderstaande kalibreringskode af en laai dit op na die Arduino Uno en voer die volgende instruksies uit om al die motorstappe te kalibreer.

Nadat u die kode opgelaai het, maak die seriële monitor oop met 'n baud rate van 38400 en aktiveer beide CR en NL.

Gee nou die opdrag om die motorpompe te kalibreer:

BEGIN

'Pomp om te kalibreer' -argument is nodig om die Arduino na watter motor te kalibreer, te beveel en kan waardes neem:

C => Vir siaan motor

M => Vir Magenta Motor Y => Vir Geel Motor K => Vir Sleutel Motor

Wag totdat die pomp die kleur in die buis laai.

Na die laai, maak die fles skoon as daar 'n kleur is, die Arduino sal wag totdat u die bevestigingsopdrag stuur om te begin kalibreer. Stuur 'Ja' (sonder aanhalingstekens) om te begin kalibreer.

Nou sal die motor die kleur in die fles pomp wat ons met 'n meetsilinder gaan meet.

Sodra ons die gemete waarde van die gepompte kleur het, kan ons die stappe per eenheid (ml) vir die geselekteerde motor uitvind deur die gegewe formule te gebruik:

5000 (standaardstappe)

Stappe per ML = -------------------- Gemete waarde

Plaas nou die stappe per eenheid (ml) waarde vir elke motor in die hoofkode in gegewe konstantes:

reël 7) const float Cspu => Hou die waarde vir Stappe per eenheid Cyan Motor

reël 8) const float Mspu => Hou die waarde vir Stappe per Eenheid Magenta Motorlyn 9) const float Yspu => Hou die waarde vir Stappe per Eenheid Geel Motorlyn 10) const float Kspu => Hou die waarde vir Stappe per Eenheid van sleutelmotor

OPMERKING: Al die stappe en prosedures om die motors behoorlik te kalibreer, sal tydens kalibrasie op die seriële monitor vertoon word

Stap 17:

Stap 18: Kodering

Nadat die motors gekalibreer is, is dit tyd om die hoofkode vir die maak van kleure af te laai.

Laai die onderstaande hoofkode af en laai dit op na die Arduino Uno en gebruik die beskikbare opdragte om hierdie masjien te gebruik:

LOAD => Word gebruik om die kleurpigment in die silikonbuis te laai.

SKOON => Word gebruik om die kleurpigment in die silikonbuis te laai. SPEED => Word gebruik om die pompspoed van die toestel op te dateer. neem die heelgetalwaarde wat die RPM van die motors verteenwoordig. Die standaard is 100 en kan opgedateer word van 100 tot 400. PUMP => Word gebruik om die toestel te beveel om die gewenste kleur te maak. neem die heelgetalwaarde wat Rooi waarde verteenwoordig. neem die heelgetalwaarde wat die groen waarde verteenwoordig. neem die heelgetalwaarde wat Blou waarde voorstel. neem die heelgetalwaarde wat die volume wit kleur voorstel.

OPMERKING: Voordat u hierdie kode gebruik, moet u die waardes van standaardstappe vir elke motor opdateer vanaf die kalibreringskode

Stap 19: En ons is klaar

U is uiteindelik klaar! Hier is hoe die finale produk moet lyk en werk.

Klik hier om dit in aksie te sien

Stap 20: Toekomstige omvang

Aangesien dit my eerste prototipe is, wat baie beter is as wat ek verwag het, maar ja, dit verg baie optimalisering.

Hier is 'n paar van die volgende opgraderings wat ek op soek is na die volgende weergawe van hierdie masjien -

• Eksperimenteer met verskillende ink, kleure, verf en pigmente.
• Ontwikkeling van 'n Android -app wat 'n beter gebruikerskoppelvlak kan bied deur Bluetooth wat ons reeds geïnstalleer het, te gebruik.
• Installasie van 'n skerm en 'n draaikodeerder wat dit 'n selfstandige toestel kan maak.
• Sal 'n paar beter en betroubare pompopsies soek.
• Die installering van Google Assistance wat dit meer responsief en slimmer kan maak.

Stap 21: STEM ASB

As u van hierdie projek hou, stem dan vir die "Eerste keer outeur" -kompetisie.

Opreg waardeer! Hoop julle het die projek geniet!

Naaswenner in die kleure van die reënboogkompetisie