MESOMIX - automatizēta krāsu sajaukšanas iekārta: 21 solis (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Vai esat dizainers, mākslinieks vai radošs cilvēks, kuram patīk mest krāsas uz jūsu audekla, taču bieži vien ir grūti cīnīties, lai izveidotu vēlamo toni.

Tātad šī mākslas tehnoloģiju instrukcija pazudīs un cīnīsies gaisā. Kā šī ierīce izmanto plauktā esošās sastāvdaļas, lai iegūtu vēlamo nokrāsu, automātiski sajaucot pareizo daudzumu CMYK (ciāna-fuksīna-dzelteni melna) pigmentu, kas ievērojami samazinās laiku, kas pavadīts krāsu sajaukšanai, vai naudu, kas iztērēta dažādu krāsu iegādei pigmenti. Un nodrošinās jums papildu laiku jūsu reklāmai.

Cerēsim, ka jums patiks un sāksim!

1. darbība. Kā tas darbojas?

Būtībā ir divi krāsu teorijas modeļi, kas mums jāņem vērā šim projektam.

1) RGB krāsu modelis

RGB krāsu modelis ir papildinošs krāsu modelis, kurā sarkanā, zaļā un zilā gaisma tiek pievienota dažādos veidos, lai reproducētu plašu krāsu klāstu. RGB krāsu modeļa galvenais mērķis ir uztvert, attēlot un attēlot attēlus elektroniskās sistēmās, piemēram, televizoros un datoros, lai gan tas ir izmantots arī parastajā fotogrāfijā.

2) CMYK krāsu modelis

CMYK krāsu modelis (procesa krāsa, četras krāsas) ir subtraktīvs krāsu modelis, ko izmanto krāsu printeros. CMYK attiecas uz četrām tintēm, ko izmanto dažās krāsu drukās: ciāna, purpursarkanā, dzeltenā un taustiņa (melnā). CMYK modelis daļēji vai pilnībā maskē krāsas uz gaišāka, parasti balta fona. Tinte samazina gaismu, kas citādi tiktu atstarota. Šādu modeli sauc par atņemamo, jo tintes "atņem" spilgtumu no baltās.

Papildu krāsu modeļos, piemēram, RGB, balta ir visu primāro krāsu lukturu "piedevu" kombinācija, bet melna ir gaismas trūkums. CMYK modelī ir otrādi: balta ir dabiskā papīra krāsa vai cits fons, bet melna krāsa rodas no pilnīgas krāsainu tintes kombinācijas. Lai ietaupītu naudu par tinti un radītu dziļākus melnus toņus, nepiesātinātās un tumšās krāsas iegūst, izmantojot melnu tinti, nevis ciāna, fuksīna un dzeltenas krāsas kombināciju.

2. solis: mehānisms

Kā tas ir minēts sadaļā "Kā tas darbojas?" solis, ka šajā iekārtā tiks izmantoti gan RGB, gan CMYK krāsu modeļi.

Tātad, mēs izmantosim RGB modeli, lai mašīnai ievadītu RGB krāsu kodu, savukārt CMYK modelis ēnas veidošanai, sajaucot CMYK pigmentus, kuros baltās krāsas tilpums būs nemainīgs un pievienots manuāli.

Tātad, lai izdomātu vislabāko iespējamo šīs mašīnas izveides procedūru, es ieskicēju plūsmas diagrammu, lai iztīrītu visu prātu.

Šeit ir plāns, kā lietas notiks tālāk:

• RGB vērtības un baltās krāsas skaļums tiks nosūtīts, izmantojot seriālo monitoru.
• Pēc tam šīs RGB vērtības tiks konvertētas CMYK procentos, izmantojot konversijas formulu.

R, G, B vērtības tiek dalītas ar 255, lai mainītu diapazonu no 0..255 līdz 0..1:

R '= R/255 G' = G/255 B '= B/255 Melnās atslēgas (K) krāsu aprēķina no sarkanās (R'), zaļās (G ') un zilās (B') krāsas: K = 1-max (R ', G', B ') Ciāna krāsa (C) tiek aprēķināta no sarkanās (R') un melnās (K) krāsas: C = (1-R'-K) / (1-K) Fuksīna krāsa (M) tiek aprēķināta no zaļās (G ') un melnās (K) krāsas: M = (1-G'-K) / (1-K) Dzeltenā krāsa (Y) tiek aprēķināta no zilās krāsas (B ') un melnas (K) krāsas: Y = (1-B'-K) / (1-K)

• Rezultātā es saņēmu šīs nepieciešamās krāsas CMYK procentuālās vērtības.
• Tagad visas procentuālās vērtības ir jāpārvērš C, M, Y un K apjomos, reizinot katru procentuālo vērtību ar baltās krāsas tilpumu.

C (ml) = C (%) * Baltās krāsas tilpums (x ml)

M (ml) = M (%) * Baltās krāsas tilpums (x ml) Y (ml) = Y (%) * Baltās krāsas tilpums (x ml) K (ml) = K (%) * Baltās krāsas tilpums (x ml)

Tad šie C, M, Y un K tilpumi tiks reizināti ar attiecīgā motora soļiem uz vienu apgriezienu

Sūknēšanai nepieciešamie soļi Krāsa = krāsa (ml) * Attiecīgā motora soļi/apgriezieni

Un tas ir viss, izmantojot šo, katra krāsa tiks sūknēta, lai izveidotu krāsu maisījumu, kas tiks sajaukts ar precīzu baltās krāsas tilpumu, lai izveidotu vēlamo toni.

3. solis: dizains

Es nolēmu to izstrādāt SolidWorks, jo strādāju pie tā pēdējos 2 gadus, un projektēšanas posmā izmantoju visas savas projektēšanas, atņemošās ražošanas un piedevu ražošanas prasmes, vienlaikus paturot prātā visus parametrus, tostarp paškomponentu izmantošanu, kompakts un galddatoriem draudzīgs dizains, precīzs, taču ātrs un rentabls.

Pēc dažām atkārtojumiem es izdomāju šo dizainu, kas atbilst visām manām prasībām, un esmu diezgan apmierināts ar rezultātiem.

4. solis: kas mums vajadzīgs?

Elektroniskās sastāvdaļas:

• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL vairogs
• 4x A4988 pakāpiena draiveris
• 1x līdzstrāvas ligzda
• 1x 13cmx9cm svirslēdzis
• 4x Nema 17
• 2x 15 cm RGB LED sloksne
• 1x skaņas signāls
• 1x HC-05 Bluetooth

Aparatūras komponenti:

• 24x 624zz gultnis
• 4x 50 cm garas silikona caurules (6 mm ārējais diametrs un 4 mm iekšējais diametrs)
• 1x 100 ml mērcilindrs
• 5x 100 ml vārglāze
• 30x M3x15 skrūves
• 30x M3 uzgriežņi
• 12x M4x20 skrūves
• 16x M4x25 skrūves
• 30x M4 uzgriežņi
• un dažas M3 un M4 paplāksnes

Rīki:

• Lāzera griešanas mašīna
• 3D printeris
• Alens Keiss
• Knaibles
• Skrūvgriezis
• Lodāmurs
• Līmes pistole

5. solis: griešana ar lāzeru

Sākotnēji es izstrādāju rāmi, kas veidots no saplākšņa, bet es sapratu, ka 6 mm MDF derēs arī šai mašīnai, taču vienīgā MDF problēma ir tā, ka tā ir pakļauta mitrumam un pastāv liela iespēja, ka tinte vai pigmenti var izlīt uz paneļiem.

Lai atrisinātu šo problēmu, es izmantoju melnu vinila loksni, kas kopējām izmaksām pievieno tikai dažus dolārus, bet nodrošināja mašīnai lielisku matētu apdari.

Pēc tam es biju gatavs, lai mani paneļi tiktu nogriezti, izmantojot lāzera mašīnu.

Es pievienoju tālāk esošos failus un jau noņemu šo logotipu no faila, lai jūs varētu viegli pievienot savu:)

6. darbība: 3D drukāšana

Es izgāju dažāda veida sūkņus un pēc daudziem pētījumiem atklāju, ka peristaltiskie sūkņi lieliski atbilst manām prasībām.

Bet lielākā daļa no tiem internetā ir sūkņi ar līdzstrāvas motoriem, kas nav tik precīzi un var radīt problēmas, tos kontrolējot, no otras puses, daži sūkņi ir pieejami ar Stepper Motors, taču to izmaksas ir diezgan augstas.

Tātad, es nolēmu izmantot 3D drukāto peristaltisko sūkni, kas izmanto Nema 17 motoru, un, par laimi, es nokļuvu Thingiverse saitē, kur SILISAND izveidoja RALF peristaltikas sūkņa remiksu. (Īpašs paldies SILISAND un RALF par dizainu, kas man ļoti palīdzēja.)

Tātad, es savam projektam izmantoju šo peristaltisko sūkni, kas krasi samazināja izmaksas.

Bet pēc visu detaļu drukāšanas un testēšanas es sapratu, ka tās nav gluži ideālas šim lietojumam. Tad es rediģēju šļūtenes spiediena cauruli, palielinot tās izliekumu, lai tā varētu izdarīt lielāku spiedienu uz šļūteni, kā arī rediģēju kronšteina stiprinājuma augšdaļu, lai nodrošinātu lielāku saķeri ar motora vārpstu.

Mani 3D printera iestatījumi:

• Materiāls (PLA)
• Slāņa augstums (0,2 mm)
• Korpusa biezums (1,2 mm)
• Aizpildīšanas blīvums (30%)
• Drukas ātrums (50 mm/s)
• Sprauslas temperatūra (210 ° C)
• Atbalsta veids (visur)
• Platformas adhēzijas veids (nav)

Jūs varat lejupielādēt visus failus, kas tiek izmantoti šajā projektā -

7. solis: gultņu stiprinājums

Lai saliktu gultņa stiprinājumu, mums būs nepieciešamas šādas detaļas:

• 1x 3D drukāta gultņa stiprinājuma apakšdaļa
• 1x 3D drukāta gultņa stiprinājuma augšdaļa
• 6x 624zz gultnis
• 3x M4x20 skrūves
• 3x M4 uzgriežņi
• 3x M4 starplikas
• M4 sešstūra atslēga

Kā aprakstīts attēlos, ievietojiet visas trīs M4x20 skrūves 3D drukātā gultņa stiprinājuma augšpusē, pēc tam ievietojiet M4 paplāksni ar diviem 624zz gultņiem un vēl vienu paplāksni katrā skrūvē. Pēc tam ievietojiet M4 uzgriežņus 3D drukātā gultņa stiprinājuma apakšā, pievelciet skrūves, novietojot apakšējo stiprinājumu.

Izpildiet to pašu procedūru, lai izgatavotu pārējos trīs gultņu stiprinājumus.

8. darbība: aizmugurējā paneļa sagatavošana

Lai saliktu aizmugurējo paneli, mums būs nepieciešamas šādas detaļas:

• Lāzera grieztais aizmugurējais panelis
• 4x 3D drukāta sūkņa pamatne
• 16x M4 uzgriežņi
• 8x M3x16 skrūves
• 8x M3 mazgātāji
• 4x Nema 17 soļu motors
• M3 sešstūra atslēga

Lai sagatavotu aizmugurējo paneli, paņemiet 3D apdrukāto sūkņa pamatni un ievietojiet M4 uzgriežņus spraugās sūkņa pamatnes aizmugurē, kā parādīts attēlos. Līdzīgi sagatavojiet pārējās trīs sūkņa pamatni.

Tagad izlīdziniet Nema 17 soļu motoru ar spraugām aizmugurējā panelī no aizmugures un uzstādiet sūkņa pamatni, izmantojot skrūvi M3x15 un paplāksni. Un samontējiet visus motorus un sūkņa pamatni, izmantojot to pašu procedūru.

9. solis: visu sūkņu salikšana aizmugurējā panelī

Lai saliktu visus sūkņus, mums būs nepieciešamas šādas detaļas:

• Motori un sūkņa bāze samontēts aizmugurējais panelis
• 4x gultņu stiprinājumi
• 4x 3D drukāta šļūtenes spiediena plāksne
• 4x 3D drukāta sūkņa augšdaļa
• 4x 50 cm silīcija caurules (6 mm OD un 4 mm ID)
• 16x M4x25 skrūves

Ievietojiet visus gultņu stiprinājumus pie motora vārpstām. Pēc tam novietojiet silīcija cauruli ap gultņu stiprinājumiem, vienlaikus nospiežot to ar 3D drukāto šļūtenes spiediena plāksni. Un aizveriet sūkni, izmantojot 3D drukāto sūkņa augšpusi ar M4x25 skrūvēm.

10. darbība: sagatavojiet apakšējo paneli

Lai saliktu apakšējo paneli, mums būs nepieciešamas šādas detaļas:

• Apakšējais panelis ar lāzeru
• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL vairogs
• 4x A4988 pakāpiena draiveris
• 4x M3x15 skrūve
• 4x M3 uzgrieznis
• M3 sešstūra atslēga

Uzstādiet Arduino Uno aizmugurējā panelī, izmantojot M3x15 skrūves un M3 uzgriežņus. Pēc tam kaudze GRBL Shield uz Arduino Uno, sekojot A4988 Stepper Drivers uz GRBL Shield.

11. darbība: samontējiet apakšējo un priekšējo paneli

Lai saliktu apakšējo un priekšējo paneli, mums būs nepieciešamas šādas detaļas:

• Priekšējais panelis ar lāzergriešanu
• Apakšējais panelis ir samontēts ar elektroniku
• 6x M3x15 skrūves
• 6x M3 uzgriežņi
• 3D drukāts vārglāzes turētājs

Ievietojiet apakšējo paneli priekšējā paneļa apakšējās spraugās un nostipriniet to, izmantojot M3x15 skrūves un M3 uzgriežņus. Pēc tam, izmantojot M3x15 skrūves un M3 uzgriežņus, nostipriniet 3D drukātā vārglāzes turētāju vietā.

12. solis: ievietojiet caurules 3D iespiestās caurules turētājā

Lai saliktu apakšējo un priekšējo paneli, mums būs nepieciešamas šādas detaļas:

• Pilnībā samontēts aizmugurējais panelis
• 3D iespiests cauruļu turētājs

Šajā solī ievietojiet visas četras caurules 3D iespiedcaurules turētāja caurumos. Un pārliecinieties, ka kāda caurule izvirzās caur turētāju.

13. darbība: salieciet četrus paneļus kopā

Lai saliktu priekšējo, aizmugurējo, augšējo un apakšējo paneli, mums būs nepieciešamas šādas detaļas:

• Priekšējā un apakšējā paneļa montāža
• Aizmugurējā paneļa montāža
• Augšējais panelis
• Forši balta LED sloksne

Lai saliktu visus šos paneļus, vispirms piestipriniet caurules turētāju vārglāzes turētāja augšpusē. Pēc tam uzlīmējiet LED sloksnes augšējā paneļa apakšējā virsmā un pēc tam ievietojiet augšējo paneli aizmugurējā un priekšējā paneļa spraugās.

14. darbība: salieciet motora vadus un sānu paneļus

Lai saliktu motora vadus un sānu paneļus, mums būs nepieciešamas šādas detaļas:

• Salikti četri paneļi
• 4x motora vadi
• Sānu paneļi
• 24x M3x15 skrūves
• 24x M3 uzgriežņi
• M3 sešstūra atslēga

Ievietojiet vadus motora spraugās un aizveriet abus sānu paneļus. Un salabojiet paneļus, izmantojot M3x15 skrūves un M3 uzgriežņus.

15. solis: elektroinstalācija

Izpildiet shēmu, lai savienotu visu elektroniku šādā veidā:

Piestipriniet līdzstrāvas ligzdu aizmugurējā paneļa slotā un pievienojiet vadus GRBL vairoga barošanas spailēm

Pēc tam pievienojiet motora vadus Stepper Drivers spailēs šādi:

X -Stepper draiveris (GRBL vairogs) - ciāna motora vads

Y -Stepper draiveris (GRBL vairogs) - fuksīna motora vads

Z -Stepper vadītājs (GRBL vairogs) - dzeltens motora vads

A -Stepper vadītājs (GRBL vairogs) - atslēgas motora vads

Piezīme. Pievienojiet GRBL vairoga A-pakāpiena un A-virziena džemperus attiecīgi 12. un 13. tapai. (A-Step un A-Direction džemperi ir pieejami virs barošanas spailēm)

Pievienojiet HC -05 Bluetooth šādos termināļos -

GND (HC -05) - GND (GRBL vairogs)

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

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

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

Pievienojiet skaņas signālu šādos termināļos -

-ve (skaņas signāls) - GND (GRBL vairogs)

+ve (skaņas signāls) - CoolEn tapa (GRBL vairogs)

Piezīme: barojiet šo iekārtu ar vismaz 12V/10A barošanas avotu

16. solis: Motoru kalibrēšana

Pēc iekārtas ieslēgšanas pievienojiet Arduino datoram, izmantojot USB kabeli, lai Arduino Uno instalētu kalibrēšanas programmaparatūru.

Lejupielādējiet tālāk norādīto kalibrēšanas kodu un augšupielādējiet to Arduino Uno un izpildiet tālāk sniegtos norādījumus, lai kalibrētu visas motora darbības.

Pēc koda augšupielādes atveriet seriālo monitoru ar pārraides ātrumu 38400 un iespējojiet gan CR, gan NL.

Tagad dodiet komandu motora sūkņu kalibrēšanai:

SĀKT

Arguments "sūknis, lai kalibrētu" ir nepieciešams, lai komandētu Arduino, kuram motoram kalibrēt, un var iegūt vērtības:

C => Ciāna motoram

M => fuksīna motoram Y => dzeltenam motoram K => atslēgas motoram

Pagaidiet, līdz sūknis ievieto krāsu mēģenē.

Pēc ievietošanas notīriet kolbu, ja tajā ir kāda krāsa, Arduino gaidīs, līdz nosūtīsit apstiprinājuma komandu, lai sāktu kalibrēšanu. Lai sāktu kalibrēšanu, nosūtiet “Jā” (bez pēdiņām).

Tagad motors sūknēs krāsu kolbā, kuru mēs mērīsim, izmantojot mērcilindru.

Kad mums ir izmērītā sūknētās krāsas vērtība, mēs varam uzzināt izvēlētā motora soļus uz vienību (ml), izmantojot norādīto formulu:

5000 (noklusējuma darbības)

Soļi uz ML = -------------------- Izmērītā vērtība

Tagad ievietojiet katra soļa (ml) vērtību katram motoram galvenajā kodā noteiktās konstantēs:

7. rindiņa) const float Cspu => Tur ciāna motora vienības soļu vērtību

rinda 8) const float Mspu => Saglabā vērtību soļiem uz Magenta Motor line 9 vienību) const float Yspu => Turpina vērtību soļiem uz dzeltenās motorlīnijas vienību 10) const float Kspu => Saglabā vērtību soļiem per Galvenā motora vienība

PIEZĪME. Kalibrēšanas laikā sērijveida monitorā tiks parādītas visas darbības un procedūra, lai pareizi kalibrētu motorus

17. darbība:

18. darbība: kodēšana

Pēc motoru kalibrēšanas ir pienācis laiks lejupielādēt galveno krāsu izgatavošanas kodu.

Lejupielādējiet tālāk norādīto galveno kodu un augšupielādējiet to Arduino Uno un izmantojiet pieejamās komandas, lai izmantotu šo mašīnu:

LOAD => Izmanto, lai ievietotu krāsu pigmentu silīcija caurulē.

CLEAN => Izmanto, lai izkrautu krāsu pigmentu silīcija caurulē. SPEED => Izmanto, lai atjauninātu ierīces sūknēšanas ātrumu. ņemiet veselu skaitli, kas apzīmē motoru apgriezienus. Noklusējuma iestatījums ir 100, un to var atjaunināt no 100 līdz 400. PUMP => Izmanto, lai komandētu ierīci izveidot vēlamo krāsu. ņem veselu skaitli, kas apzīmē sarkano vērtību. ņem veselu skaitli, kas apzīmē zaļo vērtību. ņem veselu skaitli, kas apzīmē zilo vērtību. ņem veselu skaitli, kas apzīmē baltās krāsas tilpumu.

PIEZĪME. Pirms šī koda izmantošanas noteikti atjauniniet katra motora noklusējuma darbību vērtības no kalibrēšanas koda

19. solis: un mēs esam GATAVI

Jūs beidzot esat pabeidzis! Lūk, kā galaproduktam vajadzētu izskatīties un darboties.

Noklikšķiniet šeit, lai redzētu to darbībā

20. darbība. Nākotnes darbības joma

Tā kā tas ir mans pirmais prototips, kas izrādās daudz labāks nekā es gaidīju, bet jā, tas prasa daudz optimizācijas.

Šeit ir daži no šiem jauninājumiem, kurus meklēju nākamo šīs mašīnas versiju -

• Eksperimentējiet ar dažādām tintēm, krāsām, krāsām un pigmentiem.
• Android lietotnes izstrāde, kas var nodrošināt labāku lietotāja saskarni, izmantojot jau instalēto Bluetooth.
• Displeja un rotējošā kodētāja uzstādīšana, kas to var padarīt par atsevišķu ierīci.
• Meklēs dažas labākas un uzticamas sūknēšanas iespējas.
• Google palīdzības instalēšana, kas var padarīt to atsaucīgāku un gudrāku.

21. solis: LŪDZU BALSOT

Ja jums patīk šis projekts, lūdzu, balsojiet par to konkursam "Pirmoreiz autors".

Tiešām ļoti novērtēts! Ceru, ka jums, puišiem, patika projekts!

Otrā vieta varavīksnes krāsās