MESOMIX - Mesin Pencampuran Cat Automatik: 21 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Adakah anda seorang pereka, artis atau orang kreatif yang suka melemparkan warna di kanvas anda, tetapi sering kali menjadi perjuangan ketika membuat warna yang diinginkan.

Oleh itu, arahan berteknologi seni ini akan lenyap sehingga sukar dilancarkan. Sebagai peranti ini, menggunakan komponen rak untuk membuat warna yang diingini dengan mencampurkan jumlah pigmen CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-Black) yang betul secara automatik, yang secara drastik akan mengurangkan masa yang dihabiskan untuk mencampurkan warna atau wang yang dibelanjakan untuk membeli yang berbeza pigmen. Dan akan memberi anda masa tambahan untuk kreatif anda.

Mari Semoga anda menikmati dan mulakan!

Langkah 1: Bagaimana Ia Berfungsi?

Pada dasarnya terdapat dua model teori warna yang perlu kita pertimbangkan untuk projek ini.

1) Model Warna RGB

Model warna RGB adalah model warna tambahan di mana cahaya merah, hijau, dan biru ditambahkan bersama dalam pelbagai cara untuk menghasilkan semula pelbagai warna. Tujuan utama model warna RGB adalah untuk penginderaan, representasi, dan tampilan gambar dalam sistem elektronik, seperti televisyen dan komputer, meskipun juga telah digunakan dalam fotografi konvensional.

2) Model Warna CMYK

Model warna CMYK (warna proses, empat warna) adalah model warna yang kurang menarik, digunakan dalam pencetak warna. CMYK merujuk kepada empat dakwat yang digunakan dalam beberapa pencetakan warna: cyan, magenta, kuning, dan kunci (hitam). Model CMYK berfungsi dengan menutup sebahagian atau keseluruhan warna pada latar yang lebih terang, biasanya berwarna putih. Tinta mengurangkan cahaya yang sebaliknya akan dipantulkan. Model sedemikian disebut subtraktif kerana dakwat "tolak" kecerahan dari putih.

Dalam model warna aditif seperti RGB, putih adalah gabungan "aditif" semua lampu berwarna utama, sementara hitam adalah ketiadaan cahaya. Dalam model CMYK, kebalikannya: putih adalah warna semula jadi kertas atau latar belakang yang lain, sementara warna hitam dihasilkan dari gabungan penuh tinta berwarna. Untuk menjimatkan wang pada dakwat, dan untuk menghasilkan nada hitam yang lebih dalam, warna tak jenuh dan gelap dihasilkan dengan menggunakan dakwat hitam dan bukannya gabungan cyan, magenta dan kuning.

Langkah 2: Mekanisme

Seperti yang disebutkan dalam "Bagaimana Ia Berfungsi?" langkah bahawa kedua-dua model warna RGB dan CMYK akan digunakan di Mesin ini.

Oleh itu, kami akan menggunakan model RGB untuk memberi kod warna RGB ke mesin sementara model CMYK untuk membuat warna dengan mencampurkan pigmen CMYK di mana jumlah warna putih akan tetap dan ditambahkan secara manual.

Oleh itu, untuk mengetahui prosedur yang terbaik untuk membina mesin ini, saya membuat lakaran carta alir untuk membersihkan gambaran besar dalam fikiran saya.

Inilah rancangan bagaimana perkara akan berjalan:

• Nilai RGB dan kelantangan Warna Putih akan dihantar melalui Serial Monitor.
• Kemudian nilai RGB ini akan ditukar menjadi peratusan CMYK dengan menggunakan formula penukaran.

Nilai R, G, B dibahagi dengan 255 untuk mengubah julat dari 0..255 hingga 0..1:

R '= R / 255 G' = G / 255 B '= B / 255 Warna kunci hitam (K) dikira dari warna merah (R'), hijau (G ') dan biru (B'): K = 1-max (R ', G', B ') Warna sian (C) dikira dari warna merah (R') dan hitam (K): C = (1-R'-K) / (1-K) Warna magenta (M) dikira dari warna hijau (G ') dan hitam (K): M = (1-G'-K) / (1-K) Warna kuning (Y) dikira dari biru (B ') dan warna hitam (K): Y = (1-B'-K) / (1-K)

• Hasilnya, saya mendapat nilai peratusan CMYK warna yang diperlukan.
• Sekarang semua nilai peratusan diperlukan untuk ditukarkan ke volume C, M, Y, dan K dengan mengalikan setiap nilai peratusan dengan Isipadu Warna Putih.

C (mL) = C (%) * Isipadu Warna Putih (x mL)

M (mL) = M (%) * Isipadu Warna Putih (x mL) Y (mL) = Y (%) * Isipadu Warna Putih (x mL) K (mL) = K (%) * Isipadu Warna Putih (x mL)

Kemudian jilid C, M, Y, dan K ini akan digandakan dengan Langkah-langkah per Revolusi Motor masing-masing

Langkah yang diperlukan untuk mengepam Color = Color (mL) * Langkah / Rev motor masing-masing

Dan hanya itu, dengan menggunakan ini setiap warna akan dipam untuk membentuk campuran warna yang akan dicampurkan dengan isipadu warna Putih yang tepat untuk membentuk warna yang diinginkan.

Langkah 3: Reka Bentuknya

Saya memutuskan untuk merancangnya di SolidWorks kerana saya mengusahakannya sejak 2 tahun yang lalu dan menggunakan semua kemahiran reka bentuk, pembuatan subtraktif, dan pembuatan tambahan dalam fasa reka bentuk sambil mengingat semua parameter yang merangkumi penggunaan komponen diri, padat dan reka bentuk mesra desktop, tepat namun pantas dan menjimatkan kos.

Setelah beberapa kali berulang, saya membuat reka bentuk ini yang memenuhi semua keperluan saya dan saya cukup berpuas hati dengan hasilnya.

Langkah 4: Apa yang Kita Perlu?

Komponen elektronik:

• 1x Arduino Uno
• 1x Perisai GRBL
• Pemandu Stepper 4x A4988
• Jack 1x DC
• Suis Rocker 1x 13cmx9cm
• 4x Nema 17
• Jalur LED RGB 2x 15cm
• Buzzer 1x
• 1x HC-05 Bluetooth

Komponen Perkakasan:

• Galas 24x 624zz
• Tiub Silikon Panjang 4x50cm (diameter luar 6mm dan diameter dalaman 4mm)
• Silinder Penyukat 1x 100mL
• Bikar 5x 100mL
• Bolt 30x M3x15
• Kacang 30x M3
• 12x M4x20 Selak
• Selak 16x M4x25
• Kacang 30x M4
• dan beberapa Mesin Cuci M3 dan M4

Alat:

• Mesin Pemotong Laser
• Pencetak 3D
• Kekunci Allen
• Plier
• Pemacu skru
• Besi pematerian
• Pistol gam

Langkah 5: Pemotongan Laser

Pada mulanya, saya merancang kerangka untuk dibuat daripada papan lapis tetapi saya tahu bahawa MDF 6mm juga akan berfungsi untuk mesin ini tetapi satu-satunya masalah dengan MDF adalah bahawa ia terdedah kepada kelembapan dan ada banyak kemungkinan bahawa dakwat atau pigmen mungkin tumpah pada panel.

Untuk menyelesaikan masalah ini, saya menggunakan lembaran Vinil hitam yang hanya menambah beberapa dolar dalam jumlah kos tetapi memberikan kemasan matte yang hebat pada mesin.

Selepas ini, saya sudah siap untuk memotong panel saya melalui mesin laser.

Saya melampirkan fail di bawah ini dan sudah mengeluarkan logo itu dari fail supaya anda dapat menambahkannya dengan mudah:)

Langkah 6: Percetakan 3D

Saya melalui pelbagai jenis pam dan setelah melakukan banyak kajian, saya dapati pam peristaltik sangat sesuai dengan keperluan saya.

Tetapi kebanyakan dari mereka di internet adalah pam dengan motor DC yang tidak begitu tepat dan boleh menyebabkan beberapa masalah semasa mengendalikannya, sebaliknya, beberapa pam ada dengan Stepper Motors, tetapi harganya cukup tinggi.

Oleh itu, saya memutuskan untuk menggunakan pam peristaltik 3D Printed yang menggunakan Motor Nema 17 dan bernasib baik, saya melalui pautan di Thingiverse di mana SILISAND membuat remix dari Peristaltic Pump RALF. (Terima kasih khas kepada SILISAND dan RALF untuk reka bentuk mereka yang banyak membantu saya.)

Jadi, saya menggunakan Peristaltic Pump ini untuk projek saya yang mengurangkan kos secara drastik.

Tetapi setelah mencetak dan menguji semua bahagian, saya menyedari bahawa ia tidak sempurna untuk aplikasi ini. Kemudian saya mengedit Hose Pressure Pipe dengan meningkatkan kelengkungannya sehingga dapat memberi tekanan lebih pada hos dan juga mengedit braket mount top untuk memberikan lebih banyak pegangan pada batang motor.

Tetapan Pencetak 3D Saya:

• Bahan (PLA)
• Tinggi Lapisan (0.2mm)
• Ketebalan Shell (1.2mm)
• Isi Ketumpatan (30%)
• Kelajuan Cetakan (50mm / s)
• Temp muncung (210 ° C)
• Jenis Sokongan (Di mana sahaja)
• Jenis Lekapan Platform (Tiada)

Anda boleh memuat turun semua fail yang digunakan dalam projek ini -

Langkah 7: Gunung Bearing

Untuk memasang bantalan, kita memerlukan bahagian berikut:

• 1x Bawah Mount Bearing Bercetak 3D
• 1x 3D Bearing Mount Top
• Galas 6x 624zz
• Bolt 3x M4x20
• Kacang 3x M4
• Spacer 3x M4
• Kunci Allen M4

Seperti yang dijelaskan dalam gambar, masukkan ketiga Baut M4x20 dalam 3D Printed Bearing Mount Top, setelah itu masukkan mesin basuh M4 berikut dengan dua galas 624zz dan satu lagi mesin basuh di setiap baut. Kemudian masukkan mur M4 di Bawah Mount Bearing Dicetak 3D, ketatkan bolt dengan meletakkan pelekap Bawah.

Ikuti prosedur yang sama untuk membuat tiga bantalan lain.

Langkah 8: Menyiapkan Panel Belakang

Untuk memasang panel belakang, kita memerlukan bahagian berikut:

• Panel Belakang Potong Laser
• Pangkalan Pam Bercetak 3D 4x
• Kacang 16x M4
• Selak 8x M3x16
• Pencuci 8x M3
• Motor Stepper 4x Nema 17
• Kunci Allen M3

Untuk menyiapkan panel belakang, ambil Pangkalan Pam Dicetak 3D dan masukkan Mur M4 di slot di bahagian belakang Pangkalan Pam seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Sediakan tiga pam lain dengan cara yang sama.

Sekarang sejajarkan Nema 17 Stepper Motor dengan slot pada panel belakang dari bahagian belakang dan pasang Pump Base menggunakan M3x15 Bolt dan mesin basuh. Dan Pasang semua motor dan asas pam menggunakan prosedur yang sama.

Langkah 9: Pemasangan Semua Pam di Panel Belakang

Untuk memasang semua pam, kami memerlukan bahagian berikut:

• Motor dan Base Pump dipasang Panel Belakang
• Pemasangan Bearing 4x
• Plat Tekanan Hos Bercetak 4x 3D
• Bahagian atas Pam Bercetak 3D 4x
• Tiub Silikon 4x50cm (6mm OD dan 4mm ID)
• Selak 16x M4x25

Masukkan semua bantalan galas pada aci motor. Kemudian letakkan tiub silikon di sekitar alas bantalan sambil menekannya dengan plat tekanan Hose bercetak 3D. Dan tutup pam menggunakan Pam Pam Bercetak 3d dengan Baut M4x25.

Langkah 10: Sediakan Panel Bawah

Untuk memasang panel bawah, kita memerlukan bahagian berikut:

• Panel Bawah Potong Laser
• 1x Arduino Uno
• 1x Perisai GRBL
• Pemandu Stepper 4x A4988
• Bolt 4x M3x15
• Nut 4x M3
• Kunci Allen M3

Pasang Arduino Uno pada Panel Belakang menggunakan Baut M3x15 dan Mur M3. Selepas itu tumpukan GRBL Shield di Arduino Uno mengikuti dengan A4988 Stepper Drivers di GRBL Shield.

Langkah 11: Pasang Panel Bawah dan Depan

Untuk memasang panel bawah dan depan, kami memerlukan bahagian berikut:

• Panel Depan Keratan Laser
• Panel Bawah dipasang dengan Elektronik
• Selak 6x M3x15
• Kacang 6x M3
• Pemegang Bikar Bercetak 3D

Masukkan Panel Bawah di slot bawah Panel Depan dan perbaiki menggunakan Bolt M3x15 dan Mur N3. Kemudian pasangkan Pemegang Beaker Bercetak 3D di tempatnya menggunakan Baut M3x15 dan Mur N3.

Langkah 12: Masukkan Tiub dalam Pemegang Tiub Bercetak 3D

Untuk memasang panel bawah dan depan, kami memerlukan bahagian berikut:

• Panel Belakang Berkumpul Sepenuhnya
• Pemegang Tiub Bercetak 3D

Dalam langkah ini, masukkan keempat-empat tiub di lubang pemegang Tiub Cetak 3D. Dan pastikan beberapa tiub menonjol melalui pemegangnya.

Langkah 13: Pasang Empat Panel Bersama

Untuk memasang panel depan, belakang, atas dan bawah, kami memerlukan bahagian berikut:

• Pemasangan Panel Depan dan Bawah
• Pemasangan Panel Belakang
• Panel Atas
• Jalur Led Putih Sejuk

Untuk memasang semua panel ini, pertama-tama pasangkan Pemegang Tiub di bahagian atas pemegang bikar. Kemudian Pasangkan Jalur LED di bahagian bawah panel Atas dan kemudian masukkan panel atas di slot panel belakang dan depan.

Langkah 14: Pasang Wayar Motor dan Panel Sisi

Untuk memasang wayar Motor dan Panel Samping, kami memerlukan bahagian berikut:

• Dihimpunkan empat panel
• Wayar Motor 4x
• Panel sisi
• Selak 24x M3x15
• Kacang 24x M3
• Kunci Allen M3

Masukkan wayar di slot Motor dan tutup kedua panel sisi. Dan betulkan panel menggunakan M3x15 Bolt dan M3 Nuts.

Langkah 15: Pendawaian

Ikuti Skema untuk memasang semua elektronik dengan cara berikut:

Betulkan Jack DC di slot panel belakang dan sambungkan wayar ke terminal kuasa GRBL Shield

Kemudian, pasangkan wayar motor di terminal Stepper Drivers seperti berikut -

Pemacu X-Stepper (GRBL Shield) - Kawat Motor Cyan

Pemandu Y-Stepper (GRBL Shield) - Wayar Motor Magenta

Pemacu Z-Stepper (GRBL Shield) - Kawat Motor Kuning

Pemandu A-Stepper (GRBL Shield) - Kawat Motor Kunci

Catatan: Sambungkan Pelompat A-Step dan A-Direction dari GRBL Shield masing-masing ke pin 12 dan pin 13. (Pelompat untuk A-Step dan A-Direction terdapat di atas Power Terminal)

Sambungkan Bluetooth HC-05 di terminal berikut -

GND (HC-05) - GND (Perisai GRBL)

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

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

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

Sambungkan Buzzer di terminal berikut -

-ve (Buzzer) - GND (GRBL Shield)

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

Catatan: Kuasa mesin ini dengan sekurang-kurangnya 12V / 10Amp Power Supply

Langkah 16: Penentukuran Motor

Setelah Menghidupkan Mesin, Sambungkan Arduino ke Komputer melalui kabel USB untuk memasang firmware penentukuran ke Arduino Uno.

Muat turun Kod Penentukuran yang diberikan di bawah dan muat naik ke Arduino Uno dan lakukan arahan berikut untuk menentukur semua langkah motor.

Setelah memuat naik kod, buka monitor bersiri dengan kadar baud 38400 dan aktifkan CR dan NL.

Sekarang beri arahan untuk menentukur pam motor:

BERMULA

Argumen "Pump to Calibrate" diperlukan untuk memerintahkan Arduino ke mana motor untuk mengkalibrasi dan dapat mengambil nilai:

C => Untuk Cyan Motor

M => Untuk Motor Magenta Y => Untuk Motor Kuning K => Untuk Motor Kunci

Tunggu pam memasukkan warna ke dalam tiub.

Setelah memuatkan, bersihkan kelalang jika ada sebilangan warna, Arduino akan menunggu sehingga anda menghantar arahan pengesahan untuk mula menentukur. Hantarkan "Ya" (tanpa tanda petik) untuk mula menentukur.

Sekarang motor akan mengepam warna ke dalam labu yang akan kita ukur menggunakan silinder penyukat.

Sebaik sahaja kita mempunyai nilai warna pam yang diukur, kita dapat mengetahui Langkah per Unit (ml) untuk motor yang dipilih menggunakan formula yang diberikan:

5000 (Langkah lalai)

Langkah Per ML = -------------------- Nilai Terukur

Sekarang masukkan nilai Langkah per Unit (ml) untuk setiap motor dalam kod utama dalam pemalar yang diberikan:

baris 7) const float Cspu => Menahan nilai untuk Langkah per Unit Motor Cyan

baris 8) const float Mspu => Menahan nilai untuk Langkah per Unit Motor Magenta baris 9) const float Yspu => Menahan nilai untuk Langkah per Unit Motor kuning baris 10) const float Kspu => Menahan nilai untuk Langkah setiap Unit Motor Kunci

CATATAN: Semua langkah dan prosedur untuk menentukur motor dengan betul akan ditunjukkan semasa penentukuran di monitor bersiri

Langkah 17:

Langkah 18: Pengekodan

Setelah Mengkalibrasi motor, tiba masanya untuk memuat turun kod utama untuk membuat warna.

Muat turun Kod Utama yang diberikan di bawah dan muat naik ke Arduino Uno dan gunakan arahan yang ada untuk menggunakan mesin ini:

LOAD => Digunakan untuk memasukkan pigmen warna ke dalam tiub silikon.

CLEAN => Digunakan untuk memunggah pigmen warna ke dalam tiub silikon. SPEED => Digunakan untuk mengemas kini kelajuan pengepaman peranti. ambil nilai integer yang mewakili RPM motor. Lalai ditetapkan 100 dan dapat dikemas kini dari 100 hingga 400. PUMP => Digunakan untuk memerintahkan peranti untuk membuat warna yang diinginkan. mengambil nilai integer yang mewakili nilai Merah. mengambil nilai integer yang mewakili nilai Hijau. mengambil nilai integer yang mewakili nilai Biru. mengambil nilai integer yang mewakili isi padu warna putih.

CATATAN: Sebelum menggunakan kod ini, pastikan untuk mengemas kini nilai langkah lalai untuk setiap motor dari kod penentukuran

Langkah 19: Dan SELESAI

Anda akhirnya selesai! Begini rupa produk akhir dan berfungsi.

Klik Di Sini untuk melihatnya beraksi

Langkah 20: Skop Masa Depan

Kerana ini adalah prototaip pertama saya, yang jauh lebih baik daripada yang saya harapkan tetapi ya ia memerlukan banyak pengoptimuman.

Berikut adalah beberapa peningkatan berikut yang saya cari untuk versi mesin ini yang seterusnya -

• Mengeksperimen dengan Tinta, Warna, Cat dan Pigmen yang berbeza.
• Pembangunan Aplikasi Android yang dapat menyediakan antara muka pengguna yang lebih baik dengan menggunakan Bluetooth yang sudah kita pasang.
• Pemasangan Display dan Rotary Encoder yang boleh menjadikannya peranti yang berdiri sendiri.
• Akan mencari beberapa pilihan mengepam yang lebih baik dan boleh dipercayai.
• Pemasangan Bantuan Google yang dapat menjadikannya lebih responsif dan lebih bijak.

Langkah 21: SILA VOTE

Sekiranya anda menyukai projek ini, sila pilih untuk Peraduan "Pengarang Kali Pertama".

Sangat dihargai! Semoga anda menikmati projek ini!

Naib Johan dalam Pertandingan Warna Pelangi