MESOMIX - Avtomatik Boya Qarışdırma Maşını: 21 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Kətanınıza rəng atmağı sevən bir dizayner, rəssam və ya yaradıcı bir insansınız, ancaq istədiyiniz kölgəni düzəltməkdə çox vaxt mübarizə aparırsınız.

Beləliklə, bu texnoloji təlimat havada gedən mübarizəni yox edəcək. Bu cihaz, lazım olan miqdarda CMYK (Cyan-Magenta-Sarı-Qara) piqmentlərini avtomatik olaraq qarışdıraraq istədiyiniz kölgə yaratmaq üçün rəfdəki komponentlərdən istifadə edərək rənglərin qarışdırılmasına sərf olunan vaxtı və ya fərqli satın almağa sərf olunan pulu əhəmiyyətli dərəcədə azaldacaq. piqmentlər. Və yaradıcılığınız üçün əlavə vaxt ayıracaqsınız.

Ümid edək ki, zövq alırsınız və başlayaq!

Addım 1: Necə işləyir?

Bu layihə üçün nəzərdən keçirməli olduğumuz iki rəng nəzəriyyəsi modeli var.

1) RGB Rəng Modeli

RGB rəngli model, geniş rəng yelpazəsini yaratmaq üçün qırmızı, yaşıl və mavi işığın müxtəlif yollarla bir araya gətirildiyi əlavə rəng modelidir. RGB rəng modelinin əsas məqsədi televizor və kompüter kimi elektron sistemlərdə şəkillərin algılanması, təqdim edilməsi və göstərilməsidir, halbuki adi fotoqrafiyada da istifadə edilmişdir.

2) CMYK Rəng Modeli

CMYK rəng modeli (proses rəngi, dörd rəng), rəngli printerlərdə istifadə edilən, cəlbedici rəng modelidir. CMYK, bəzi rəngli çaplarda istifadə olunan dörd mürəkkəbə aiddir: mavi, qırmızı, sarı və açar (qara). CMYK modeli daha açıq bir fonda rəngləri qismən və ya tamamilə maskalayaraq işləyir. Mürəkkəb əks halda əks olunacaq işığı azaldır. Mürekkepler ağdan parlaqlığı "çıxardığı" üçün belə bir model subtractive adlanır.

RGB kimi əlavə rəngli modellərdə ağ, bütün əsas rəngli işıqların "əlavə" birləşməsidir, qara isə işığın olmamasıdır. CMYK modelində əksinədir: ağ kağızın və ya başqa bir fonun təbii rəngidir, qara rəngli mürəkkəblərin tam birləşməsindən yaranır. Mürəkkəbə qənaət etmək və daha dərin qara tonlar istehsal etmək üçün doymamış və tünd rənglər mavi, qırmızı və sarı rənglərin birləşməsi əvəzinə qara mürəkkəbdən istifadə edilməklə istehsal olunur.

Addım 2: Mexanizm

"Necə Çalışır?" Kitabında qeyd edildiyi kimi. Bu Maşında həm RGB, həm də CMYK rəngli modellərin istifadə ediləcəyi addımdır.

Beləliklə, RGB rəng kodunu maşına vermək üçün RGB modelini istifadə edəcəyik, CMYK modeli isə ağ rəngin həcminin sabit olacağı və əllə əlavə ediləcəyi CMYK piqmentlərini qarışdıraraq kölgə düzəltmək üçün.

Beləliklə, bu maşının qurulmasının mümkün olan ən yaxşı prosedurunu anlamaq üçün ağlımdakı böyük mənzərəni təmizləmək üçün bir axın cədvəli tərtib etdim.

İşlərin necə davam edəcəyi planı budur:

• RGB dəyərləri və Ağ Rəngin həcmi Serial Monitor vasitəsilə göndəriləcək.
• Sonra bu RGB dəyərləri, dönüşüm formulundan istifadə edərək CMYK faizinə çevriləcəkdir.

Aralığı 0..255 -dən 0..1 -ə dəyişdirmək üçün R, G, B dəyərləri 255 -ə bölünür:

R '= R/255 G' = G/255 B '= B/255 Qara düymənin (K) rəngi qırmızı (R'), yaşıl (G ') və mavi (B') rənglərdən hesablanır: K = 1-max (R ', G', B ') Mavi rəng (C) qırmızı (R') və qara (K) rənglərdən hesablanır: C = (1-R'-K) / (1-K Magenta rəngi (M) yaşıl (G ') və qara (K) rənglərdən hesablanır: M = (1-G'-K) / (1-K) Sarı rəng (Y) göydən hesablanır (B ') və qara (K) rəngləri: Y = (1-B'-K) / (1-K)

• Nəticədə, tələb olunan rəngin CMYK faiz dəyərlərini aldım.
• İndi bütün faiz dəyərlərinin hər faiz dəyərini Ağ Rəngin həcmi ilə vuraraq C, M, Y və K həcmlərinə çevrilməsi lazımdır.

C (ml) = C (%) * Ağ Rəngin Həcmi (x ml)

M (ml) = M (%) * Ağ Rəngin Həcmi (x ml) Y (ml) = Y (%) * Ağ Rəngin Həcmi (x ml) K (ml) = K (%) * Ağ Rəngin Həcmi (x ml)

Sonra bu C, M, Y və K cildləri müvafiq Motorun İnqilabına görə addımlarla vurulacaq

Pompalamaq üçün lazım olan addımlar Rəng = Rəng (ml) * Müvafiq motorun addımları/rev

Və budur, bu istifadə edərək hər bir rəng, istədiyiniz kölgəni yaratmaq üçün Ağ rənginin tam həcmi ilə qarışdırılacaq rənglər qarışığı meydana gətirmək üçün vurulacaq.

Addım 3: Dizayn

Son 2 ildən bəri çalışdığım üçün SolidWorks-də dizayn etmək qərarına gəldim və bütün komponentləri, kompakt istifadə etməyi ehtiva edən bütün parametrləri nəzərə alaraq dizayn mərhələsində bütün dizayn, çıxarma və əlavə istehsal bacarıqlarımı tətbiq etdim. və masa üstü dostu dizayn, dəqiq, lakin sürətli və qənaətcildir.

Bir neçə təkrarlamadan sonra bütün tələblərimə cavab verən bu dizaynı hazırladım və nəticələrdən olduqca razıyam.

Addım 4: Nə lazımdır?

Elektron komponentlər:

• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL Qalxanı
• 4x A4988 Step Sürücü
• 1x DC Jack
• 1x13cmx9cm Rocker Switch
• 4x Nema 17
• 2x15 sm RGB LED şeridi
• 1x Buzzer
• 1x HC-05 Bluetooth

Avadanlıq Komponentləri:

• 24x 624zz Rulman
• 4x50 sm uzunluğunda silikon boru (xarici diametri 6 mm və daxili diametri 4 mm)
• 1x 100 ml Ölçmə Silindr
• 5x 100 ml həcmli stəkan
• 30x M3x15 boltlar
• 30x M3 Fındıq
• 12x M4x20 boltlar
• 16x M4x25 boltlar
• 30x M4 Fındıq
• və bəzi M3 və M4 Yuyucular

Alətlər:

• Lazer kəsmə maşını
• 3D printer
• Allen Keys
• Pense
• Vida sürücüsü
• Lehimleme dəmir
• Yapışqan Tabancası

Addım 5: Lazerlə kəsmə

Əvvəlcə çərçivəni kontrplakdan düzəltdim, ancaq 6 mm MDF -nin də bu maşın üçün işləyəcəyini anladım, ancaq MDF -də yeganə problem nəmə meylli olması və mürəkkəb və ya piqmentlərin tökülə bilmə ehtimalı çox olmasıdır. panellərdə.

Bu problemi həll etmək üçün ümumi dəyərinə cəmi bir neçə dollar əlavə edən, lakin maşına əla tutqunluq verən qara vinil təbəqədən istifadə etdim.

Bundan sonra, lazer maşını vasitəsi ilə panellərimi kəsməyə hazırlaşdım.

Aşağıdakı faylları əlavə edirəm və öz loqotipinizi sənəddən artıq sildim ki, sizinki asanlıqla əlavə edə biləsiniz:)

Addım 6: 3D çap

Müxtəlif növ nasoslardan keçdim və bir çox araşdırmadan sonra peristaltik nasosların tələblərimə tam uyğun olduğunu gördüm.

Ancaq internetdəki əksəriyyəti o qədər də dəqiq olmayan və onları idarə edərkən bəzi problemlərə səbəb ola bilən DC mühərrikli nasoslardır, digər tərəfdən, bəzi nasoslar Stepper Motors -da mövcuddur, lakin onların qiyməti olduqca yüksəkdir.

Beləliklə, Nema 17 Motoru istifadə edən 3D Çaplı peristaltik nasosla getməyə qərar verdim və xoşbəxtlikdən SILISAND -ın RALF -in Peristaltik Pompasının remiksini hazırladığı Thingiverse -dən keçid aldım. (Mənə çox kömək edən dizaynları üçün SILISAND və RALF -a xüsusi təşəkkürlər.)

Beləliklə, xərcimi kəskin şəkildə azaldan layihəm üçün bu Peristaltik Pompadan istifadə etdim.

Ancaq bütün hissələri çap etdikdən və sınaqdan keçirdikdən sonra başa düşdüm ki, bu proqram üçün mükəmməl deyil. Sonra Hortum Basınç Borusunu hortuma daha çox təzyiq göstərə bilməsi üçün əyriliyini artıraraq düzəltdim və motorun milinə daha çox tutuş təmin etmək üçün Bracket montaj hissəsini də düzəltdim.

3D Yazıcı Ayarlarım:

• Material (PLA)
• Lay hündürlüyü (0,2 mm)
• Qabıq qalınlığı (1,2 mm)
• Doldurma sıxlığı (30%)
• Çap Sürəti (50 mm/s)
• Burun İstiliyi (210 ° C)
• Dəstək növü (hər yerdə)
• Platforma Yapışma Tipi (Yoxdur)

Bu layihədə istifadə olunan bütün faylları yükləyə bilərsiniz -

Addım 7: Rulman Dağı

Rulman montajını qurmaq üçün aşağıdakı hissələrə ehtiyacımız olacaq:

• 1x 3D Çaplı Rulman Dağı Alt
• 1x 3D Çaplı Rulman Üstü
• 6x 624zz Rulman
• 3x M4x20 Cıvata
• 3x M4 Fındıq
• 3x M4 boşluqlar
• M4 Allen Key

Şəkillərdə təsvir edildiyi kimi, üç M4x20 Boltunu 3D Çaplı Rulman Üstünə daxil edin, sonra iki boltda iki 624zz yatağı və başqa bir yuyucusu olan bir M4 yuyucusu daxil edin. Sonra M4 qoz -fındıqlarını 3D Çaplı Rulman Montaj Altına daxil edin, Alt montajı yerləşdirərək boltları sıxın.

Digər üç daşıyıcı montaj etmək üçün eyni proseduru edin.

Addım 8: Arxa Panelin Hazırlanması

Arxa paneli yığmaq üçün aşağıdakı hissələrə ehtiyacımız olacaq:

• Lazerlə kəsilmiş arxa panel
• 4x 3D çaplı nasos bazası
• 16x M4 Fındıq
• 8x M3x16 cıvatalar
• 8x M3 Yuyucular
• 4x Nema 17 Step Motor
• M3 Allen Key

Arxa paneli hazırlamaq üçün, 3D Çaplı Pompa Bazasını götürün və M4 Fındıqlarını şəkillərdə göstərildiyi kimi Pompa Baza arxa tərəfindəki yuvalara daxil edin. Digər üç nasos bazasını da eyni şəkildə hazırlayın.

İndi Nema 17 Stepper Motorunu arxa paneldəki yuvalarla arxa tərəfə hizalayın və M3x15 Bolt və yuyucudan istifadə edərək Pompa Bazasını quraşdırın. Eyni prosedurdan istifadə edərək bütün mühərrikləri və nasos bazasını yığın.

Addım 9: Bütün Pompaları Arxa Paneldə Birləşdirin

Bütün nasosları yığmaq üçün aşağıdakı hissələrə ehtiyacımız olacaq:

• Motorlar və Nasos Bazası Arxa Paneli yığdı
• 4x Rulman Montajı
• 4x 3D Çaplı Hortum Təzyiq Plakası
• 4x 3D Çaplı Pompa Üstü
• 4x50cm Silikon Boru (6mm OD və 4mm ID)
• 16x M4x25 boltlar

Bütün yataqları motor şaftlarına daxil edin. Sonra 3D çaplı Hortum təzyiq lövhəsi ilə basarkən silikon borunu rulman dayaqlarının ətrafına qoyun. M4x25 Boltlu 3d Çaplı Pompa Üstünü istifadə edərək nasosu bağlayın.

Addım 10: Alt Paneli hazırlayın

Alt paneli yığmaq üçün aşağıdakı hissələrə ehtiyacımız olacaq:

• Lazerlə kəsilmiş alt panel
• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL Qalxanı
• 4x A4988 Step Sürücü
• 4x M3x15 Bolt
• 4x M3 Fındıq
• M3 Allen Key

Arduino Uno -nu arxa paneldə M3x15 Boltlar və M3 Fındıqlardan istifadə edin. Bundan sonra Arduino Uno üzərindəki GRBL Shield, GRBL Shield üzərində A4988 Stepper Sürücüləri ilə birlikdə.

Addım 11: Alt və Ön Paneli yığın

Alt və ön paneli yığmaq üçün aşağıdakı hissələrə ehtiyacımız olacaq:

• Lazerlə kəsilmiş Ön Panel
• Alt Panel Elektronika ilə yığılmışdır
• 6x M3x15 boltlar
• 6x M3 Fındıq
• 3D Çaplı Kupa Tutacağı

Alt Paneli Ön Panelin aşağı yuvalarına daxil edin və M3x15 Cıvata və M3 Fındıqdan istifadə edərək düzəldin. Sonra M3x15 Cıvataları və M3 Fındıqlarını istifadə edərək, 3D Çaplı Beaker Tutucusunu düzəldin.

Addım 12: Boruları 3D Çaplı Boru Tutucusuna daxil edin

Alt və ön paneli yığmaq üçün aşağıdakı hissələrə ehtiyacımız olacaq:

• Tam yığılmış arxa panel
• 3D çaplı boru tutacağı

Bu addımda, bütün dörd borunu 3D Çap Boru tutucusunun deliklərinə daxil edin. Və bəzi borunun tutucudan çıxdığından əmin olun.

Addım 13: Dörd paneli birlikdə yığın

Ön, arxa, üst və alt paneli yığmaq üçün aşağıdakı hissələrə ehtiyacımız olacaq:

• Ön və Alt Panel Montajı
• Arxa panel montajı
• Üst Panel
• Sərin Ağ Led Şeridi

Bütün bu panelləri yığmaq üçün əvvəlcə Boru Tutucusunu stəkan tutucusunun üstünə bərkidin. Sonra LED şeridlərini Üst panelin alt üzünə yapışdırın və sonra üst paneli arxa və ön panelin yuvalarına daxil edin.

Addım 14: Motor tellərini və yan panelləri yığın

Motor tellərini və yan panelləri yığmaq üçün aşağıdakı hissələrə ehtiyacımız olacaq:

• Dörd panel yığılmışdır
• 4x Motor Telləri
• Yan panellər
• 24x M3x15 boltlar
• 24x M3 Fındıq
• M3 Allen Key

Telləri Motorun yuvalarına daxil edin və hər iki yan paneli bağlayın. Panelləri M3x15 Boltlar və M3 Fındıqlarla düzəldin.

Addım 15: Kabel çəkmə

Bütün elektronikanı aşağıdakı şəkildə bağlamaq üçün Şematikə əməl edin:

DC Jack -ı arxa panelin yuvasına bağlayın və telləri GRBL Shield -in güc terminallarına qoşun

Sonra, motorun tellərini Stepper Drivers terminallarına aşağıdakı kimi qoşun -

X -Stepper Sürücü (GRBL Shield) - Cyan Motor Tel

Y -Stepper Sürücü (GRBL Shield) - Magenta Motor Tel

Z -Stepper Sürücü (GRBL Shield) - Sarı Motor Teli

A -Stepper Sürücü (GRBL Shield) - Açar Motor Teli

Qeyd: GRBL Shield-in A-Step və A-Direction Jumpers-i sırasıyla 12 və 13-cü pinlərə qoşun. (A-Step və A-Direction üçün atlayıcılar Güc Terminallarının üstündə mövcuddur)

HC -05 Bluetooth -u aşağıdakı terminallara qoşun -

GND (HC -05) - GND (GRBL Qalxanı)

5V (HC -05) - 5V (GRBL Qalxanı)

RX (HC -05) - TX (GRBL Qalxanı)

TX (HC -05) - RX (GRBL Qalxanı)

Buzzer -i aşağıdakı terminallara qoşun -

-ve (Buzzer) - GND (GRBL Shield)

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

Qeyd: Bu maşını ən az 12V/10Amp enerji təchizatı ilə işləyin

Addım 16: Motorların kalibrlənməsi

Maşını Gücləndirdikdən sonra, Arduino Uno -da kalibrləmə firmware qurmaq üçün Arduino -nu USB kabel vasitəsilə Kompüterə qoşun.

Aşağıda verilmiş Kalibrləmə Kodunu yükləyin və Arduino Uno -ya yükləyin və bütün motor addımlarını kalibr etmək üçün aşağıdakı təlimatları yerinə yetirin.

Kodu yüklədikdən sonra 38400 baud dərəcəsi ilə serial monitoru açın və həm CR, həm də NL -i aktiv edin.

İndi motor nasoslarını kalibr etmək əmrini verin:

BAŞLAMAQ

"Kalibrləmə üçün nasos" arqumenti, hansı motorun kalibr ediləcəyi və dəyərləri götürə biləcəyi Arduinoya əmr vermək üçün lazımdır:

C => Cyan Motoru üçün

M => Magenta Motor üçün Y => Sarı Motor üçün K => Açar Motor üçün

Pompanın boruya rəng yükləməsini gözləyin.

Yüklədikdən sonra balonu təmizləyin, içərisində bir rəng varsa, Arduino kalibrləməyə başlamaq üçün təsdiq əmrini göndərənə qədər gözləyəcək. Kalibrləməyə başlamaq üçün "Bəli" (tırnak işarəsi olmadan) göndərin.

İndi mühərrik rəngi ölçmə silindrindən istifadə edərək ölçəcəyimiz qaba tökəcək.

Pompalanan rəngin ölçülmüş dəyərinə sahib olduqdan sonra, verilən düsturdan istifadə edərək, seçilmiş motor üçün vahid başına addımları (ml) öyrənə bilərik:

5000 (Varsayılan addımlar)

ML başına addımlar = -------------------- Ölçülmüş dəyər

İndi hər bir motor üçün Adım Başına (ml) dəyərini verilən sabitlərdə əsas koda daxil edin:

sətir 7) const float Cspu => Cyan Motor vahidinə görə addımlar dəyərini saxlayır

sətir 8) const float Mspu => Magenta Motor vahidi başına addımlar üçün dəyəri saxlayır 9) const float Yspu => Sarı Motorun Vahidinə görə Adımlar üçün dəyəri saxlayır 10) const float Kspu => Hər addım üçün dəyəri saxlayır Açar Motor vahidi

Qeyd: mühərrikləri düzgün kalibr etmək üçün bütün addımlar və prosedurlar kalibrləmə zamanı seriyalı monitorda göstəriləcəkdir

Addım 17:

Addım 18: Kodlaşdırma

Mühərrikləri kalibr etdikdən sonra rəng hazırlamaq üçün əsas kodu yükləmək vaxtıdır.

Aşağıda verilmiş Əsas Kodu yükləyin və Arduino Uno -ya yükləyin və bu maşından istifadə etmək üçün mövcud əmrlərdən istifadə edin:

LOAD => Rəng piqmentini silikon boruya yükləmək üçün istifadə olunur.

CLEAN => Rəng piqmentini silikon boruya boşaltmaq üçün istifadə olunur. SPEED => Cihazın nasos sürətini yeniləmək üçün istifadə olunur. mühərriklərin RPM -ni təmsil edən tam ədəd alın. Default 100 olaraq təyin olunur və 100 -dən 400 -ə qədər yenilənə bilər. PUMP => Cihazı istədiyiniz rəngdə əmr etmək üçün istifadə olunur. Qırmızı dəyəri təmsil edən tam ədəd alır. Yaşıl dəyəri təmsil edən tam ədəd alır. Mavi dəyəri təmsil edən tam ədəd alır. ağ rəng həcmini təmsil edən tam ədəd alır.

Qeyd: Bu kodu istifadə etməzdən əvvəl hər bir motor üçün standart addımların dəyərlərini kalibrləmə kodundan yenilədiyinizə əmin olun

Addım 19: Və BİZ BİTİRİK

Nəhayət bitirdiniz! Son məhsulun necə görünməsi və necə işləməsi burada.

Bunu hərəkətdə görmək üçün bura vurun

Addım 20: Gələcəyin əhatə dairəsi

Gözlədiyimdən daha yaxşı çıxan ilk prototipim olduğu üçün çoxlu optimallaşdırma tələb edir.

Bu maşının növbəti versiyasını axtardığım aşağıdakı təkmilləşdirmələrdən bəziləri:

• Müxtəlif Mürekkepler, Rənglər, Boyalar və Piqmentlərlə təcrübə.
• Daha əvvəl quraşdırdığımız Bluetooth istifadə edərək daha yaxşı bir istifadəçi interfeysi təmin edə biləcək bir Android Tətbiqinin inkişafı.
• Bağımsız bir cihaz halına gətirən bir Ekran və Rotary Enkoderin quraşdırılması.
• Daha yaxşı və etibarlı nasos variantları axtaracaq.
• Google Assistant -ın daha həssas və daha ağıllı olmasını təmin edə bilər.

Addım 21: SƏS VERİN

Bu layihəni bəyəndinizsə, "İlk dəfə müəllif" müsabiqəsinə səs verin.

Həqiqətən çox qiymətləndirildi! Ümid edirik ki, uşaqlar, layihədən zövq aldınız!

Gökkuşağının Rəngləri Yarışında İkincisi