MESOMIX - Automatski stroj za miješanje boja: 21 korak (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Jeste li dizajner, umjetnik ili kreativna osoba koja voli bacati boje na vaše platno, ali često je teško napraviti željenu nijansu.

Dakle, ova umjetničko-tehnička uputa nestat će te borbe u zrak. Kao ovaj uređaj, koristi komponente s polica kako bi napravio željenu nijansu automatskim miješanjem odgovarajuće količine CMYK (cijan-magenta-žuto-crno) pigmenata, što će drastično smanjiti vrijeme utrošeno na miješanje boja ili novac potrošen na kupnju 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 aditivni je 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 sustavima, poput televizora i računala, 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 pisačima u boji. CMYK se odnosi na četiri tinte koja se koriste u nekom tisku u boji: cijan, magenta, žuta i ključna (crna). CMYK model djeluje djelomično ili potpuno maskirajući boje na svjetlijoj, obično bijeloj podlozi. 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 u primarnoj boji, dok je crna odsutnost svjetla. U CMYK modelu je suprotno: bijela je prirodna boja papira ili neke druge pozadine, dok je crna posljedica potpune kombinacije tinte u boji. 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 radi?" korak u kojem će se i RGB i CMYK modeli u boji koristiti na ovom Stroju.

Dakle, koristit ćemo RGB model za unos RGB koda boje u stroj, dok CMYK model za izradu nijanse miješanjem CMYK pigmenata u kojima će volumen bijele boje biti konstantan i dodavati ručno.

Dakle, kako bih shvatio najbolji mogući postupak za izgradnju ovog stroja, 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 pretvorbu.

Vrijednosti R, G, B podijeljene su s 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) izračunava se 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) izračunava se 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 ti volumeni C, M, Y i K pomnožiti s koracima po okretaju odgovarajućeg motora

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

I to je to, korištenjem ovoga svaka će se boja pumpati u mješavinu boja koja će se pomiješati s točnim volumenom 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, uključujući 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: Što nam treba?

Elektroničke komponente:

• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL štit
• 4x A4988 Steper 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 ležaj 624zz
• 4x 50 cm dugačke silikonske cijevi (vanjski promjer 6 mm i unutarnji promjer 4 mm)
• 1x mjerni cilindar od 100 ml
• 5x 100 ml čaša
• 30x vijci M3x15
• 30x M3 matice
• 12x vijci M4x20
• 16x vijci M4x25
• 30x M4 matice
• i neke M3 i M4 podloške

Alati:

• Stroj za lasersko rezanje
• 3D pisač
• Allen Keys
• Klešte
• Odvijač
• Lemilica
• Pištolj za ljepilo

Korak 5: Lasersko rezanje

U početku sam dizajnirao okvir od šperploče, ali sam shvatio da će 6 mm MDF također raditi za ovaj stroj, ali jedini problem s MDF -om je taj što je sklon vlazi i postoji velika vjerojatnost 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 stroju pružio odličnu mat završnu obradu.

Nakon toga, bio sam spreman za rezanje svojih ploča laserskim strojem.

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

Korak 6: 3D ispis

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

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

Odlučio sam otići s 3D tiskanom 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 puno 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 sasvim savršeni za ovu primjenu. Zatim sam uredio tlačnu cijev crijeva povećavajući njezinu zakrivljenost tako da može vršiti veći pritisak na crijevo, a također sam uredio i gornji dio nosača za osiguranje boljeg prianjanja na osovini motora.

Moje postavke 3D pisača:

• Materijal (PLA)
• Visina sloja (0,2 mm)
• Debljina ljuske (1,2 mm)
• Gustoća ispune (30%)
• Brzina ispisa (50 mm/s)
• Temperatura mlaznice (210 ° C)
• Vrsta podrške (svugdje)
• Vrsta prianjanja na platformu (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 ispis
• 1x gornji nosač ležaja za 3D ispis
• 6x ležaj 624zz
• 3x vijci M4x20
• 3x M4 matice
• 3x odstojnici M4
• M4 imbus ključ

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

Slijedite isti postupak za izradu ostala tri nosača ležaja.

Korak 8: Priprema stražnje ploče

Za sastavljanje stražnje ploče trebat će nam sljedeći dijelovi:

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

Za pripremu stražnje ploče, uzmite 3D tiskanu bazu crpke i umetnite matice M4 u utore na stražnjoj strani baze crpke kao što je prikazano na slikama. Na sličan način pripremite ostale tri baze pumpe.

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

Korak 9: Sklapanje svih crpki na stražnjoj ploči

Za sastavljanje svih crpki trebat će nam sljedeći dijelovi:

• Motori i baza pumpe sastavljeni sa stražnje ploče
• 4x nosači ležajeva
• 4x tlačna ploča crijeva s 3D printom
• 4x gornji dio crpke s 3D printom
• 4x 50 cm silikonske cijevi (6 mm OD i 4 mm ID)
• 16x vijci M4x25

Umetnite sve nosače ležajeva na osovine motora. Zatim postavite silikonske cijevi oko držača ležaja, pritom ih pritisnuvši 3D tiskanom pločom za crijevo. I zatvorite pumpu pomoću 3D ispisane gornje strane crpke s vijcima M4x25.

Korak 10: Pripremite donju ploču

Za sastavljanje donje ploče trebat će nam sljedeći dijelovi:

• Donja ploča laserski izrezana
• 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 s elektronikom
• 6 x M3x15 vijci
• 6x M3 matice
• Držač za čašu s 3D printom

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

Korak 12: Umetnite cijevi u držač cijevi 3D ispisane

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

• Potpuno sastavljena stražnja ploča
• 3D tiskani držač cijevi

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

Korak 13: Sastavite četiri ploče zajedno

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

• Sklop prednje i donje ploče
• Sklop stražnje ploče
• Gornja ploča
• Hladna bijela Led traka

Za sastavljanje svih ovih ploča najprije 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:

• Sastavljene četiri ploče
• 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) - cijan žica motora

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

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

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

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

Spojite HC -05 Bluetooth na sljedeće priključke -

GND (HC -05) - GND (GRBL štit)

5V (HC -05) - 5V (GRBL štit)

RX (HC -05) - TX (GRBL štit)

TX (HC -05) - RX (GRBL štit)

Spojite zujalicu na sljedeće priključke -

-ve (zujalica) - GND (GRBL štit)

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

Napomena: Ovaj stroj napajajte napajanjem od najmanje 12V/10Amp

Korak 16: Kalibracija motora

Nakon napajanja stroja, spojite Arduino na računalo putem USB kabela da biste instalirali kalibracijski firmver na Arduino Uno.

Preuzmite dolje navedeni kalibracijski kôd i prenesite ga na Arduino Uno te izvedite sljedeće upute za kalibriranje svih koraka motora.

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

Sada dajte naredbu za kalibraciju pumpi motora:

POČETAK

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 je u njoj neka boja, 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 imamo 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 danim konstantama:

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

redak 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 prenesite ga na Arduino Uno te upotrijebite dostupne naredbe za korištenje ovog stroja:

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 uporabe ovog koda svakako 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 biste vidjeli kako djeluje

Korak 20: Budući opseg

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

Evo nekih od sljedećih nadogradnji koje tražim za sljedeću verziju ovog stroja -

• 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 mogućnosti crpljenja.
• Instalacija Google pomoći koja ga može učiniti responzivnijim i pametnijim.

Korak 21: MOLIMO VAS GLASAJTE

Ako vam se sviđa ovaj projekt, molimo vas da ga glasate za natjecanje "Prvi put autor".

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

Drugoplasirani u konkurenciji Boje duge