MESOMIX - Otomatik Boya Karıştırma Makinesi: 21 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Tuvalinize renk atmayı seven bir tasarımcı, sanatçı veya yaratıcı biri misiniz, ancak istenen rengi elde etmek çoğu zaman bir mücadeledir.

Böylece, bu sanat-teknoloji talimatı, bu mücadeleyi yok olacak. Bu cihaz, doğru miktarda CMYK (Cyan-Macenta-Sarı-Siyah) pigmentlerini otomatik olarak karıştırarak istenen rengi elde etmek için rafta bulunan bileşenleri kullandığından, renkleri karıştırmak için harcanan süreyi veya farklı satın almak için harcanan parayı önemli ölçüde azaltacaktır. pigmentler. Ve size reklamınız için fazladan zaman sağlayacaktır.

Umarız beğenirsiniz ve başlayalım!

Adım 1: Nasıl Çalışır?

Bu proje için göz önünde bulundurmamız gereken temel olarak iki renk teorisi modeli vardır.

1) RGB Renk Modeli

RGB renk modeli, geniş bir renk yelpazesini yeniden üretmek için kırmızı, yeşil ve mavi ışığın çeşitli şekillerde bir araya getirildiği ek bir renk modelidir. RGB renk modelinin temel amacı, geleneksel fotoğrafçılıkta da kullanılmış olmasına rağmen, televizyon ve bilgisayar gibi elektronik sistemlerde görüntülerin algılanması, temsili ve gösterilmesi içindir.

2) CMYK Renk Modeli

CMYK renk modeli (proses rengi, dört renk), renkli yazıcılarda kullanılan eksiltici bir renk modelidir. CMYK, bazı renkli baskılarda kullanılan dört mürekkebi ifade eder: camgöbeği, macenta, sarı ve anahtar (siyah). CMYK modeli, daha açık, genellikle beyaz bir arka plan üzerinde renkleri kısmen veya tamamen maskeleyerek çalışır. Mürekkep, aksi takdirde yansıtılacak olan ışığı azaltır. Böyle bir modele eksiltici denir, çünkü mürekkepler parlaklığı beyazdan "çıkarır".

RGB gibi eklemeli renk modellerinde beyaz, tüm ana renkli ışıkların "ek" kombinasyonudur, siyah ise ışığın olmamasıdır. CMYK modelinde ise tam tersidir: beyaz, kağıdın veya başka bir arka planın doğal rengidir, siyah ise renkli mürekkeplerin tam kombinasyonundan kaynaklanır. Mürekkepten tasarruf etmek ve daha derin siyah tonları elde etmek için camgöbeği, macenta ve sarı kombinasyonu yerine siyah mürekkep kullanılarak doymamış ve koyu renkler üretilir.

2. Adım: Mekanizma

"Nasıl Çalışır?" bölümünde belirtildiği gibi. Bu Makinede hem RGB hem de CMYK renk modellerinin kullanılacağına dair adım.

Bu nedenle, RGB renk kodunu makineye beslemek için RGB modelini, beyaz rengin hacminin sabit olacağı ve manuel olarak ekleneceği CMYK pigmentlerini karıştırarak gölgelendirme yapmak için CMYK modelini kullanacağız.

Bu nedenle, bu makineyi inşa etmek için mümkün olan en iyi prosedürü bulmak için, kafamdaki büyük resmi netleştirmek için bir akış şeması çizdim.

İşte işlerin nasıl ilerleyeceğine dair plan:

• RGB değerleri ve Beyaz Renk hacmi Seri Monitör aracılığıyla gönderilecektir.
• Daha sonra bu RGB değerleri, dönüştürme formülü kullanılarak CMYK yüzdesine dönüştürülecektir.

R, G, B değerleri, aralığı 0..255'ten 0..1'e değiştirmek için 255'e bölünür:

R' = R/255 G' = G/255 B' = B/255 Siyah tuş (K) rengi kırmızı (R'), yeşil (G') ve mavi (B') renklerinden hesaplanır: K = 1-max(R', G', B') Camgöbeği rengi (C), kırmızı (R') ve siyah (K) renklerinden hesaplanır: C = (1-R'-K) / (1-K)) Macenta renk (M), yeşil (G') ve siyah (K) renklerinden hesaplanır: M = (1-G'-K) / (1-K) Sarı renk (Y) maviden hesaplanır (B') ve siyah (K) renkler: Y = (1-B'-K) / (1-K)

• Sonuç olarak, gerekli rengin CMYK yüzde değerlerini aldım.
• Şimdi tüm yüzde değerlerinin, her bir yüzde değeri Beyaz Rengin Hacmi ile çarpılarak C, M, Y ve K hacimlerine dönüştürülmesi gerekiyor.

C(mL) = C(%) * Beyaz Renk Hacmi(x mL)

M(mL) = M(%) * Beyaz Renk Hacmi(x mL) Y(mL) = Y(%) * Beyaz Renk Hacmi(x mL) K(mL) = K(%) * Beyaz Renk Hacmi (x mL)

Daha sonra bu C, M, Y ve K hacimleri ilgili Motorun Devir Başına Adımları ile çarpılacaktır

Pompalamak için gerekli adımlar Renk = Renk(mL) * İlgili motorun Adımları/Deviri

Ve işte bu kadar, bunu kullanarak her bir renk, istenen tonu oluşturmak için tam Beyaz renk hacmiyle karıştırılacak bir renk karışımı oluşturmak üzere pompalanacaktır.

Adım 3: Tasarım

Son 2 yıldır üzerinde çalıştığım için SolidWorks'te tasarlamaya karar verdim ve tüm tasarım, eksiltici imalat ve eklemeli imalat becerilerimi tasarım aşamasında uyguladım ve kendi bileşenlerinin kapalı kullanımı, kompaktlık dahil tüm parametreleri göz önünde bulundurdum. ve masaüstü dostu tasarım, hassas ancak hızlı ve uygun maliyetli.

Birkaç tekrardan sonra, tüm gereksinimlerimi karşılayan bu tasarımı buldum ve sonuçlardan oldukça memnunum.

Adım 4: Neye İhtiyacımız Var?

Elektronik parçalar:

• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL Kalkanı
• 4x A4988 Step Sürücü
• 1x DC Jakı
• 1x 13cmx9cm Basmalı Anahtar
• 4x Nema 17
• 2x 15cm RGB LED Şerit
• 1x Zil
• 1x HC-05 Bluetooth

Donanım bileşenleri:

• 24x 624zz Rulman
• 4x 50cm Uzun Silikon Hortum (6mm dış çap ve 4mm iç çap)
• 1x 100mL Ölçüm Silindiri
• 5x 100 mL Beher
• 30x M3x15 Cıvata
• 30x M3 Kuruyemiş
• 12x M4x20 Cıvata
• 16x M4x25 Cıvata
• 30x M4 Kuruyemiş
• ve bazı M3 ve M4 Pullar

Aletler:

• Lazer kesme makinesi
• 3 boyutlu yazıcı
• Allen Anahtarları
• pense
• Tornavida
• Havya
• Tutkal tabancası

Adım 5: Lazer Kesim

Başlangıçta çerçeveyi kontrplaktan yapılacak şekilde tasarladım ancak 6mm MDF'nin bu makine için de işe yarayacağını düşündüm ancak MDF ile ilgili tek sorun neme eğilimli olması ve mürekkep veya pigmentlerin dökülme ihtimalinin yüksek olması. paneller üzerinde.

Bu sorunu çözmek için, toplam maliyete yalnızca birkaç dolar ekleyen ancak makineye harika bir mat yüzey sağlayan siyah bir Vinil levha kullandım.

Bundan sonra, panellerimi bir lazer makinesiyle kesmeye hazırdım.

Aşağıdaki dosyaları ekliyorum ve kendi logonuzu kolayca ekleyesiniz diye o logoyu zaten dosyadan kaldırdım:)

Adım 6: 3D Baskı

Çeşitli pompa türlerini inceledim ve çok fazla araştırmadan sonra peristaltik pompaların gereksinimlerime mükemmel şekilde uyduğunu gördüm.

Ama internette çoğu DC motorlu pompalar o kadar hassas değil ve onları kontrol ederken bazı sorunlara neden olabilir, öte yandan Step Motorlu bazı pompalar var ama maliyetleri oldukça yüksek.

Bu yüzden, Nema 17 Motor kullanan bir 3D Baskılı peristaltik pompa kullanmaya karar verdim ve neyse ki, SILISAND'ın RALF'in Peristaltik Pompasının bir remiksini yaptığı Thingiverse'deki bir bağlantıyla karşılaştım. (Bana çok yardımcı olan tasarımları için SILISAND ve RALF'a özel teşekkürler.)

Bu yüzden, bu Peristaltik Pompayı, maliyeti önemli ölçüde azaltan projem için kullandım.

Ancak tüm parçaları yazdırıp test ettikten sonra, bu uygulama için tam olarak mükemmel olmadıklarını fark ettim. Daha sonra hortuma daha fazla basınç uygulayabilmesi için eğriliğini artırarak Hortum Basınçlı Boruyu düzenledim ve ayrıca Braket montaj üstünü motor şaftı üzerinde daha fazla tutuş sağlamak için düzenledim.

3D Yazıcı Ayarlarım:

• Malzeme (PLA)
• Katman Yüksekliği (0,2 mm)
• Kabuk Kalınlığı (1.2mm)
• Dolgu Yoğunluğu (%30)
• Baskı Hızı (50mm/sn)
• Nozul Sıcaklığı (210°C)
• Destek Türü (Her Yerde)
• Platform Yapışma Türü (Yok)

Bu projede kullanılan tüm dosyaları indirebilirsiniz -

Adım 7: Rulman Montajı

Rulman montajını monte etmek için aşağıdaki parçalara ihtiyacımız olacak:

• 1x 3D Baskılı Rulman Montaj Alt
• 1x 3D Baskılı Rulman Üstü
• 6x 624zz Rulman
• 3x M4x20 Cıvata
• 3x M4 Kuruyemiş
• 3x M4 Ara Parçalar
• M4 Alyan Anahtarı

Resimlerde açıklandığı gibi, üç M4x20 Cıvatanın hepsini 3D Baskılı Rulman Montaj Üstüne yerleştirin, ardından iki 624zz rulman ve her cıvataya başka bir rondela ile bir M4 rondela takın. Ardından M4 somunlarını 3D Baskılı Rulman Montaj Alt kısmına yerleştirin, Alt montajı yerleştirerek cıvataları sıkın.

Diğer üç yatak montajını yapmak için aynı prosedürü izleyin.

Adım 8: Arka Panelin Hazırlanması

Arka paneli monte etmek için aşağıdaki parçalara ihtiyacımız olacak:

• Lazer Kesim Arka Panel
• 4x 3D Baskılı Pompa Tabanı
• 16x M4 Somun
• 8x M3x16 Cıvata
• 8x M3 Pullar
• 4x Nema 17 Step Motor
• M3 Alyan Anahtarı

Arka paneli hazırlamak için 3D Baskılı Pompa Tabanını alın ve M4 Somunları Pompa Tabanının arka tarafındaki yuvalara resimlerde gösterildiği gibi yerleştirin. Diğer üç Pompa tabanını da benzer şekilde hazırlayın.

Şimdi Nema 17 Step Motoru arka paneldeki yuvalarla arka taraftan hizalayın ve M3x15 Cıvata ve rondela kullanarak Pompa Tabanını monte edin. Ve aynı prosedürü kullanarak tüm motorları ve pompa tabanını birleştirin.

Adım 9: Tüm Pompaların Arka Panele Montajı

Tüm pompaları monte etmek için aşağıdaki parçalara ihtiyacımız olacak:

• Motorlar ve Pompa Tabanı Monte Edilmiş Arka Panel
• 4x Rulman Bağlantıları
• 4x 3D Baskılı Hortum Baskı Plakası
• 4x 3D Baskılı Pompa Üstü
• 4x 50cm Silikon Boru (6mm OD ve 4mm ID)
• 16x M4x25 Cıvata

Tüm yatak bağlantılarını motor millerine takın. Ardından silikon boruyu 3D baskılı Hortum baskı plakasıyla bastırırken yatak bağlantılarının etrafına yerleştirin. Ve M4x25 Cıvatalı 3d Baskılı Pompa Üstünü kullanarak pompayı kapatın.

Adım 10: Alt Paneli Hazırlayın

Alt paneli monte etmek için aşağıdaki parçalara ihtiyacımız olacak:

• Lazer Kesim Alt Panel
• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL Kalkanı
• 4x A4988 Step Sürücü
• 4x M3x15 Cıvata
• 4x M3 Somun
• M3 Alyan Anahtarı

Arduino Uno'yu M3x15 Cıvata ve M3 Somun kullanarak Arka Panele Monte Edin. Bundan sonra GRBL Shield üzerinde A4988 Step Drivers ile Arduino Uno üzerinde GRBL Shield yığını.

Adım 11: Alt ve Ön Paneli Birleştirin

Alt ve ön paneli monte etmek için aşağıdaki parçalara ihtiyacımız olacak:

• Lazer Kesimli Ön Panel
• Elektronik ile birleştirilmiş Alt Panel
• 6x M3x15 Cıvata
• 6x M3 Kuruyemiş
• 3D Baskılı Beher Tutacağı

Alt Paneli Ön Panelin alt yuvalarına yerleştirin ve M3x15 Cıvata ve M3 Somun kullanarak sabitleyin. Ardından M3x15 Cıvataları ve M3 Somunları kullanarak 3D Baskılı Beher Tutucuyu yerine sabitleyin.

Adım 12: Tüpleri 3D Baskılı Tüp Tutucuya Yerleştirin

Alt ve ön paneli monte etmek için aşağıdaki parçalara ihtiyacımız olacak:

• Tamamen Monte Arka Panel
• 3D Baskılı Tüp Tutucu

Bu adımda, dört tüpün tümünü 3D Baskılı Tüp tutucunun deliklerine yerleştirin. Ve bir borunun tutucudan dışarı taştığından emin olun.

Adım 13: Dört Paneli Birlikte Birleştirin

Ön, arka, üst ve alt paneli monte etmek için aşağıdaki parçalara ihtiyacımız olacak:

• Ön ve Alt Panel Montajı
• Arka Panel Montajı
• Üst panel
• Soğuk Beyaz Led Şerit

Tüm bu panelleri bir araya getirmek için öncelikle Tüp Tutucuyu beher tutucunun üstüne sabitleyin. Ardından LED Şeritleri Üst panelin alt yüzüne yapıştırın ve ardından üst paneli arka ve ön paneldeki yuvalara yerleştirin.

Adım 14: Motor Kablolarını ve Yan Panelleri Birleştirin

Motor kablolarını ve Yan Panelleri monte etmek için aşağıdaki parçalara ihtiyacımız olacak:

• Birleştirilmiş dört panel
• 4x Motor Telleri
• Yan paneller
• 24x M3x15 Cıvata
• 24x M3 Somun
• M3 Alyan Anahtarı

Kabloları Motorun yuvalarına yerleştirin ve her iki yan paneli kapatın. Ve panelleri M3x15 Cıvata ve M3 Somun kullanarak sabitleyin.

Adım 15: Kablolama

Tüm elektronik aksamları aşağıdaki şekilde bağlamak için Şemayı izleyin:

DC Jakını arka panelin yuvasına sabitleyin ve kabloları GRBL Shield'in güç terminallerine bağlayın

Ardından, motorun kablolarını aşağıdaki gibi Step Sürücü terminallerine takın -

X-Stepper Sürücüsü (GRBL Shield) - Camgöbeği Motor Teli

Y-Step Sürücüsü (GRBL Shield) - Macenta Motor Teli

Z-Step Sürücüsü (GRBL Shield) - Sarı Motor Teli

A-Adım Sürücüsü (GRBL Shield) - Anahtar Motor Teli

Not: GRBL Shield'in A Adımı ve A Yönü Jumper'larını sırasıyla pim 12 ve pim 13'e bağlayın. (A Adımı ve A Yönü için atlama telleri Güç Terminallerinin üzerinde bulunur)

HC-05 Bluetooth'u aşağıdaki terminallere bağlayın -

GND (HC-05) - GND (GRBL Kalkanı)

5V (HC-05) - 5V (GRBL Kalkanı)

RX (HC-05) - TX (GRBL Kalkanı)

TX(HC-05) - RX(GRBL Kalkanı)

Buzzer'ı aşağıdaki terminallere bağlayın -

-ve (Buzzer) - GND (GRBL Shield)

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

Not: Bu makineye en az 12V/10Amp Güç Kaynağı ile güç verin

Adım 16: Motorların Kalibrasyonu

Makineye Güç Verdikten sonra, kalibrasyon aygıt yazılımını Arduino Uno'ya yüklemek için Arduino'yu USB kablosuyla Bilgisayara bağlayın.

Aşağıda verilen Kalibrasyon Kodunu indirip Arduino Uno'ya yükleyin ve tüm motor adımlarını kalibre etmek için aşağıdaki talimatları uygulayın.

Kodu yükledikten sonra, 38400 baud hızına sahip seri monitörü açın ve hem CR hem de NL'yi etkinleştirin.

Şimdi motor pompalarını kalibre etme komutunu verin:

BAŞLAT

Arduino'ya hangi motorun kalibre edileceğini ve değerleri alabileceğini komuta etmek için "Kalibrasyona Pompala" argümanı gereklidir:

C => Camgöbeği Motor için

M => Macenta Motor için Y => Sarı Motor için K => Anahtar Motor için

Pompanın rengi tüpe yüklemesini bekleyin.

Yüklemeden sonra, içine bir miktar renk gelirse, şişeyi temizleyin, Arduino kalibrasyona başlamak için onay komutunu gönderene kadar bekleyecektir. Kalibre etmeye başlamak için "Evet" (tırnak işaretleri olmadan) gönderin.

Şimdi motor, bir ölçüm silindiri kullanarak ölçeceğimiz şişeye rengi pompalayacaktır.

Pompalanan rengin ölçülen değerine sahip olduğumuzda, verilen formülü kullanarak seçilen motor için Birim Başına Adımları (ml) bulabiliriz:

5000 (Varsayılan adımlar)

ML Başına Adım = -------------------- Ölçülen Değer

Şimdi her motor için Adım Başına Birim(ml) değerini verilen sabitlerde ana koda koyun:

satır 7) const float Cspu => Camgöbeği Motorunun Birimi Başına Adım değerini tutar

satır 8) const float Mspu => Macenta Motorun Birimi Başına Adım değerini tutar 9) const float Yspu => Sarı Motorun Birimi Başına Adım değerini tutar satır 10) const float Kspu => Adım başına Adım değerini tutar Anahtar Motor Birimi

NOT: Motorları uygun şekilde kalibre etmek için tüm adımlar ve prosedür, seri monitörde kalibrasyon sırasında görüntülenecektir

Adım 17:

Adım 18: Kodlama

Motorları kalibre ettikten sonra, renk yapmak için ana kodu indirme zamanı.

Aşağıda verilen Ana Kodu indirin ve Arduino Uno'ya yükleyin ve bu makineyi kullanmak için mevcut komutları kullanın:

LOAD => Renk pigmentini silikon tüpe yüklemek için kullanılır.

CLEAN => Renk pigmentini silikon tüpe boşaltmak için kullanılır. SPEED => Cihazın pompalama hızını güncellemek için kullanılır. motorların RPM'sini temsil eden tamsayı değerini alın. Varsayılan ayar 100'dür ve 100'den 400'e güncellenebilir. POMPA => Cihaza istenilen rengi verme komutu vermek için kullanılır. Kırmızı değeri temsil eden tamsayı değerini alır. Yeşil değeri temsil eden tamsayı değerini alır. Mavi değeri temsil eden tamsayı değerini alır. beyaz rengin hacmini temsil eden tamsayı değerini alır.

NOT: Bu kodu kullanmadan önce, her motor için varsayılan adımların değerlerini kalibrasyon kodundan güncellediğinizden emin olun

Adım 19: Ve Bitirdik !

Sonunda işin bitti! İşte nihai ürünün nasıl görünmesi ve çalışması gerektiği.

Eylem halinde görmek için buraya tıklayın

Adım 20: Gelecek Kapsamı

İlk prototipim olduğu için beklediğimden çok daha iyi çıktı ama evet çok fazla optimizasyon gerektiriyor.

İşte bu makinenin bir sonraki sürümünü aradığım aşağıdaki yükseltmelerden bazıları -

• Farklı Mürekkepler, Renkler, Boyalar ve Pigmentler ile denemeler.
• Halihazırda kurduğumuz Bluetooth'u kullanarak daha iyi bir kullanıcı arayüzü sağlayabilecek bir Android Uygulamasının geliştirilmesi.
• Bir Ekranın ve onu bağımsız bir cihaz haline getirebilecek bir Döner Kodlayıcının Kurulumu.
• Daha iyi ve güvenilir pompalama seçenekleri arayacaktır.
• Daha duyarlı ve daha akıllı hale getirebilecek Google Yardım'ın yüklenmesi.

Adım 21: LÜTFEN OY VERİN

Bu projeyi beğendiyseniz, lütfen "İlk Kez Yazar" Yarışması için oy verin.

Gerçekten çok takdir! Umarım projeden keyif almışsınızdır!

Gökkuşağının Renkleri Yarışmasında İkincilik