MESOMIX - automatinė dažų maišymo mašina: 21 žingsnis (su paveikslėliais)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Ar esate dizaineris, menininkas ar kūrybingas žmogus, mėgstantis mesti spalvas ant drobės, tačiau dažnai tai yra kova, kai reikia padaryti norimą atspalvį.

Taigi, ši meno technologijų instrukcija išnyks, kad kova į tuščią orą. Kadangi šis prietaisas naudoja lentynoje esančius komponentus norimam atspalviui sukurti, automatiškai sumaišant reikiamą kiekį CMYK (žalsvai violetinės-geltonos-juodos) pigmentų, o tai žymiai sutrumpina spalvų maišymo laiką arba pinigus, išleistus perkant skirtingus atspalvius pigmentai. Ir suteiks jums papildomo laiko savo kūrybai.

Tikėkimės, kad jums patiks ir pradėkime!

1 žingsnis: kaip tai veikia?

Iš esmės yra du spalvų teorijos modeliai, kuriuos turime apsvarstyti šiame projekte.

1) RGB spalvų modelis

RGB spalvų modelis yra papildomas spalvų modelis, kuriame raudona, žalia ir mėlyna šviesa įvairiais būdais sujungiamos, kad būtų atkurtas platus spalvų spektras. Pagrindinis RGB spalvų modelio tikslas yra aptikti, atvaizduoti ir rodyti vaizdus elektroninėse sistemose, tokiose kaip televizoriai ir kompiuteriai, nors jis taip pat buvo naudojamas įprastoje fotografijoje.

2) CMYK spalvų modelis

CMYK spalvų modelis (proceso spalva, keturios spalvos) yra atimties spalvų modelis, naudojamas spalvotuose spausdintuvuose. CMYK reiškia keturis rašalus, naudojamus kai kuriuose spalvotuose spaudiniuose: žydrą, rausvai raudoną, geltoną ir klavišinį (juodą). CMYK modelis iš dalies arba visiškai užmaskuoja spalvas šviesesniame, dažniausiai baltame, fone. Rašalas sumažina šviesą, kuri priešingu atveju atsispindėtų. Toks modelis vadinamas atimtiniu, nes rašalai „atima“ryškumą iš baltos spalvos.

Papildomuose spalvų modeliuose, tokiuose kaip RGB, balta yra „papildomas“visų pirminių spalvų žibintų derinys, o juoda - šviesos nebuvimas. CMYK modelyje yra priešingai: balta yra natūrali popieriaus ar kito fono spalva, o juoda atsiranda dėl visiško spalvoto rašalo derinio. Norėdami sutaupyti pinigų rašalui ir išgauti gilesnius juodus tonus, nesočios ir tamsios spalvos gaminamos naudojant juodą rašalą, o ne žalsvai mėlynos, rausvai raudonos ir geltonos spalvos derinį.

2 žingsnis: mechanizmas

Kaip minėta straipsnyje „Kaip tai veikia?“žingsnis, kad šiame įrenginyje bus naudojami ir RGB, ir CMYK spalvų modeliai.

Taigi, mes naudosime RGB modelį, kad mašinai būtų pateiktas RGB spalvų kodas, o CMYK modelis atspalviui gaminti maišant CMYK pigmentus, kuriuose baltos spalvos tūris bus pastovus ir pridėtas rankiniu būdu.

Taigi, norėdamas išsiaiškinti geriausią įmanomą šios mašinos kūrimo procedūrą, nubraižiau schemą, kad galėčiau išvalyti bendrą vaizdą.

Štai planas, kaip viskas vyks toliau:

• RGB vertės ir baltos spalvos garsumas bus siunčiami per serijinį monitorių.
• Tada šios RGB reikšmės bus konvertuojamos į CMYK procentą naudojant konversijos formulę.

R, G, B vertės yra padalintos iš 255, kad būtų pakeistas diapazonas nuo 0..255 iki 0..1:

R '= R/255 G' = G/255 B '= B/255 Juodojo rakto (K) spalva apskaičiuojama iš raudonos (R'), žalios (G ') ir mėlynos (B') spalvų: K = 1-max (R ', G', B ') Žalsvai mėlyna spalva (C) apskaičiuojama pagal raudoną (R') ir juodą (K) spalvas: C = (1-R'-K) / (1-K) Raudona spalva (M) apskaičiuojama pagal žalią (G ') ir juodą (K) spalvas: M = (1-G'-K) / (1-K) Geltona spalva (Y) apskaičiuojama pagal mėlyną (B ') ir juodos (K) spalvos: Y = (1-B'-K) / (1-K)

• Dėl to aš gavau CMYK procentus tos reikiamos spalvos.
• Dabar visas procentines reikšmes reikia konvertuoti į C, M, Y ir K apimtis, dauginant kiekvieną procentinę reikšmę su baltos spalvos tūriu.

C (ml) = C (%) * Baltos spalvos tūris (x ml)

M (ml) = M (%) * baltos spalvos tūris (x ml) Y (ml) = Y (%) * baltos spalvos tūris (x ml) K (ml) = K (%) * baltos spalvos tūris (x ml)

Tada šie C, M, Y ir K tūriai bus padauginti iš atitinkamo variklio žingsnių per revoliuciją

Žingsniai, kurių reikia siurbti Spalva = spalva (ml) * Atitinkamo variklio žingsniai/aps

Ir viskas, naudojant šią spalvą kiekviena spalva bus pumpuojama, kad susidarytų spalvų mišinys, kuris bus sumaišytas su tiksliu baltos spalvos tūriu, kad susidarytų norimas atspalvis.

3 žingsnis: dizainas

Nusprendžiau jį sukurti „SolidWorks“, nes pastaruosius dvejus metus dirbau su juo ir projektavimo etape pritaikiau visus savo projektavimo, atimtinės gamybos ir priedų gamybos įgūdžius, turėdamas omenyje visus parametrus, įskaitant savarankiškų komponentų naudojimą, kompaktiškas ir stalinis kompiuteris, tikslus, tačiau greitas ir ekonomiškas.

Po kelių pakartojimų aš sugalvojau šį dizainą, kuris atitinka visus mano reikalavimus ir esu visiškai patenkintas rezultatais.

4 žingsnis: ko mums reikia?

Elektroniniai komponentai:

• 1x „Arduino Uno“
• 1x GRBL skydas
• 4x A4988 žingsninis vairuotojas
• 1x DC lizdas
• 1x 13cmx9cm svirties jungiklis
• 4 kartus Nema 17
• 2x 15 cm RGB LED juostelė
• 1x garsinis signalas
• 1x „HC-05“„Bluetooth“

Techninės įrangos komponentai:

• 24x 624zz guolis
• 4x 50 cm ilgio silikoniniai vamzdeliai (6 mm išorinis skersmuo ir 4 mm vidinis skersmuo)
• 1x 100 ml matavimo cilindras
• 5x 100 ml stiklinė
• 30x M3x15 varžtai
• 30x M3 veržlės
• 12x M4x20 varžtai
• 16x M4x25 varžtai
• 30x M4 veržlės
• ir kai kurios M3 ir M4 poveržlės

Įrankiai:

• Lazerio pjovimo mašina
• 3D spausdintuvas
• Alenas Keysas
• Žnyplės
• Atsuktuvas
• Lituoklis
• Klijų pistoletas

5 žingsnis: pjovimas lazeriu

Iš pradžių aš suprojektavau rėmą iš faneros, bet supratau, kad 6 mm MDF taip pat tinka šiai mašinai, tačiau vienintelė MDF problema yra ta, kad ji yra linkusi į drėgmę ir yra didelė tikimybė, kad gali išsilieti rašalas ar pigmentai ant plokščių.

Norėdami išspręsti šią problemą, aš panaudojau juodą vinilo lakštą, kuris prideda tik kelis dolerius bendros kainos, tačiau suteikia puikią matinę mašinos apdailą.

Po to aš buvau pasiruošęs, kad mano plokštės būtų supjaustytos lazerine mašina.

Pridedu žemiau esančius failus ir jau pašalinau tą logotipą iš failo, kad galėtumėte lengvai pridėti savo:)

6 žingsnis: 3D spausdinimas

Aš perėjau įvairių tipų siurblius ir po daugybės tyrimų pastebėjau, kad peristaltiniai siurbliai puikiai atitinka mano reikalavimus.

Tačiau dauguma jų internete yra siurbliai su nuolatinės srovės varikliais, kurie nėra tokie tikslūs ir gali sukelti tam tikrų problemų juos valdant, kita vertus, kai kurie siurbliai yra su „Stepper Motors“, tačiau jų kaina yra gana didelė.

Taigi, nusprendžiau pasirinkti 3D spausdintą peristaltinį siurblį, kuriame naudojamas „Nema 17“variklis, ir, laimei, per „Thingiverse“nuorodą atradau SILISAND'ą, kuriame buvo sukurtas RALF peristaltinio siurblio remiksas. (Ypatingas ačiū SILISAND ir RALF už jų dizainą, kuris man labai padėjo.)

Taigi, aš naudoju šį peristaltinį siurblį savo projektui, kuris smarkiai sumažino išlaidas.

Tačiau išspausdinus ir išbandžius visas dalis supratau, kad jie nėra visiškai tobuli šiai programai. Tada aš redagavau žarnos slėgio vamzdį, padidindamas jo kreivumą, kad jis galėtų labiau spausti žarną, taip pat redagavau kronšteino laikiklio viršų, kad būtų geriau sukibęs su variklio velenu.

Mano 3D spausdintuvo nustatymai:

• Medžiaga (PLA)
• Sluoksnio aukštis (0,2 mm)
• Korpuso storis (1,2 mm)
• Užpildymo tankis (30%)
• Spausdinimo greitis (50 mm/s)
• Purkštukų temperatūra (210 ° C)
• Palaikymo tipas (visur)
• Platformos sukibimo tipas (nėra)

Galite atsisiųsti visus šiame projekte naudojamus failus -

7 žingsnis: guolio laikiklis

Norėdami surinkti guolio laikiklį, mums reikės šių dalių:

• 1x 3D atspausdintas guolio laikiklio apačia
• 1x 3D atspausdintas guolio laikiklio viršus
• 6x 624zz guolis
• 3x M4x20 varžtai
• 3x M4 veržlės
• 3x M4 tarpikliai
• M4 šešiabriaunis raktas

Kaip aprašyta paveikslėliuose, įkiškite visus tris M4x20 varžtus į 3D atspausdintą guolio laikiklio viršų, po to įdėkite M4 poveržlę su dviem 624zz guoliais ir po vieną poveržlę kiekviename varžte. Tada įkiškite M4 veržles į 3D atspausdinto guolio laikiklio apačią, priveržkite varžtus uždėdami apatinį laikiklį.

Atlikite tą pačią procedūrą, kad padarytumėte kitus tris guolių laikiklius.

8 žingsnis: Paruoškite galinį skydelį

Norėdami surinkti galinį skydelį, mums reikės šių dalių:

• Lazeriu supjaustytas galinis skydelis
• 4x 3D spausdintas siurblio pagrindas
• 16x M4 veržlės
• 8x M3x16 varžtai
• 8x M3 skalbyklės
• 4x „Nema 17“žingsninis variklis
• M3 šešiabriaunis raktas

Norėdami paruošti galinį skydelį, paimkite 3D spausdintą siurblio pagrindą ir įkiškite M4 veržles į angas, esančias galinėje siurblio pagrindo pusėje, kaip parodyta paveikslėliuose. Panašiai paruoškite kitus tris siurblio pagrindus.

Dabar sulygiuokite „Nema 17“žingsninį variklį su angomis, esančiomis galiniame skydelyje iš galo, ir sumontuokite siurblio pagrindą naudodami M3x15 varžtą ir poveržlę. Ir surinkite visus variklius ir siurblio bazę ta pačia tvarka.

9 žingsnis: Surinkite visus siurblius galiniame skydelyje

Norėdami surinkti visus siurblius, mums reikės šių dalių:

• Varikliai ir siurblio bazė sumontuota galinė plokštė
• 4x guolių laikikliai
• 4x 3D spausdinta žarnos slėgio plokštė
• 4x 3D spausdintas siurblio viršus
• 4x 50 cm silikoniniai vamzdeliai (6 mm skersmens ir 4 mm ID)
• 16x M4x25 varžtai

Įdėkite visus guolių laikiklius ant variklių velenų. Tada uždėkite silicio vamzdelį aplink guolių laikiklius ir spauskite jį 3D spausdinta žarnos slėgio plokštele. Ir uždarykite siurblį naudodami 3D spausdintą siurblio viršų su M4x25 varžtais.

10 žingsnis: Paruoškite apatinį skydelį

Norėdami surinkti apatinę plokštę, mums reikės šių dalių:

• Apatinė plokštė, supjaustyta lazeriu
• 1x „Arduino Uno“
• 1x GRBL skydas
• 4x A4988 žingsninis vairuotojas
• 4x M3x15 varžtas
• 4x M3 veržlė
• M3 šešiabriaunis raktas

Sumontuokite „Arduino Uno“ant galinio skydo, naudodami M3x15 varžtus ir M3 veržles. Po to sukraukite „GRBL Shield“į „Arduino Uno“ir su „A4988 Stepper Drivers“ant „GRBL Shield“.

11 žingsnis: Surinkite apatinį ir priekinį skydus

Norėdami surinkti apatinį ir priekinį skydą, mums reikės šių dalių:

• Lazeriu išpjautas priekinis skydelis
• Apatinis skydas su elektronika
• 6x M3x15 varžtai
• 6x M3 veržlės
• 3D spausdintas stiklinės laikiklis

Įdėkite apatinį skydelį į apatinius priekinio skydo lizdus ir pritvirtinkite jį M3x15 varžtais ir M3 veržlėmis. Tada pritvirtinkite 3D spausdintinės stiklinės laikiklį, naudodami M3x15 varžtus ir M3 veržles.

12 veiksmas: įdėkite vamzdelius į 3D spausdinto vamzdžio laikiklį

Norėdami surinkti apatinį ir priekinį skydą, mums reikės šių dalių:

• Visiškai sumontuotas galinis skydelis
• 3D spausdintas vamzdžių laikiklis

Šiame etape įkiškite visus keturis mėgintuvėlius į 3D spausdinto vamzdžio laikiklio skyles. Ir įsitikinkite, kad kai kurie vamzdeliai išsikiša per laikiklį.

13 žingsnis: Surinkite keturias plokštes kartu

Norėdami surinkti priekinį, galinį, viršutinį ir apatinį skydus, mums reikės šių dalių:

• Priekinio ir apatinio skydo surinkimas
• Galinio skydo surinkimas
• Viršutinis skydelis
• Šalta balta LED juostelė

Norėdami surinkti visas šias plokštes, pirmiausia pritvirtinkite mėgintuvėlio laikiklį ant stiklinės laikiklio viršaus. Tada priklijuokite šviesos diodų juosteles ant viršutinio skydelio apatinio paviršiaus ir įdėkite viršutinį skydelį į galinio ir priekinio skydo angas.

14 žingsnis: Surinkite variklio laidus ir šonines plokštes

Norėdami surinkti variklio laidus ir šonines plokštes, mums reikės šių dalių:

• Surinktos keturios plokštės
• 4x variklio laidai
• Šoninės plokštės
• 24x M3x15 varžtai
• 24x M3 veržlės
• M3 šešiabriaunis raktas

Įkiškite laidus į variklio angas ir uždarykite abi šonines plokštes. Pritvirtinkite plokštes naudodami M3x15 varžtus ir M3 veržles.

15 žingsnis: laidų prijungimas

Sekite schemą, kad prijungtumėte visą elektroniką tokiu būdu:

Įdėkite nuolatinės srovės lizdą į galinio skydo angą ir prijunkite laidus prie GRBL skydo maitinimo gnybtų

Tada prijunkite variklio laidus prie „Stepper Drivers“gnybtų taip:

„X -Stepper“tvarkyklė (GRBL skydas) - žalsvai mėlyna variklio viela

„Y -Stepper Driver“(„GRBL Shield“) - purpurinė variklio viela

„Z -Stepper“tvarkyklė (GRBL skydas) - geltona variklio viela

„A -Stepper Driver“(„GRBL Shield“) - pagrindinė variklio viela

Pastaba: prijunkite GRBL skydo A-Step ir A-Direction džemperius atitinkamai prie 12 ir 13 kaiščių. (A-Step ir A-Direction džemperiai yra virš maitinimo gnybtų)

Prijunkite „HC -05 Bluetooth“prie šių terminalų -

GND (HC -05) - GND (GRBL skydas)

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

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

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

Prijunkite „Buzzer“prie šių terminalų -

-ve (garsinis signalas) - GND (GRBL skydas)

+ve (garsinis signalas) - „CoolEn“kaištis („GRBL Shield“)

Pastaba: Maitinkite šią mašiną mažiausiai 12 V/10 A maitinimo šaltiniu

16 žingsnis: variklių kalibravimas

Įjungę mašiną, prijunkite „Arduino“prie kompiuterio USB kabeliu, kad įdiegtumėte kalibravimo programinę -aparatinę įrangą prie „Arduino Uno“.

Atsisiųskite žemiau pateiktą kalibravimo kodą ir įkelkite jį į „Arduino Uno“ir atlikite šias instrukcijas, kad sukalibruotumėte visus variklio veiksmus.

Įkėlę kodą, atidarykite nuoseklųjį monitorių, kurio duomenų perdavimo sparta yra 38400, ir įgalinkite CR ir NL.

Dabar duokite komandą kalibruoti variklio siurblius:

PRADĖTI

Argumentas „siurblys kalibruoti“reikalingas norint „Arduino“komandai, prie kurios variklis kalibruoti, ir gali gauti reikšmes:

C => „Cyan Motor“

M => rausvai raudonam varikliui Y => geltonam varikliui K => raktiniam varikliui

Palaukite, kol siurblys įkels spalvą į mėgintuvėlį.

Įkėlę išvalykite kolbą, jei į ją įeina kokia nors spalva, „Arduino“palauks, kol atsiųsite patvirtinimo komandą, kad pradėtumėte kalibruoti. Norėdami pradėti kalibruoti, atsiųskite „Taip“(be kabučių).

Dabar variklis pumpuos spalvą į kolbą, kurią ketiname matuoti naudodami matavimo cilindrą.

Kai turėsime išmatuotą siurbiamos spalvos vertę, galime sužinoti pasirinkto variklio žingsnius vienetui (ml) pagal pateiktą formulę:

5000 (numatytieji veiksmai)

Žingsniai per ML = -------------------- Išmatuota vertė

Dabar įveskite kiekvieno variklio žingsnių vienetui (ml) vertę į pagrindinį kodą tam tikromis konstantomis:

7 eilutė) const float Cspu => Išlaiko žingsnių reikšmę žalsvai mėlyno variklio vienetui

8 eilutė) const float Mspu => Išlaiko žingsnių reikšmę purpurinės variklio linijos vienetui 9) const float Yspu => Išlaiko žingsnių reikšmę geltonosios motorinės linijos vienetui 10) const float Kspu => Laikoma žingsnių per Raktinio variklio blokas

PASTABA: visi veiksmai ir procedūra, skirta tinkamai sukalibruoti variklius, bus rodomi kalibravimo metu serijiniame monitoriuje

17 žingsnis:

18 žingsnis: kodavimas

Po variklių kalibravimo laikas atsisiųsti pagrindinį spalvų kūrimo kodą.

Atsisiųskite žemiau pateiktą pagrindinį kodą ir įkelkite jį į „Arduino Uno“ir naudokite galimas komandas, kad galėtumėte naudoti šį įrenginį:

LOAD => Naudojamas spalviniam pigmentui įkelti į silicio vamzdelį.

CLEAN => Naudojamas iškrauti spalvotą pigmentą į silicio vamzdelį. SPEED => Naudojamas prietaiso siurbimo greičiui atnaujinti. paimkite sveikųjų skaičių reikšmę, atspindinčią variklių apsisukimų dažnį. Numatytasis nustatytas 100 ir gali būti atnaujintas nuo 100 iki 400. PUMP => Naudojamas komandai įrenginiui padaryti norimą spalvą. paima sveiką skaičių, reiškiantį raudonąją vertę. paima sveiką skaičių, atspindinčią žaliąją vertę. paima sveiką skaičių, reiškiantį mėlyną reikšmę. paima sveiką skaičių, atspindintį baltos spalvos tūrį.

PASTABA: Prieš naudodami šį kodą, būtinai atnaujinkite kiekvieno variklio numatytųjų veiksmų vertes pagal kalibravimo kodą

19 žingsnis: Ir mes baigėme

Pagaliau baigėte! Štai kaip turėtų atrodyti ir veikti galutinis produktas.

Spustelėkite čia, kad pamatytumėte, kaip tai veikia

20 žingsnis: ateities taikymo sritis

Kadangi tai yra mano pirmasis prototipas, kuris yra daug geresnis nei tikėjausi, bet taip, tai reikalauja daug optimizavimo.

Štai keletas šių atnaujinimų, kurių ieškau kitos šios mašinos versijos -

• Eksperimentuokite su įvairiais rašalu, spalvomis, dažais ir pigmentais.
• Sukurta „Android“programa, galinti užtikrinti geresnę vartotojo sąsają naudojant jau įdiegtą „Bluetooth“.
• Ekrano ir rotacinio kodavimo įrenginio įdiegimas, kuris gali padaryti jį kaip savarankišką įrenginį.
• Ieškos geresnių ir patikimesnių siurbimo variantų.
• Įdiegę „Google“pagalbą, kuri gali padaryti ją atsakingesnę ir protingesnę.

21 žingsnis: BALSUOKITE

Jei jums patinka šis projektas, balsuokite už „Pirmojo autoriaus“konkursą.

Tikrai labai vertinama! Tikiuosi, kad jums patiko projektas!

Antroji vieta vaivorykštės spalvų konkurse