MESOMIX - Automaattinen maalisekoituskone: 21 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Oletko suunnittelija, taiteilija tai luova henkilö, joka rakastaa heittää värejä kankaallesi, mutta se on usein vaikeaa halutun sävyn tekemisessä.

Joten tämä art-tech-ohje katoaa taisteluun. Tämä laite käyttää hyllyn osia halutun sävyn luomiseksi sekoittamalla oikea määrä CMYK (syaani-magenta-keltainen-musta) pigmenttejä automaattisesti, mikä lyhentää huomattavasti värien sekoittamiseen kuluvaa aikaa tai rahaa ostamiseen. pigmentit. Ja antaa sinulle ylimääräistä aikaa mainoksellesi.

Toivottavasti nautit ja aloitetaan!

Vaihe 1: Kuinka se toimii?

Tässä projektissa on otettava huomioon periaatteessa kaksi väriteorian mallia.

1) RGB -värimalli

RGB -värimalli on lisävärimalli, jossa punaista, vihreää ja sinistä valoa yhdistetään eri tavoilla, jotta saadaan aikaan laaja valikoima värejä. RGB -värimallin päätarkoitus on kuvien havaitseminen, esittäminen ja näyttäminen elektronisissa järjestelmissä, kuten televisioissa ja tietokoneissa, vaikka sitä on käytetty myös perinteisessä valokuvauksessa.

2) CMYK -värimalli

CMYK -värimalli (prosessiväri, neljä väriä) on vähennysväri, jota käytetään väritulostimissa. CMYK viittaa joihinkin väritulostukseen käytettäviin neljään musteeseen: syaani, magenta, keltainen ja näppäin (musta). CMYK -malli peittää värit osittain tai kokonaan vaaleammalle, yleensä valkoiselle taustalle. Muste vähentää valoa, joka muuten heijastuisi. Tällaista mallia kutsutaan vähentäväksi, koska musteet "vähentävät" kirkkauden valkoisesta.

Lisävärimalleissa, kuten RGB, valkoinen on "lisäaine" yhdistelmä kaikista ensisijaisista värillisistä valoista, kun taas musta on valon puute. CMYK -mallissa asia on päinvastoin: valkoinen on paperin tai muun taustan luonnollinen väri, kun taas musta johtuu värillisten musteiden täydellisestä yhdistelmästä. Musteen säästämiseksi ja syvempien mustien sävyjen tuottamiseksi tyydyttymättömiä ja tummia värejä tuotetaan käyttämällä mustaa mustetta syaanin, magentan ja keltaisen yhdistelmän sijaan.

Vaihe 2: Mekanismi

Kuten kohdassa "Miten se toimii" mainitaan? vaiheessa, että sekä RGB- että CMYK -värimalleja käytetään tässä koneessa.

Joten käytämme RGB -mallia syöttämään RGB -värikoodi koneeseen, kun taas CMYK -malli varjostimen tekemiseksi sekoittamalla CMYK -pigmenttejä, joissa valkoisen värin tilavuus on vakio ja lisätään manuaalisesti.

Joten selvittääkseni parhaan mahdollisen menettelyn tämän koneen rakentamiseksi, piirsin vuokaavion tyhjentääkseni mielikuvani.

Tässä suunnitelma miten asiat etenevät:

• RGB -arvot ja valkoisen värin voimakkuus lähetetään sarjamonitorin kautta.
• Sitten nämä RGB -arvot muunnetaan CMYK -prosentteiksi muunnoskaavan avulla.

R-, G- ja B -arvot on jaettu 255: llä vaihtamaan aluetta 0..255 - 0..1:

R '= R/255 G' = G/255 B '= B/255 Mustan näppäimen (K) väri lasketaan punaisen (R'), vihreän (G ') ja sinisen (B') värin perusteella: K = 1-max (R ', G', B ') Syaani väri (C) lasketaan punaisen (R') ja mustan (K) värin perusteella: C = (1-R'-K) / (1-K) Punainen väri (M) lasketaan vihreän (G ') ja mustan (K) värin perusteella: M = (1-G'-K) / (1-K) Keltainen väri (Y) lasketaan sinisestä (B ') ja musta (K) värit: Y = (1-B'-K) / (1-K)

• Tämän seurauksena sain vaaditun värin CMYK -prosenttiarvot.
• Nyt kaikki prosenttiarvot on muutettava C-, M-, Y- ja K -tilavuudeksi kertomalla jokainen prosenttiarvo valkoisen värin tilavuudella.

C (ml) = C (%) * Valkoisen värin tilavuus (x ml)

M (ml) = M (%) * Valkoisen värin tilavuus (x ml) Y (ml) = Y (%) * Valkoisen värin tilavuus (x ml) K (ml) = K (%) * Valkoisen värin tilavuus (x ml)

Sitten nämä C-, M-, Y- ja K -tilavuudet kerrotaan kunkin moottorin kierrosta kohden

Pumppaamiseen tarvittavat vaiheet Väri = Väri (ml) * Vastaavan moottorin vaiheet/kierros

Ja siinä kaikki, tätä käyttämällä jokainen väri pumpataan muodostamaan värisekoitus, joka sekoitetaan tarkan valkoisen värin kanssa halutun sävyn muodostamiseksi.

Vaihe 3: Suunnittelu

Päätin suunnitella sen SolidWorksissa, koska olen työskennellyt sen parissa viimeisten kahden vuoden aikana, ja olen käyttänyt suunnittelua, vähennyskelpoista valmistusta ja lisäaineiden valmistustaitoja suunnitteluvaiheessa pitäen samalla kaikki parametrit mielessä, mukaan lukien itsekomponenttien käyttäminen, kompakti ja työpöytäystävällinen muotoilu, tarkka mutta nopea ja kustannustehokas.

Muutaman iteroinnin jälkeen keksin tämän mallin, joka palvelee kaikkia vaatimuksiani ja olen varsin tyytyväinen tuloksiin.

Vaihe 4: Mitä tarvitsemme?

Elektroniset komponentit:

• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL -suoja
• 4x A4988 -askelmoottorin ohjain
• 1x DC -liitin
• 1x 13cmx9cm keinukytkin
• 4x Nema 17
• 2x 15 cm RGB LED -nauha
• 1x summeri
• 1x HC-05 Bluetooth

Laitteiston osat:

• 24x 624zz laakeri
• 4x 50 cm pitkä silikoniputki (ulkohalkaisija 6 mm ja sisähalkaisija 4 mm)
• 1x 100 ml mittaussylinteri
• 5x 100 ml dekantterilasi
• 30x M3x15 pultit
• 30x M3 -mutterit
• 12x M4x20 pultti
• 16x M4x25 ruuvia
• 30x M4 -mutterit
• ja joitakin M3- ja M4 -aluslevyjä

Työkalut:

• Laserleikkauskone
• 3D tulostin
• Allen Keys
• Pihdit
• Ruuvimeisseli
• Juotin
• Liimapistooli

Vaihe 5: Laserleikkaus

Alun perin suunnittelin rungon vanerista, mutta huomasin, että 6 mm: n MDF -levy sopii myös tähän koneeseen, mutta ainoa ongelma MDF: n kanssa on se, että se on altis kosteudelle ja on paljon mahdollisuuksia, että muste tai pigmentit voivat vuotaa paneeleissa.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi käytin mustaa vinyylilevyä, joka lisää vain muutaman dollarin kokonaiskustannuksiin, mutta tarjoaa erinomaisen mattapinnan koneelle.

Tämän jälkeen olin valmis leikkaamaan paneelini laserlaitteen kautta.

Liitän alla olevat tiedostot ja poistin jo logon tiedostosta, jotta voit lisätä omasi helposti:)

Vaihe 6: 3D -tulostus

Kävin läpi erilaisia pumppuja ja pitkän tutkimuksen jälkeen huomasin, että peristalttiset pumput sopivat täydellisesti vaatimuksiini.

Mutta useimmat niistä Internetissä ovat pumppuja, joissa on tasavirtamoottorit, jotka eivät ole kovin tarkkoja ja voivat aiheuttaa joitain ongelmia niiden ohjaamisen aikana. Toisaalta jotkut pumput ovat siellä Stepper Motorsin kanssa, mutta niiden hinta on melko korkea.

Joten päätin käyttää 3D -tulostettua peristalttista pumppua, joka käyttää Nema 17 -moottoria, ja onneksi löysin Thingiversen linkin, jossa SILISAND teki remixin RALFin peristalttisesta pumpusta. (Erityiset kiitokset SILISANDille ja RALFille suunnittelusta, joka auttoi minua paljon.)

Joten käytin tätä Peristaltic -pumppua projektissani, mikä alensi huomattavasti kustannuksia.

Mutta tulostamisen ja kaikkien osien testaamisen jälkeen huomasin, että ne eivät ole aivan täydellisiä tähän sovellukseen. Sitten muokkasin letkun paineputkea lisäämällä sen kaarevuutta niin, että se voi painaa enemmän letkua, ja muokkasin myös kannatinpidikkeen yläosaa saadaksesi paremman otteen moottorin akselista.

3D -tulostimen asetukset:

• Materiaali (PLA)
• Kerroksen korkeus (0,2 mm)
• Kuoren paksuus (1,2 mm)
• Täyttötiheys (30%)
• Tulostusnopeus (50 mm/s)
• Suuttimen lämpötila (210 ° C)
• Tukityyppi (kaikkialla)
• Alustan tartuntatyyppi (ei mitään)

Voit ladata kaikki tässä projektissa käytetyt tiedostot -

Vaihe 7: Laakerikiinnike

Tarvitsemme laakerikannan kokoamiseen seuraavat osat:

• 1x 3D -painettu laakerikiinnityksen pohja
• 1x 3D -painettu laakerikiinnitys
• 6x 624zz laakeri
• 3x M4x20 pultit
• 3x M4 -mutterit
• 3x M4 -välilevyt
• M4 kuusiokoloavain

Aseta kuvien mukaisesti kaikki kolme M4x20 -pulttia 3D -painettuun laakerikiinnikkeeseen ja aseta sen jälkeen M4 -aluslevy, jossa on kaksi 624zz -laakeria ja toinen aluslaatta kuhunkin pulttiin. Aseta sitten M4 -mutterit 3D -tulostetun laakerikiinnityksen pohjaan, kiristä pultit asettamalla alakiinnike.

Tee sama toimenpide muiden kolmen laakerikiinnityksen tekemiseksi.

Vaihe 8: Taustapaneelin valmistelu

Takapaneelin kokoamiseen tarvitaan seuraavat osat:

• Laserleikattu takapaneeli
• 4x 3D -painettu pumpun pohja
• 16x M4 -mutterit
• 8x M3x16 ruuvia
• 8x M3 aluslevyt
• 4x Nema 17 askelmoottori
• M3 kuusiokoloavain

Valmistele takapaneeli ottamalla 3D -tulostettu pumpun pohja ja työntämällä M4 -mutterit pumpun pohjan takana oleviin aukkoihin kuvien mukaisesti. Valmistele muut kolme pumppupohjaa samalla tavalla.

Kohdista nyt Nema 17 -askelmoottori takapaneelin aukkoihin takaa ja asenna pumpun pohja M3x15 -pultilla ja aluslaatalla. Kokoa kaikki moottorit ja pumpun kanta samalla tavalla.

Vaihe 9: Takapaneelin kaikkien pumppujen kokoaminen

Kaikkien pumppujen kokoamiseen tarvitsemme seuraavat osat:

• Moottorit ja pumpun pohja koottu takapaneeli
• 4x laakeripidikkeet
• 4x 3D -painettu letkupainelevy
• 4x 3D -painettu pumpun yläosa
• 4x 50 cm silikoniputki (6 mm ulkohalkaisija ja 4 mm tunnus)
• 16x M4x25 ruuvia

Aseta kaikki laakerikiinnikkeet moottorin akseleihin. Aseta sitten piiputki laakerikiinnikkeiden ympärille samalla kun painat sitä 3D -painetulla letkupainelevyllä. Sulje pumppu 3D -painetulla pumpun yläosalla M4x25 -pultilla.

Vaihe 10: Valmistele pohjapaneeli

Pohjalevyn kokoamiseen tarvitaan seuraavat osat:

• Laserleikattu pohjapaneeli
• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL -suoja
• 4x A4988 -askelmoottorin ohjain
• 4x M3x15 pultti
• 4x M3 mutteri
• M3 kuusiokoloavain

Kiinnitä Arduino Uno takapaneeliin käyttämällä M3x15 -pultteja ja M3 -muttereita. Tämän jälkeen pinoa GRBL Shield Arduino Unoon ja A4988 Stepper Drivers GRBL Shieldiin.

Vaihe 11: Kokoa pohja- ja etupaneeli

Pohja- ja etupaneelin kokoamiseen tarvitaan seuraavat osat:

• Laserleikattu etupaneeli
• Pohjapaneeli koottu elektroniikalla
• 6x M3x15 ruuvia
• 6x M3 -mutterit
• 3D -painettu dekantterilasiteline

Aseta pohjapaneeli etupaneelin alempiin aukkoihin ja kiinnitä se M3x15 -ruuveilla ja M3 -muttereilla. Kiinnitä sitten 3D -tulostettu dekantterilasiteline paikalleen käyttämällä M3x15 -pultteja ja M3 -muttereita.

Vaihe 12: Aseta putket 3D -tulostetun putken pidikkeeseen

Pohja- ja etupaneelin kokoamiseen tarvitaan seuraavat osat:

• Täysin koottu takapaneeli
• 3D -painettu putkenpidike

Aseta tässä vaiheessa kaikki neljä putkea 3D -painetun putken pidikkeen reikiin. Ja varmista, että jokin putki työntyy pidikkeen läpi.

Vaihe 13: Kokoa neljä paneelia yhdessä

Etu-, taka-, ylä- ja alapaneelin kokoamiseen tarvitaan seuraavat osat:

• Etu- ja alapaneelin kokoonpano
• Takapaneelin kokoonpano
• Yläpaneeli
• Kylmä valkoinen LED -nauha

Kaikkien näiden paneelien kokoamiseksi kiinnitä ensin putkenpidike dekantterilasipidikkeen yläosaan. Kiinnitä sitten LED -nauhat yläpaneelin alapintaan ja aseta yläpaneeli taka- ja etupaneelin aukkoihin.

Vaihe 14: Kokoa moottorijohdot ja sivupaneelit

Moottorin johtojen ja sivupaneelien kokoamiseen tarvitsemme seuraavat osat:

• Neljä paneelia koottu
• 4x moottorijohdot
• Sivupaneelit
• 24x M3x15 pultit
• 24x M3 -mutterit
• M3 kuusiokoloavain

Työnnä johdot moottorin aukkoihin ja sulje molemmat sivupaneelit. Kiinnitä paneelit M3x15 -ruuveilla ja M3 -muttereilla.

Vaihe 15: Johdotus

Johda kaikki elektroniikka seuraavasti kaavion mukaisesti:

Kiinnitä DC -liitin takapaneelin aukkoon ja kytke johdot GRBL -suojan virtaliittimiin

Kytke sitten moottorin johdot Stepper Drivers -liittimiin seuraavasti:

X -Stepper -ohjain (GRBL Shield) - syaani moottorijohdin

Y -askelmoottorin ohjain (GRBL -suoja) - magenta moottorijohdin

Z -askelmoottorin ohjain (GRBL -suoja) - keltainen moottorijohto

A -askelmoottori (GRBL -suoja) - avainmoottorin johto

Huomautus: Kytke GRBL-kilven A-askel- ja A-suunta-hyppyjohtimet nastoihin 12 ja 13. (A-Step- ja A-Direction-puserot ovat saatavana virtaliittimien yläpuolella)

Liitä HC -05 Bluetooth seuraaviin liittimiin -

GND (HC -05) - GND (GRBL -kilpi)

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

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

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

Liitä summeri seuraaviin liittimiin -

-ve (summeri) - GND (GRBL Shield)

+ve (summeri) - CoolEn -nasta (GRBL Shield)

Huomautus: Kytke laitteeseen virta vähintään 12 V/10 A virtalähteellä

Vaihe 16: Moottorien kalibrointi

Kun olet käynnistänyt laitteen, kytke Arduino tietokoneeseen USB -kaapelilla asentaaksesi kalibrointiohjelmiston Arduino Unoon.

Lataa alla annettu kalibrointikoodi ja lataa se Arduino Unoon ja suorita seuraavat ohjeet kaikkien moottorivaiheiden kalibroimiseksi.

Kun olet ladannut koodin, avaa sarjamonitori, jonka siirtonopeus on 38400, ja ota käyttöön sekä CR että NL.

Anna nyt komento moottoripumppujen kalibroimiseksi:

ALKAA

"Pump to Calibrate" -argumenttia tarvitaan Arduinon komentoon, johon moottori kalibroidaan, ja se voi ottaa arvot:

C => Syaani moottori

M => magenta moottori Y => keltainen moottori K => avainmoottori

Odota, että pumppu lataa värin putkeen.

Puhdista pullo lataamisen jälkeen, jos siihen tulee jonkin verran väriä, Arduino odottaa, kunnes lähetät vahvistuskomennon aloittaaksesi kalibroinnin. Aloita kalibrointi lähettämällä Kyllä (ilman lainausmerkkejä).

Nyt moottori pumppaa värin pulloon, jonka aiomme mitata mittaussylinterillä.

Kun olemme saaneet pumpatun värin mittausarvon, voimme selvittää valitun moottorin askeleet yksikköä kohti (ml) annetulla kaavalla:

5000 (oletusvaiheet)

Askel / ML = -------------------- Mitattu arvo

Laita nyt Steps per Unit (ml) -arvo kullekin moottorille pääkoodiin annetuilla vakioilla:

rivi 7) const float Cspu => Pitää syaanimoottorin yksikköä kohden arvon

rivi 8) const float Mspu => Pitää askeleen arvon magenta -moottoririvillä 9) const float Yspu => Pitää keltaisen moottorilinjan askelia yksikköä kohti 10) const float Kspu => Pitää askeleiden arvon Avainmoottorin yksikkö

HUOMAUTUS: Kaikki moottorin kalibroinnin vaiheet ja toimenpiteet näkyvät sarjamonitorissa kalibroinnin aikana

Vaihe 17:

Vaihe 18: Koodaus

Moottorien kalibroinnin jälkeen on aika ladata pääkoodi värien tekemiseen.

Lataa alla oleva pääkoodi ja lataa se Arduino Unoon ja käytä käytettävissä olevia komentoja tämän koneen käyttämiseen:

LOAD => Käytetään väripigmentin lataamiseen piiputkeen.

CLEAN => Käytetään väripigmentin purkamiseen piiputkeen. SPEED => Käytetään laitteen pumppausnopeuden päivittämiseen. ota kokonaislukuarvo, joka edustaa moottorien kierroslukua. Oletusarvo on 100 ja sitä voidaan päivittää 100: sta 400: een. PUMP => Käytetään laitteen komentoon halutun värin luomiseksi. ottaa punaista arvoa edustavan kokonaisluvun. ottaa kokonaislukuarvon, joka edustaa vihreää arvoa. ottaa sinisen arvon edustavan kokonaisluvun. ottaa kokonaislukuarvon, joka edustaa valkoisen värin tilavuutta.

HUOMAUTUS: Ennen kuin käytät tätä koodia, muista päivittää kunkin moottorin oletusvaiheiden arvot kalibrointikoodista

Vaihe 19: Ja olemme VALMIS

Olet vihdoin valmis! Näin lopputuotteen pitäisi näyttää ja toimia.

Napsauta tätä nähdäksesi sen toiminnassa

Vaihe 20: Tulevaisuuden laajuus

Se on ensimmäinen prototyyppini, joka on paljon parempi kuin odotin, mutta kyllä se vaatii paljon optimointia.

Tässä on joitain seuraavista päivityksistä, joita etsin tämän koneen seuraavaa versiota -

• Kokeilemalla erilaisia musteita, värejä, maaleja ja pigmenttejä.
• Android -sovelluksen kehittäminen, joka voi tarjota paremman käyttöliittymän jo asennetun Bluetoothin avulla.
• Näytön ja kiertokooderin asennus, joka voi tehdä siitä itsenäisen laitteen.
• Etsitään parempia ja luotettavampia pumppausvaihtoehtoja.
• Asentamalla Google -avun, joka voi tehdä siitä reagoivamman ja älykkäämmän.

Vaihe 21: Äänestä

Jos pidät tästä projektista, äänestä se ensimmäistä kertaa kirjoittajakilpailua varten.

Todella arvostettu! Toivottavasti tykkäsitte projektista!

Toinen sija Rainbow -kilpailun väreissä