MESOMIX - מכונת ערבוב צבעים אוטומטית: 21 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

האם אתה מעצב, אמן או אדם יצירתי שאוהב לזרוק צבעים על הבד שלך, אבל זה לעתים קרובות מאבק בכל הנוגע לייצור הגוון הרצוי.

אז ההוראה האמנות-טכנית הזו תעלם את המאבק הזה באוויר. מכיוון שמכשיר זה משתמש ברכיבי המדף כדי ליצור את הגוון הרצוי על ידי ערבוב הכמות הנכונה של פיגמנטים CMYK (ציאן-מגנטה-צהוב-שחור) באופן אוטומטי, מה שיצמצם באופן דרסטי את זמן השהייה בערבוב הצבעים או הכסף המושקע ברכישת מוצרים שונים. פיגמנטים. ויספק לך את הזמן הנוסף הזה לקריאייטיב שלך.

נקווה שנהניתם ונתחיל!

שלב 1: איך זה עובד?

ישנם בעצם שני מודלים של תורת הצבעים שעלינו לקחת בחשבון לפרויקט זה.

1) דגם צבע RGB

מודל הצבעים RGB הוא מודל צבע תוסף שבו אור אדום, ירוק וכחול מתווספים יחד בדרכים שונות כדי לשחזר מגוון רחב של צבעים. המטרה העיקרית של מודל הצבעים RGB היא לחישה, ייצוג ותצוגה של תמונות במערכות אלקטרוניות, כגון טלוויזיות ומחשבים, אם כי הוא שימש גם בצילום קונבנציונאלי.

2) דגם צבע CMYK

מודל הצבעים CMYK (צבע תהליך, ארבעה צבעים) הוא מודל צבע חיסור, המשמש במדפסות צבע. CMYK מתייחס לארבעת הדיו המשמשים בהדפסה מסוימת בצבע: ציאן, מגנטה, צהוב ומפתח (שחור). דגם CMYK עובד על ידי מיסוך צבעים חלקי או מלא על רקע בהיר יותר, בדרך כלל לבן. הדיו מפחית את האור שאחרת היה משתקף. מודל כזה נקרא חיסור מכיוון שהדיו "מפחית" את הבהירות מלבן.

במודלים של צבעים תוספים כגון RGB, לבן הוא השילוב ה"תוסף "של כל האורות הצבעוניים הראשוניים, בעוד ששחור הוא היעדר אור. במודל CMYK, ההיפך הוא: הלבן הוא הצבע הטבעי של הנייר או רקע אחר, בעוד השחור נובע משילוב מלא של דיו צבעוניים. כדי לחסוך כסף על דיו, ולייצר גוונים שחורים עמוקים יותר, צבעים בלתי רוויים וכהים מיוצרים באמצעות דיו שחור במקום שילוב של ציאן, מג'נטה וצהוב.

שלב 2: המנגנון

כפי שהוא מוזכר ב"איך זה עובד? " שלב שישתמשו במכשירי זה גם דגמי צבע RGB ו- CMYK.

לכן, נשתמש בדגם RGB כדי להאכיל את קוד הצבע RGB למכונה ואילו מודל CMYK לייצור הגוון על ידי ערבוב פיגמנטים CMYK שבהם נפח הצבע הלבן יהיה קבוע ויתווסף באופן ידני.

לכן, כדי להבין את ההליך הטוב ביותר האפשרי לבניית מכונה זו, שרטטתי תרשים זרימה כדי לנקות את התמונה הגדולה במוחי.

להלן התוכנית כיצד יתקדמו הדברים:

• ערכי RGB ונפח הצבע הלבן יישלחו באמצעות צג סידורי.
• אז ערכי RGB אלה יומרו לאחוז CMYK באמצעות נוסחת ההמרה.

ערכי R, G, B מחולקים ב- 255 כדי לשנות את הטווח מ 0..255 ל 0..1:

R '= R/255 G' = G/255 B '= B/255 הצבע השחור (K) מחושב מהצבעים האדומים (R'), הירוקים (G ') והכחולים (B'): K = 1-max (R ', G', B ') צבע הציאן (C) מחושב מהצבעים האדומים (R') והשחורים (K): C = (1-R'-K) / (1-K) צבע המג'נטה (M) מחושב מהצבעים הירוקים (G ') והשחור (K): M = (1-G'-K) / (1-K) הצבע הצהוב (Y) מחושב מהכחול (B ') ושחור (K) צבעים: Y = (1-B'-K) / (1-K)

• כתוצאה מכך קיבלתי ערכי אחוזי CMYK של הצבע הנדרש הזה.
• כעת יש צורך להמיר את כל ערכי האחוזים לנפחי C, M, Y ו- K על ידי הכפלת כל ערך אחוז בנפח הצבע הלבן.

C (מ"ל) = C (%) * נפח הצבע הלבן (x מ"ל)

M (מ"ל) = M (%) * נפח הצבע הלבן (x מ"ל) Y (מ"ל) = Y (%) * נפח הצבע הלבן (x מ"ל) K (מ"ל) = K (%) * נפח הצבע הלבן (x מ"ל)

אז כרכי C, M, Y ו- K אלה יוכפלו בצעדים לכל מהפכה של המנוע המתאים

הצעדים הנדרשים לשאיבת צבע = צבע (מ ל) * צעדים/סיבוב המנוע בהתאמה

וזהו, באמצעות זה כל צבע יישאב ליצירת תערובת של צבעים אשר יתערבבו עם הנפח המדויק של הצבע הלבן כדי ליצור את הגוון הרצוי.

שלב 3: העיצוב

החלטתי לעצב אותו ב- SolidWorks בזמן שאני עובד עליו משנתיים האחרונות ויישמתי את כל כישורי העיצוב, הייצור והחיסור והתוספות שלי בשלב העיצוב תוך שמירה על כל הפרמטרים הכוללים שימוש ברכיבים עצמיים, קומפקטית ועיצוב ידידותי לשולחן העבודה, מדויק אך מהיר וחסכוני.

לאחר מספר חזרות, הגעתי לעיצוב זה המשרת את כל הדרישות שלי ואני די מרוצה מהתוצאות.

שלב 4: מה אנחנו צריכים?

רכיבים אלקטרוניים:

• 1x Arduino Uno
• 1x מגן GRBL
• נהג צעד 4x4988
• 1x שקע DC
• 1x מתג נדנדה 13 ס"מ על 9 ס"מ
• 4x Nema 17
• 2x15 ס"מ RGB LED רצועת
• 1x באזר
• 1x Bluetooth-Bluetooth

רכיבי חומרה:

• מיסב 24x624zz
• 4 x 50 ס"מ צינורות סיליקון ארוכים (6 מ"מ קוטר חיצוני וקוטר פנימי 4 מ"מ)
• גליל מדידה 100 מ"ל
• כוס 5x 100 מ"ל
• ברגים 30x M3x15
• 30x M3 אגוזים
• 12x ברגים M4x20
• 16x ברגים M4x25
• 30x M4 אגוזים
• וכמה מכונות כביסה M3 ו- M4

כלים:

• מכונת חיתוך בלייזר
• מדפסת תלת מימד
• מפתחות אלן
• צבת
• מברג
• מלחם
• אקדח דבק

שלב 5: חיתוך בלייזר

בתחילה, תכננתי את המסגרת כך שהיא עשויה דיקט אך הבנתי ש- MDF 6 מ מ יעבוד גם עבור מכונה זו אך הבעיה היחידה עם MDF היא שהיא מועדת ללחות ויש הרבה סיכויים שדיו או פיגמנטים עלולים להישפך על הלוחות.

כדי לפתור בעיה זו השתמשתי בדף ויניל שחור שמוסיף רק כמה דולרים בעלות הכוללת אך סיפק גימור מאט נהדר למכונה.

לאחר מכן, הייתי מוכן לחתוך את הפאנלים שלי באמצעות מכונת לייזר.

אני מצרף את הקבצים למטה וכבר הסרתי את הלוגו הזה מהקובץ, כך שתוכל להוסיף את שלך בקלות:)

שלב 6: הדפסה תלת מימדית

עברתי סוגים שונים של משאבות ולאחר הרבה מחקר גיליתי שמשאבות פריסטלטיות מתאימות לחלוטין לדרישות שלי.

אך רובם באינטרנט הן המשאבות עם מנועי DC שאינן מדויקות עד כדי כך ויכולות לגרום לבעיות כלשהן בעת השליטה בהן, מאידך, חלק מהמשאבות נמצאות שם עם Stepper Motors, אך עלותן גבוהה למדי.

אז החלטתי ללכת עם משאבה פריסטלטית מודפסת תלת -ממדית שמשתמשת במנוע Nema 17 ולמזלי, הגעתי דרך קישור ב- Thingiverse שבו SILISAND יצרה רמיקס של המשאבה הפריסטלטית של RALF. (תודה מיוחדת ל- SILISAND ו- RALF על העיצוב שלהם שעזר לי מאוד.)

אז השתמשתי במשאבה פריסטלטית זו לפרויקט שלי שהוריד את העלות באופן דרסטי.

אבל אחרי שהדפסתי ובדקתי את כל החלקים הבנתי שהם לא ממש מושלמים ליישום הזה. אחר כך ערכתי את צינור הלחץ של הצינור על ידי הגדלת עקמומיותו כך שיוכל להפעיל יותר לחץ על הצינור וגם ערכתי את החלק העליון של סוגר התושבת כדי לספק יותר אחיזה בפיר המנוע.

הגדרות מדפסת התלת מימד שלי:

• חומר (PLA)
• גובה שכבה (0.2 מ"מ)
• עובי מעטפת (1.2 מ"מ)
• צפיפות מילוי (30%)
• מהירות הדפסה (50 מ"מ/שניות)
• טמפרטורת זרבובית (210 ° C)
• סוג תמיכה (בכל מקום)
• סוג הדבקה בפלטפורמה (אין)

אתה יכול להוריד את כל הקבצים המשמשים בפרויקט זה -

שלב 7: הר הנושא

כדי להרכיב את הר הנושא נזדקק לחלקים הבאים:

• 1x תחתית מיסב מודפס תלת מימד
• 1x הדפסת מיסב הר הדף
• מיסב 6x624zz
• 3x ברגים M4x20
• 3x M4 אגוזים
• 3x מרווחי M4
• מפתח אלן M4

כמתואר בתמונות, הכנס את כל שלושת הברגים של M4x20 בלוח הנושא המודפס בתלת -ממד, לאחר מכן הכנס מכונת כביסה M4 עם שני מיסבים 624zz ומכונת כביסה נוספת בכל בריח. לאחר מכן הכנס את אגוזי M4 לתחתית הר מיסב המודפסת בתלת -ממד, הדק את הברגים על ידי הנחת התושבת התחתונה.

בצע את אותו הליך לביצוע שלושה תושבי מיסב אחרים.

שלב 8: הכנת לוח אחורי

כדי להרכיב את הלוח האחורי נזדקק לחלקים הבאים:

• לוח אחורי בגזרת לייזר
• בסיס משאבה מודפס בתלת מימד
• 16x M4 אגוזים
• 8x ברגים M3x16
• 8 x M3 מכונות כביסה
• 4x מנוע צעד Nema 17
• מפתח אלן M3

להכנת הלוח האחורי, קח את בסיס המשאבה המודפסת בתלת -ממד והכנס את אגוזי M4 לחריצים בצד האחורי של בסיס המשאבה כפי שמוצג בתמונות. הכינו את שלושת המשאבים האחרים באופן דומה.

כעת יישר את מנוע הצעדים Nema 17 עם החריצים שעל הלוח האחורי מהצד האחורי והרכב את בסיס המשאבה באמצעות הברג M3x15 ומכונת כביסה. הרכיב את כל המנועים ואת בסיס המשאבה באותו הליך.

שלב 9: הרכבת כל המשאבות בלוח האחורי

כדי להרכיב את כל המשאבות נזדקק לחלקים הבאים:

• מנועים ובסיס המשאבה מורכב לוח אחורי
• 4 תושבי מיסב
• לוחית לחץ צינורית מודפסת בתלת מימד
• 4x משאבת מודפסת בתלת מימד
• 4 x 50 ס"מ צינורות סיליקון (6 מ"מ OD ו -4 מ"מ מזהה)
• 16x ברגים M4x25

הכנס את כל תושבי המסבים על ציר המנועים. לאחר מכן הנח את צינורות הסיליקון מסביב לתושבות הנושא תוך לחיצה עליו בעזרת לוחית צינורית מודפסת תלת -ממדית. וסגור את המשאבה באמצעות חולצת המשאבה המודפסת בתלת -ממד עם ברגים M4x25.

שלב 10: הכינו את הלוח התחתון

כדי להרכיב את הלוח התחתון נזדקק לחלקים הבאים:

• לוח תחתון חתוך בלייזר
• 1x Arduino Uno
• 1x מגן GRBL
• נהג צעד 4x4988
• 4 מברג M3x15
• 4x M3 אגוז
• מפתח אלן M3

הר Arduino Uno בלוח האחורי באמצעות ברגים M3x15 ואומים M3. לאחר אותה מחסנית GRBL Shield ב- Arduino Uno עוקב אחר עם A4988 Stepper Drivers על GRBL Shield.

שלב 11: הרכבת החלק התחתון והפנל הקדמי

כדי להרכיב את הלוח התחתון והלוח הקדמי נזדקק לחלקים הבאים:

• לוח קדמי בחיתוך לייזר
• לוח תחתון מורכב עם אלקטרוניקה
• 6x ברגים M3x15
• 6x M3 אגוזים
• מחזיק כוס מודפס בתלת מימד

הכנס את הלוח התחתון בחריצים התחתונים של הלוח הקדמי ותקן אותו באמצעות ברגים M3x15 ואומים M3. לאחר מכן תקן את מחזיק הכוס המודפס בתלת -ממד במקומו בעזרת הברגים M3x15 והאומים M3.

שלב 12: הכנס את הצינורות למחזיק הצינור המודפס בתלת -ממד

כדי להרכיב את הלוח התחתון והלוח הקדמי נזדקק לחלקים הבאים:

• לוח אחורי מורכב לחלוטין
• מחזיק צינורות מודפס בתלת מימד

בשלב זה הכנס את כל ארבעת הצינורות לחורים של מחזיק הצינור המודפס בתלת מימד. ודא כי צינור כלשהו בולט מבעד למחזיק.

שלב 13: הרכיבו יחד את ארבעת הלוחות

כדי להרכיב את הלוח הקדמי, האחורי, העליון והתחתון נזדקק לחלקים הבאים:

• מכלול הלוח הקדמי והתחתון
• הרכבת לוח אחורי
• פאנל עליון
• רצועת לד מגניבה לבנה

כדי להרכיב את כל הלוחות הללו, ראשית יש לתקן את מחזיק הצינור בחלק העליון של מחזיק הכוס. לאחר מכן הדביקו את רצועות הלד בפנים התחתונות של הלוח העליון ואז הכניסו את הלוח העליון לחריצים של הלוח האחורי והפנימי.

שלב 14: הרכבת חוטי המנוע והלוחות הצדדיים

כדי להרכיב את חוטי המנוע ולוחות הצד נצטרך את החלקים הבאים:

• הרכיבו ארבעה לוחות
• 4x חוטי מנוע
• לוחות צד
• 24x ברגים M3x15
• 24x M3 אגוזים
• מפתח אלן M3

הכנס את החוטים לחריצי המנוע וסגור את שני לוחות הצד. ותקן את הלוחות באמצעות ברגים M3x15 ואומים M3.

שלב 15: חיווט

בצע את סכמטי לחיבור כל האלקטרוניקה באופן הבא:

תקן את שקע DC בחריץ הלוח האחורי וחבר את החוטים למסופי החשמל של מגן GRBL

לאחר מכן, חבר את חוטי המנוע במסופי מנהלי ההתקנים כדלקמן -

נהג X -Stepper (מגן GRBL) - חוט מנוע ציאן

נהג Y -Stepper (מגן GRBL) - חוט מנוע מג'נטה

נהג Z -Stepper (מגן GRBL) - חוט מנוע צהוב

נהג A -Stepper (מגן GRBL) - חוט מנוע מפתח

הערה: חבר מגשרים A-Step ו- A-Direction של מגן GRBL לסיכה 12 ולסיכה 13 בהתאמה. (המגשרים עבור A-Step ו- A-Direction זמינים מעל מסופי החשמל)

חבר את Bluetooth HC -05 במסופים הבאים -

GND (HC -05) - GND (מגן GRBL)

5V (HC -05) - 5V (מגן GRBL)

RX (HC -05) - TX (מגן GRBL)

TX (HC -05) - RX (מגן GRBL)

חבר את הזמזם במסופים הבאים -

-ve (באזר) - GND (מגן GRBL)

+ve (באזר) - סיכת CoolEn (מגן GRBL)

הערה: הפעל את המכונה עם ספק כוח של 12 וולט/10 אמפר לפחות

שלב 16: כיול המנועים

לאחר הפעלת המכונה, חבר את הארדואינו למחשב באמצעות כבל USB כדי להתקין את קושחת הכיול ל- Arduino Uno.

הורד את קוד הכיול המופיע להלן והעלה אותו ל- Arduino Uno ובצע את ההוראות הבאות לכיול כל שלבי המנועים.

לאחר העלאת הקוד, פתח צג טורי עם קצב שידור של 38400 ואפשר גם CR וגם NL.

עכשיו תן את הפקודה לכייל את משאבות המנוע:

הַתחָלָה

יש צורך בטיעון "משאבה לכיול" כדי לפקוד על הארדואינו שאליו המנוע יכייל ויכול לקחת ערכים:

C => עבור מנוע ציאן

M => עבור מנוע מג'נטה Y => עבור מנוע צהוב K => עבור מנוע מפתח

המתן עד שהמשאבה תעמיס את הצבע לצינור.

לאחר הטעינה, נקה את הבקבוק אם יש בו צבע כלשהו, הארדואינו יחכה עד שתשלח את פקודת האישור כדי להתחיל לכייל. שלח "כן" (ללא מרכאות) כדי להתחיל לכייל.

כעת המנוע ישאוב את הצבע לתוך הבקבוק אותו אנו הולכים למדוד באמצעות גליל מדידה.

ברגע שיש לנו את הערך הנמדד של הצבע שנשאב נוכל לברר את הצעדים ליחידה (מיליליטר) עבור המנוע הנבחר באמצעות נוסחה נתונה:

5000 (שלבי ברירת מחדל)

שלבים לכל ML = -------------------- ערך נמדד

כעת הכנס את הערך צעדים ליחידה (מיליליטר) לכל מנוע בקוד הראשי בקבועים הנתונים:

שורה 7) const float Cspu => מחזיק את הערך עבור צעדים ליחידת מנוע ציאן

שורה 8) const float Mspu => מחזיק את הערך עבור צעדים ליחידת קו מגנטה 9) const float Yspu => מחזיק את הערך עבור צעדים ליחידה של קו מנוע צהוב 10) const float Kspu => מחזיק את הערך עבור צעדים לכל יחידת מנוע מפתח

הערה: כל השלבים וההליכים לכיול תקין של המנועים יוצגו במהלך הכיול במסך הטורי

שלב 17:

שלב 18: קידוד

לאחר כיול המנועים, הגיע הזמן להוריד את הקוד הראשי ליצירת צבעים.

הורד את הקוד הראשי להלן והעלה אותו ל- Arduino Uno והשתמש בפקודות הזמינות לשימוש במכונה זו:

LOAD => משמש להעמסת פיגמנט הצבע לצינור הסיליקון.

CLEAN => משמש לפריקה של פיגמנט הצבע לצינור הסיליקון. SPEED => משמש לעדכון מהירות השאיבה של המכשיר. קח את ערך המספר השלם המייצג את סל"ד המנועים. ברירת המחדל מוגדרת 100 וניתן לעדכן אותה מ -100 ל -400. לוקח את ערך המספר השלם שמייצג את הערך האדום. לוקח את ערך המספר השלם שמייצג את הערך הירוק. לוקח את ערך המספר השלם שמייצג את הערך הכחול. לוקח את ערך המספר השלם המייצג את נפח הצבע הלבן.

הערה: לפני השימוש בקוד זה הקפד לעדכן את ערכי שלבי ברירת המחדל עבור כל מנוע מתוך קוד כיול

שלב 19: ואנחנו סיימנו

סוף סוף סיימת! כך צריך להיראות ולעבוד המוצר הסופי.

לחץ כאן כדי לראות אותו בפעולה

שלב 20: היקף עתידי

מכיוון שזהו אב הטיפוס הראשון שלי, שיצא הרבה יותר טוב ממה שציפיתי אך כן הוא דורש הרבה אופטימיזציה.

להלן כמה מהשדרוגים הבאים שאני מחפש את הגרסה הבאה של המכונה הזו -

• התנסות בדיו, צבעים, צבעים ופיגמנטים שונים.
• פיתוח אפליקציית Android שיכול לספק ממשק משתמש טוב יותר באמצעות Bluetooth שכבר התקנו.
• התקנה של צג ומקודד סיבוב שיכול להפוך אותו למכשיר עצמאי.
• יחפש כמה אפשרויות שאיבה טובות ואמינות יותר.
• התקנת Google Assistance שיכולה להפוך אותה ליותר קשובה וחכמה יותר.

שלב 21: אנא הצביעו

אם אתה אוהב את הפרויקט הזה, אנא הצביע בו לתחרות "המחבר בפעם הראשונה".

באמת מוערך מאוד! מקווה שנהנתם מהפרויקט!

סגנית אלופת צבעי תחרות הקשת