MESOMIX - Automata festékkeverő gép: 21 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Ön tervező, művész vagy kreatív személy, aki szívesen dobja a színeket a vásznára, de ez gyakran küzdelem, amikor a kívánt árnyalatot kell elkészítenie.

Tehát ez az art-tech utasítás el fog tűnni a harcból. Mivel ez az eszköz a polcon lévő alkatrészeket használja a kívánt árnyalat elkészítéséhez, a megfelelő mennyiségű CMYK (ciánkék-bíbor-sárga-fekete) pigmentek automatikus keverésével, ami drasztikusan csökkenti a színek keverésével töltött időt vagy a különböző termékek vásárlására fordított pénzt pigmentek. És további időt biztosít a kreatív számára.

Reméljük tetszeni fog és kezdjük!

1. lépés: Hogyan működik?

Alapvetően két színelméleti modell létezik, amelyeket figyelembe kell vennünk ebben a projektben.

1) RGB színmodell

Az RGB színmodell egy additív színmodell, amelyben a vörös, zöld és kék fényt különböző módon adják össze a színek széles skálájának reprodukálásához. Az RGB színmodell fő célja a képek érzékelése, ábrázolása és megjelenítése elektronikus rendszerekben, például televíziókban és számítógépekben, bár a hagyományos fényképezésben is használták.

2) CMYK színmodell

A CMYK színmodell (folyamatszín, négy szín) egy szubtraktív színmodell, amelyet színes nyomtatókban használnak. A CMYK a négy színes nyomtatásban használt négy tintára vonatkozik: cián, bíbor, sárga és kulcs (fekete). A CMYK modell úgy működik, hogy részben vagy teljesen elfedi a színeket világosabb, általában fehér alapon. A tinta csökkenti az egyébként visszavert fényt. Az ilyen modellt szubtraktívnak nevezik, mert a tinták "kivonják" a fényerőt a fehérből.

Az additív színmodellekben, mint például az RGB, a fehér az összes elsődleges színű fény "additív" kombinációja, míg a fekete a fény hiánya. A CMYK modellben ennek az ellenkezője: a fehér a papír vagy más háttér természetes színe, míg a fekete a színes tinták teljes kombinációjából származik. A tintapénz megtakarítása és a mélyebb fekete tónusok előállítása érdekében telítetlen és sötét színeket állítanak elő fekete tintával a cián, bíbor és sárga kombináció helyett.

2. lépés: A mechanizmus

Amint azt a "Hogyan működik?" lépés, hogy mind az RGB, mind a CMYK színmodelleket használja a készülék.

Tehát az RGB modellt használjuk az RGB színkód betáplálására a géphez, míg a CMYK modellt az árnyék készítéséhez CMYK pigmentek keverésével, amelyekben a fehér szín térfogata állandó lesz, és manuálisan kell hozzáadni.

Tehát, hogy kitaláljam a lehető legjobb eljárást ennek a gépnek az elkészítéséhez, felvázoltam egy folyamatábrát, hogy tisztázzam a fejemben a nagy képet.

Íme a terv, hogyan alakulnak a dolgok:

• Az RGB értékek és a fehér szín hangereje a Serial Monitor segítségével kerül elküldésre.
• Ezután ezeket az RGB -értékeket CMYK -százalékra konvertálják a konverziós képlet használatával.

Az R, G, B értékeket 255 -tel osztják a 0..255 és 0..1 közötti tartomány megváltoztatásához:

R '= R/255 G' = G/255 B '= B/255 A fekete kulcs (K) színét a piros (R'), zöld (G ') és kék (B') színekből számítják ki: K = 1-max (R ', G', B ') A ciánkék szín (C) a piros (R') és a fekete (K) színből kerül kiszámításra: C = (1-R'-K) / (1-K) A bíbor színű (M) a zöld (G ') és a fekete (K) színből kerül kiszámításra: M = (1-G'-K) / (1-K) A sárga szín (Y) a kékből számítódik ki (B ') és fekete (K) színek: Y = (1-B'-K) / (1-K)

• Ennek eredményeként megkaptam a kívánt szín CMYK százalékos értékeit.
• Most minden százalékértéket át kell alakítani a C, M, Y és K térfogatra úgy, hogy megszorozzuk az egyes százalékértékeket a fehér szín térfogatával.

C (ml) = C (%) * Fehér szín térfogata (x ml)

M (ml) = M (%) * A fehér szín térfogata (x ml) Y (ml) = Y (%) * A fehér szín térfogata (x ml) K (ml) = K (%) * A fehér szín térfogata (x ml)

Ekkor ezeket a C, M, Y és K térfogatokat megszorozzuk az adott motor forradalmánkénti lépéseivel

A szivattyúzáshoz szükséges lépések Szín = Szín (ml) * A megfelelő motor lépései/fordulatszáma

És ennyi, ezzel minden színt szivattyúznak, hogy színkeveréket képezzenek, amelyet a pontos fehér térfogathoz keverve a kívánt árnyalatot kapják.

3. lépés: A tervezés

Úgy döntöttem, hogy a SolidWorks-ban tervezem, mivel az elmúlt 2 évben dolgozom rajta, és a tervezési, szubtraktív gyártási és additív gyártási ismereteimet a tervezési fázisban alkalmaztam, miközben szem előtt tartottam az összes paramétert, beleértve az önkomponensek használatát, kompakt és asztalbarát kialakítás, precíz, mégis gyors és költséghatékony.

Néhány ismétlés után rátaláltam erre a kialakításra, amely minden igényemet kielégíti, és nagyon elégedett vagyok az eredménnyel.

4. lépés: Mire van szükségünk?

Elektromos alkatrészek:

• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL pajzs
• 4x A4988 léptető
• 1x DC jack
• 1x 13cmx9cm billenőkapcsoló
• 4x Nema 17
• 2x 15 cm -es RGB LED szalag
• 1x zümmögő
• 1x HC-05 Bluetooth

Hardver alkatrészek:

• 24x 624zz csapágy
• 4x 50 cm hosszú szilikoncső (6 mm külső átmérő és 4 mm belső átmérő)
• 1x 100 ml -es mérőhenger
• 5x 100 ml -es főzőpohár
• 30x M3x15 csavar
• 30x M3 dió
• 12x M4x20 csavar
• 16x M4x25 csavar
• 30x M4 anya
• és néhány M3 és M4 alátét

Eszközök:

• Lézervágó gép
• 3d nyomtató
• Allen Keys
• Fogó
• Csavarhúzó
• Forrasztópáka
• Ragasztópisztoly

5. lépés: Lézervágás

Kezdetben úgy terveztem a keretet, hogy rétegelt lemezből készüljön, de rájöttem, hogy a 6 mm -es MDF is használható ehhez a géphez, de az egyetlen probléma az MDF -el, hogy hajlamos a nedvességre, és nagy a valószínűsége annak, hogy tinta vagy pigmentek ömlenek ki a paneleken.

A probléma megoldásához fekete Vinyl lapot használtam, amely csak néhány dollárt tesz hozzá a teljes költséghez, de nagyszerű matt felületet biztosít a gépnek.

Ezek után minden készen állt arra, hogy a paneleimet levágjam egy lézergéppel.

Csatolom az alábbi fájlokat, és már eltávolítottam azt a logót a fájlból, hogy könnyedén hozzáadhassa a sajátját:)

6. lépés: 3D nyomtatás

Különféle szivattyúkon mentem keresztül, és sok kutatás után megállapítottam, hogy a perisztaltikus szivattyúk tökéletesen megfelelnek az igényeimnek.

De a legtöbb az interneten az egyenáramú motoros szivattyúk, amelyek nem olyan pontosak, és problémákat okozhatnak vezérlésük során, másrészről néhány szivattyú ott van a léptetőmotorokkal, de költségeik meglehetősen magasak.

Tehát úgy döntöttem, hogy egy 3D nyomtatott perisztaltikus szivattyúval megyek, amely Nema 17 motort használ, és szerencsére a Thingiverse linkjén keresztül jutottam el, ahol a SILISAND remixet készített a RALF Perisztaltic pumpájából. (Külön köszönet a SILISAND -nak és a RALF -nak a tervezésért, ami sokat segített nekem.)

Tehát ezt a Perisztaltikus szivattyút használtam a projektemhez, ami drasztikusan csökkentette a költségeket.

De az összes alkatrész kinyomtatása és tesztelése után rájöttem, hogy nem tökéletesek ehhez az alkalmazáshoz. Ezután a tömlőnyomású csövet úgy szerkesztettem, hogy megnöveltem a görbületét, hogy nagyobb nyomást tudjon kifejteni a tömlőre, és a tartókonzol tetejét is szerkesztettem, hogy jobban tapadjon a motor tengelyéhez.

A 3D nyomtató beállításai:

• Anyag (PLA)
• Rétegmagasság (0,2 mm)
• Héj vastagsága (1,2 mm)
• Kitöltési sűrűség (30%)
• Nyomtatási sebesség (50 mm/s)
• Fúvóka hőmérséklete (210 ° C)
• Támogatás típusa (mindenhol)
• Platform tapadási típusa (nincs)

Letöltheti a projektben használt összes fájlt -

7. lépés: A csapágy tartó

A csapágy rögzítéséhez a következő alkatrészekre lesz szükségünk:

• 1x 3D nyomtatott csapágy tartó alján
• 1x 3D nyomtatott csapágy tartó
• 6x 624zz csapágy
• 3x M4x20 csavar
• 3x M4 anya
• 3x M4 távtartó
• M4 imbuszkulcs

A képeken leírtak szerint helyezze be mind a három M4x20 csavart a 3D nyomtatott csapágytartó tetejébe, majd helyezzen be egy M4 alátétet, két 624zz csapágy és egy másik alátét mindegyik csavarba. Ezután helyezze be az M4 anyákat a 3D nyomtatott csapágytartó aljába, húzza meg a csavarokat az alsó tartó elhelyezésével.

Kövesse ugyanezt az eljárást a másik három csapágy rögzítéséhez.

8. lépés: A hátlap előkészítése

A hátlap összeszereléséhez a következő alkatrészekre lesz szükségünk:

• Lézerrel vágott hátlap
• 4x 3D nyomtatott szivattyúalap
• 16x M4 anya
• 8x M3x16 csavar
• 8x M3 alátét
• 4x Nema 17 léptetőmotor
• M3 imbuszkulcs

A hátlap előkészítéséhez vegye be a 3D nyomtatott szivattyúalapot, és helyezze be az M4 anyákat a szivattyúalap hátoldalán lévő résekbe, ahogyan az a képeken látható. Hasonló módon készítse elő a másik három szivattyúalapot.

Most igazítsa a Nema 17 léptetőmotort a hátlapon lévő résekhez hátulról, és szerelje fel a szivattyúalapot az M3x15 csavar és egy alátét segítségével. És szerelje össze az összes motort és szivattyúalapot ugyanazon eljárással.

9. lépés: Az összes szivattyú összeszerelése a hátlapon

Az összes szivattyú összeszereléséhez a következő alkatrészekre lesz szükségünk:

• Motorok és szivattyúalap összeszerelt hátsó panel
• 4x csapágytartó
• 4x 3D nyomtatott tömlőnyomásos lemez
• 4x 3D nyomtatott szivattyú felső
• 4x 50 cm -es szilikoncső (6 mm külső és 4 mm -es azonosító)
• 16x M4x25 csavar

Helyezze be az összes csapágyat a motor tengelyére. Ezután helyezze a szilíciumcsövet a csapágytartók köré, miközben 3D nyomtatott tömlőnyomásos lemezzel nyomja meg. És zárja be a szivattyút a 3D nyomtatott szivattyú tetejével, M4x25 csavarokkal.

10. lépés: Készítse elő az alsó panelt

Az alsó panel összeállításához a következő alkatrészekre lesz szükségünk:

• Lézerrel vágott alsó panel
• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL pajzs
• 4x A4988 léptető
• 4x M3x15 csavar
• 4x M3 anya
• M3 imbuszkulcs

Szerelje fel az Arduino Uno -t a hátlapra M3x15 csavarok és M3 anyák segítségével. Ezt követően halmozza fel a GRBL Shield -et az Arduino Uno -n, majd az A4988 Stepper Drivers segítségével a GRBL Shield -en.

11. lépés: Szerelje össze az alsó és az előlapot

Az alsó és az előlap összeszereléséhez a következő alkatrészekre lesz szükségünk:

• Lézerrel vágott előlap
• Alsó panel elektronikával összeszerelve
• 6x M3x15 csavar
• 6x M3 anya
• 3D nyomtatott főzőpohár tartó

Helyezze be az alsó panelt az előlap alsó nyílásaiba, és rögzítse M3x15 csavarokkal és M3 anyákkal. Ezután rögzítse a helyére a 3D nyomtatott főzőpoharatartót az M3x15 csavarokkal és az M3 anyákkal.

12. lépés: Helyezze be a csöveket a 3D nyomtatott csőtartóba

Az alsó és az előlap összeszereléséhez a következő alkatrészekre lesz szükségünk:

• Teljesen összeszerelt hátsó panel
• 3D nyomtatott csőtartó

Ebben a lépésben helyezze be mind a négy csövet a 3D nyomtatott csőtartó lyukaiba. És győződjön meg arról, hogy néhány cső kinyúlik a tartóba.

13. lépés: Szerelje össze a négy panelt

Az első, hátsó, felső és alsó panel összeszereléséhez a következő alkatrészekre lesz szükségünk:

• Elülső és alsó panel szerelés
• Hátsó panel szerelése
• Felső panel
• Hideg fehér LED szalag

A panelek összeszereléséhez először rögzítse a csőtartót a főzőpohár -tartó tetején. Ezután ragassza fel a LED csíkokat a felső panel alsó felületére, majd helyezze be a felső panelt a hátsó és az előlap nyílásaiba.

14. lépés: Szerelje össze a motorhuzalokat és az oldalsó paneleket

A motorhuzalok és az oldalsó panelek összeszereléséhez a következő alkatrészekre lesz szükségünk:

• Négy panelt szereltek össze
• 4x motorhuzal
• Oldalsó panelek
• 24x M3x15 csavarok
• 24x M3 dió
• M3 imbuszkulcs

Helyezze be a vezetékeket a motor nyílásaiba, és zárja be mindkét oldalsó panelt. És rögzítse a paneleket M3x15 csavarokkal és M3 anyákkal.

15. lépés: huzalozás

Kövesse a sémát az összes elektronika bekötéséhez a következő módon:

Rögzítse a DC aljzatot a hátlap nyílásába, és csatlakoztassa a vezetékeket a GRBL pajzs tápcsatlakozóihoz

Ezután csatlakoztassa a motor vezetékeit a Stepper Drivers terminálokhoz az alábbiak szerint:

X -Stepper meghajtó (GRBL Shield) - ciánkék motorhuzal

Y -léptető (GRBL Shield) - bíbor motorhuzal

Z -léptető (GRBL pajzs) - sárga motorhuzal

A -léptető (GRBL pajzs) - Kulcsos motorhuzal

Megjegyzés: Csatlakoztassa a GRBL pajzs A-Step és A-Direction jumpereit a 12-es és 13-as tűhöz. (Az A-Step és az A-Direction áthidalói a tápkivezetések felett érhetők el.)

Csatlakoztassa a HC -05 Bluetooth -t a következő csatlakozókhoz -

GND (HC -05) - GND (GRBL pajzs)

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

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

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

Csatlakoztassa a Buzzert a következő terminálokhoz -

-ve (zümmögő) - GND (GRBL Shield)

+ve (zümmögő) - CoolEn pin (GRBL Shield)

Megjegyzés: A gépet legalább 12V/10Amp tápegységgel táplálja

16. lépés: A motorok kalibrálása

A készülék bekapcsolása után csatlakoztassa az Arduino -t a számítógéphez USB -kábellel, hogy telepítse a kalibrációs firmware -t az Arduino Uno -hoz.

Töltse le az alább megadott kalibrációs kódot, majd töltse fel az Arduino Uno -ba, és hajtsa végre az alábbi utasításokat a motorok összes lépésének kalibrálásához.

A kód feltöltése után nyissa meg a soros monitort 38400 -as átviteli sebességgel, és engedélyezze a CR -t és az NL -t.

Most adja ki a parancsot a motoros szivattyúk kalibrálására:

RAJT

A "Szivattyúzás kalibráláshoz" argumentum szükséges az Arduino parancsának megadásához, hogy melyik motorral kell kalibrálni, és felveheti az értékeket:

C => Ciánkék motorhoz

M => Bíbor motorhoz Y => Sárga motorhoz K => Kulcsmotorhoz

Várja meg, amíg a szivattyú betölti a színt a csőbe.

A betöltés után tisztítsa meg a lombikot, ha van benne valami szín, az Arduino megvárja, amíg el nem küldi a megerősítő parancsot a kalibrálás megkezdéséhez. A kalibrálás megkezdéséhez küldje el az "Igen" (idézőjel nélküli) üzenetet.

Most a motor pumpálja a színt a lombikba, amelyet mérőhenger segítségével mérünk.

Miután megkaptuk a szivattyúzott szín mért értékét, a megadott képlet segítségével megtudhatjuk a kiválasztott motor egységnyi lépéseit (ml):

5000 (alapértelmezett lépések)

Lépések per ML = -------------------- Mért érték

Most tegye a lépésenkénti (ml) értéket minden motorhoz a fő kódba a megadott konstansokban:

7. sor) const float Cspu => Tartja a lépésenkénti értéket ciánmotoron

sor 8) const float Mspu => Tartja a lépések értékét a Magenta Motor vonal egységére 9) const float Yspu => Tartja a lépésenkénti értéket a sárga motorvonalon 10) const float Kspu => Tartja a Steps per értéket Kulcsmotor egység

MEGJEGYZÉS: A motorok megfelelő kalibrálásának minden lépése és eljárása megjelenik a kalibrálás során a soros monitoron

17. lépés:

18. lépés: Kódolás

A motorok kalibrálása után ideje letölteni a színek készítésének fő kódját.

Töltse le az alábbi fő kódot, és töltse fel az Arduino Uno -ba, és használja a rendelkezésre álló parancsokat a gép használatához:

LOAD => A színes pigment betöltésére szolgál a szilíciumcsőbe.

CLEAN => A színes pigment kirakodására szolgál a szilíciumcsőbe. SPEED => A készülék szivattyúzási sebességének frissítésére szolgál. Vegyük a motorok fordulatszámát ábrázoló egész értéket. Az alapértelmezett érték 100, és 100 -ról 400 -ra frissíthető. PUMP => Használja a készülék parancsát a kívánt szín előállítására. a piros értéket képviselő egész értéket veszi fel. a zöld értéket képviselő egész értéket veszi fel. a kék értéket képviselő egész értéket veszi fel. a fehér szín térfogatát jelző egész értéket veszi fel.

MEGJEGYZÉS: A kód használata előtt feltétlenül frissítse az egyes motorok alapértelmezett lépéseinek értékeit a kalibrációs kódból

19. lépés: És készen vagyunk

Végre végeztél! A végterméknek így kell kinéznie és működnie.

Ide kattintva megtekintheti működés közben

20. lépés: Jövőbeli hatály

Mivel ez az első prototípusom, amely sokkal jobb, mint amire számítottam, de igen sok optimalizálást igényel.

Íme néhány a következő frissítések közül, amelyeket a gép következő verziójához keresek -

• Kísérletezés különböző festékekkel, színekkel, festékekkel és pigmentekkel.
• Olyan Android -alkalmazás fejlesztése, amely jobb felhasználói felületet biztosít a már telepített Bluetooth használatával.
• Kijelző és forgó kódoló telepítése, amely önálló eszközzé teheti.
• Keresni fog néhány jobb és megbízhatóbb szivattyúzási lehetőséget.
• A Google Segítség telepítése, amely gyorsabbá és intelligensebbé teheti.

21. lépés: KÉRJÜK SZAVAZNI

Ha tetszik ez a projekt, kérjük szavazzon rá az "Első szerző" versenyre.

Igazán nagyra értékelik! Remélem tetszett a projekt!

Második hely a szivárványverseny színeiben