MESOMIX - Máy trộn sơn tự động: 21 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Bạn là một nhà thiết kế, một nghệ sĩ hay một người sáng tạo thích ném màu lên bức vẽ của mình, nhưng bạn thường gặp khó khăn khi tạo ra màu sắc mong muốn.

Vì vậy, hướng dẫn công nghệ nghệ thuật này sẽ biến cuộc đấu tranh đó thành không khí mỏng. Như thiết bị này, sử dụng các thành phần của kệ để tạo ra màu sắc mong muốn bằng cách tự động trộn đúng lượng bột màu CMYK (Lục lam-Đỏ tươi-Vàng-Đen), điều này sẽ giảm đáng kể thời gian dành cho việc pha trộn các màu hoặc tiền chi để mua các màu khác nhau chất màu. Và sẽ cung cấp cho bạn thêm thời gian để sáng tạo.

Hãy hy vọng bạn thích và hãy bắt đầu!

Bước 1: Cách thức hoạt động?

Về cơ bản, có hai mô hình lý thuyết màu sắc mà chúng ta cần xem xét cho dự án này.

1) Mô hình màu RGB

Mô hình màu RGB là mô hình màu cộng thêm trong đó ánh sáng đỏ, xanh lục và xanh lam được thêm vào với nhau theo nhiều cách khác nhau để tái tạo một mảng màu rộng. Mục đích chính của mô hình màu RGB là để cảm nhận, biểu diễn và hiển thị hình ảnh trong các hệ thống điện tử, chẳng hạn như TV và máy tính, mặc dù nó cũng đã được sử dụng trong nhiếp ảnh thông thường.

2) Mô hình màu CMYK

Mô hình màu CMYK (màu xử lý, bốn màu) là một mô hình màu trừ, được sử dụng trong máy in màu. CMYK đề cập đến bốn loại mực được sử dụng trong một số in màu: lục lam, đỏ tươi, vàng và chính (đen). Mô hình CMYK hoạt động bằng cách che một phần hoặc toàn bộ màu trên nền sáng hơn, thường là màu trắng. Mực làm giảm ánh sáng mà nếu không sẽ bị phản chiếu. Mô hình như vậy được gọi là loại trừ vì mực "trừ" độ sáng khỏi màu trắng.

Trong các mô hình màu phụ gia như RGB, màu trắng là sự kết hợp "phụ gia" của tất cả các đèn màu cơ bản, trong khi màu đen là không có ánh sáng. Trong mô hình CMYK thì ngược lại: màu trắng là màu tự nhiên của giấy hoặc nền khác, trong khi màu đen là kết quả của sự kết hợp đầy đủ các loại mực màu. Để tiết kiệm tiền mua mực và để tạo ra tông màu đen sâu hơn, các màu không bão hòa và tối được tạo ra bằng cách sử dụng mực đen thay vì sự kết hợp của lục lam, đỏ tươi và vàng.

Bước 2: Cơ chế

Như nó đã được đề cập trong "Làm thế nào nó hoạt động?" bước mà cả hai mô hình màu RGB và CMYK sẽ được sử dụng trong Máy này.

Vì vậy, chúng tôi sẽ sử dụng mô hình RGB để cung cấp mã màu RGB cho máy trong khi mô hình CMYK để tạo bóng râm bằng cách trộn các sắc tố CMYK trong đó thể tích của màu trắng sẽ không đổi và được thêm theo cách thủ công.

Vì vậy, để tìm ra quy trình tốt nhất có thể để chế tạo chiếc máy này, tôi đã phác thảo ra một sơ đồ dòng để làm rõ bức tranh lớn trong tâm trí của tôi.

Đây là kế hoạch mọi thứ sẽ diễn ra như thế nào:

• Các giá trị RGB và khối lượng của Màu trắng sẽ được gửi qua Màn hình nối tiếp.
• Sau đó, các giá trị RGB này sẽ được chuyển đổi thành phần trăm CMYK bằng cách sử dụng công thức chuyển đổi.

Các giá trị R, G, B được chia cho 255 để thay đổi phạm vi từ 0..255 thành 0..1:

R '= R / 255 G' = G / 255 B '= B / 255 Màu của phím đen (K) được tính từ các màu đỏ (R'), xanh lục (G ') và xanh lam (B'): K = 1-max (R ', G', B ') Màu lục lam (C) được tính từ các màu đỏ (R') và đen (K): C = (1-R'-K) / (1-K) Màu đỏ tươi (M) được tính từ màu xanh lục (G ') và màu đen (K): M = (1-G'-K) / (1-K) Màu vàng (Y) được tính từ màu xanh lam Màu (B ') và màu đen (K): Y = (1-B'-K) / (1-K)

• Kết quả là tôi nhận được các giá trị phần trăm CMYK của màu bắt buộc đó.
• Bây giờ, tất cả các giá trị phần trăm cần được chuyển đổi thành các khối lượng C, M, Y và K bằng cách nhân mỗi giá trị phần trăm với Khối lượng của Màu trắng.

C (mL) = C (%) * Thể tích Màu trắng (x mL)

M (mL) = M (%) * Thể tích Màu trắng (x mL) Y (mL) = Y (%) * Thể tích Màu trắng (x mL) K (mL) = K (%) * Thể tích Màu trắng (x mL)

Sau đó, các khối lượng C, M, Y và K này sẽ được nhân với Số bước trên mỗi vòng quay của Động cơ tương ứng

Các bước cần thiết để bơm Màu = Màu (mL) * Các bước / Rev của động cơ tương ứng

Và đó là nó, bằng cách sử dụng này, mỗi màu sẽ được bơm để tạo thành một hỗn hợp các màu sẽ được trộn với khối lượng chính xác của màu Trắng để tạo thành bóng mong muốn.

Bước 3: Thiết kế

Tôi quyết định thiết kế nó trong SolidWorks khi tôi đang làm việc trên nó từ 2 năm trước và áp dụng tất cả các kỹ năng thiết kế, sản xuất trừ và chế tạo phụ gia của tôi trong giai đoạn thiết kế trong khi vẫn lưu ý tất cả các thông số bao gồm sử dụng các thành phần tự chế, nhỏ gọn và thiết kế thân thiện với máy tính để bàn, chính xác nhưng nhanh chóng và tiết kiệm chi phí.

Sau vài lần lặp lại, tôi đã đưa ra thiết kế này đáp ứng mọi yêu cầu của tôi và tôi khá hài lòng với kết quả.

Bước 4: Chúng ta cần gì?

Linh kiện điện tử:

• 1x Arduino Uno
• 1x Tấm chắn GRBL
• Trình điều khiển bước 4x A4988
• 1x giắc cắm DC
• Công tắc Rocker 1x 13cmx9cm
• 4x Nema 17
• Dải đèn LED RGB 2x 15cm
• 1x Buzzer
• 1x HC-05 Bluetooth

Các thành phần phần cứng:

• Vòng bi 24x 624zz
• Ống silicone dài 4x 50cm (đường kính ngoài 6mm và đường kính trong 4mm)
• Xylanh đo 1x 100mL
• Loa 5x 100mL
• 30x M3x15 bu lông
• 30x M3 Nuts
• 12x Chốt M4x20
• 16x M4x25 bu lông
• 30x M4 Nuts
• và một số vòng đệm M3 và M4

Công cụ:

• Máy cắt laser
• máy in 3D
• Allen Keys
• Kìm
• Cái vặn vít
• Sắt hàn
• Súng bắn keo

Bước 5: Cắt Laser

Ban đầu, tôi thiết kế khung được làm bằng ván ép nhưng nhận ra rằng MDF 6mm cũng sẽ hoạt động cho máy này nhưng vấn đề duy nhất với MDF là nó dễ bị ẩm và có nhiều khả năng mực hoặc bột màu có thể bị đổ trên bảng điều khiển.

Để giải quyết vấn đề này, tôi đã sử dụng một tấm Vinyl màu đen, chỉ thêm một vài đô la trong tổng chi phí nhưng cung cấp một lớp hoàn thiện mờ tuyệt vời cho máy.

Sau đó, tôi đã chuẩn bị sẵn sàng để cắt các tấm của mình bằng máy laze.

Tôi đang đính kèm các tệp bên dưới và đã xóa biểu trưng đó khỏi tệp để bạn có thể thêm biểu trưng của mình một cách dễ dàng:)

Bước 6: In 3D

Tôi đã xem qua nhiều loại máy bơm khác nhau và sau rất nhiều nghiên cứu, tôi thấy rằng máy bơm nhu động hoàn toàn phù hợp với yêu cầu của tôi.

Nhưng hầu hết chúng trên mạng là máy bơm có động cơ DC không chính xác lắm và có thể gây ra một số vấn đề khi điều khiển chúng, mặt khác, một số máy bơm có động cơ Stepper, nhưng giá thành của chúng khá cao.

Vì vậy, tôi quyết định sử dụng máy bơm nhu động in 3D sử dụng Mô tơ Nema 17 và thật may mắn, tôi đã tìm thấy một liên kết trên Thingiverse nơi SILISAND đã thực hiện một bản phối lại của RALF’s Peristaltic Pump. (Đặc biệt cảm ơn SILISAND và RALF vì thiết kế của họ đã giúp tôi rất nhiều.)

Vì vậy, tôi đã sử dụng Máy bơm nhu động này cho dự án của mình để giảm đáng kể chi phí.

Nhưng sau khi in và kiểm tra tất cả các phần tôi nhận ra rằng chúng không hoàn toàn hoàn hảo cho ứng dụng này. Sau đó, tôi chỉnh sửa Ống áp suất bằng cách tăng độ cong của nó để nó có thể tạo áp lực nhiều hơn lên ống và cũng chỉnh sửa đầu gắn Giá đỡ để tạo thêm độ bám vào trục của động cơ.

Cài đặt Máy in 3D của tôi:

• Vật liệu (PLA)
• Chiều cao lớp (0,2mm)
• Độ dày vỏ (1,2mm)
• Mật độ lấp đầy (30%)
• Tốc độ in (50mm / s)
• Nhiệt độ vòi phun (210 ° C)
• Loại hỗ trợ (Mọi nơi)
• Loại kết dính nền tảng (Không có)

Bạn có thể tải xuống tất cả các tệp được sử dụng trong dự án này -

Bước 7: Giá đỡ vòng bi

Để lắp ráp ổ trục, chúng ta sẽ cần các bộ phận sau:

• 1x Đáy vòng bi in 3D
• 1x Đầu gắn vòng bi in 3D
• Vòng bi 6x 624zz
• 3x M4x20 bu lông
• 3x M4 Nuts
• 3x M4 Spacers
• Khóa M4 Allen

Như được mô tả trong hình ảnh, hãy lắp tất cả ba Bu lông M4x20 vào Đỉnh gắn vòng bi in 3D, sau đó lắp một vòng đệm M4 vào sau với hai vòng bi 624zz và một vòng đệm khác vào mỗi bu lông. Sau đó lắp đai ốc M4 vào Đáy của Giá đỡ Bạc đạn in 3D, siết chặt các bu lông bằng cách đặt Giá đỡ Đáy.

Thực hiện theo quy trình tương tự để tạo ba giá đỡ ổ trục khác.

Bước 8: Chuẩn bị mặt sau

Để lắp ráp mặt sau, chúng ta sẽ cần các bộ phận sau:

• Mặt sau được cắt bằng laser
• Đế máy bơm in 3D 4x
• 16x M4 Nuts
• 8x M3x16 bu lông
• Vòng đệm 8x M3
• Động cơ bước 4x Nema 17
• Khóa Allen M3

Để chuẩn bị mặt sau, hãy lấy Đế máy bơm in 3D và lắp Hạt M4 vào các khe ở mặt sau của Đế máy bơm như thể hiện trong hình ảnh. Chuẩn bị ba đế bơm khác tương tự.

Bây giờ căn chỉnh Động cơ bước Nema 17 với các khe trên bảng điều khiển phía sau từ mặt sau và lắp Đế máy bơm bằng cách sử dụng Bu lông M3x15 và máy giặt. Và Lắp ráp tất cả các động cơ và đế máy bơm bằng cách sử dụng cùng một quy trình.

Bước 9: Lắp ráp tất cả các máy bơm trên bảng điều khiển phía sau

Để lắp ráp tất cả các máy bơm, chúng tôi sẽ cần các bộ phận sau:

• Động cơ và đế máy bơm được lắp ráp Mặt sau
• 4x Giá đỡ vòng bi
• Tấm áp lực ống in 3D 4x
• 4x Đầu bơm in 3D
• Ống silicon 4x 50cm (6mm OD và 4mm ID)
• 16x M4x25 bu lông

Chèn tất cả các giá đỡ ổ trục trên trục động cơ. Sau đó, đặt ống silicon xung quanh các giá đỡ ổ trục trong khi ép nó bằng tấm áp suất ống in 3D. Và đóng máy bơm bằng cách sử dụng Đầu bơm in 3d với Bu lông M4x25.

Bước 10: Chuẩn bị bảng điều khiển dưới cùng

Để lắp ráp bảng điều khiển dưới cùng, chúng tôi sẽ cần các bộ phận sau:

• Bảng điều khiển phía dưới được cắt bằng laser
• 1x Arduino Uno
• 1x Tấm chắn GRBL
• Trình điều khiển bước 4x A4988
• 4x M3x15 Bolt
• Đai ốc 4x M3
• Khóa Allen M3

Gắn Arduino Uno trên Bảng điều khiển phía sau bằng cách sử dụng Bu lông M3x15 và Đai ốc M3. Sau đó ngăn xếp GRBL Shield trên Arduino Uno theo sau với Trình điều khiển bước A4988 trên GRBL Shield.

Bước 11: Lắp ráp bảng điều khiển phía dưới và phía trước

Để lắp ráp mặt dưới và mặt trước, chúng ta sẽ cần các bộ phận sau:

• Bảng điều khiển phía trước được cắt bằng laser
• Bảng điều khiển phía dưới được lắp ráp bằng Điện tử
• 6x M3x15 bu lông
• 6x M3 Nuts
• Giá đỡ loa in 3D

Chèn Bảng điều khiển dưới cùng vào các khe dưới của Bảng điều khiển phía trước và cố định nó bằng cách sử dụng Bu lông M3x15 và Đai ốc M3. Sau đó, cố định Giá đỡ Loa in 3D bằng cách sử dụng Bu lông M3x15 và Đai ốc M3.

Bước 12: Chèn các ống vào Giá đỡ ống in 3D

Để lắp ráp mặt dưới và mặt trước, chúng ta sẽ cần các bộ phận sau:

• Mặt sau được lắp ráp hoàn chỉnh
• Giá đỡ ống in 3D

Trong bước này, hãy chèn tất cả bốn ống vào các lỗ của giá đỡ Ống in 3D. Và đảm bảo rằng một số ống nhô ra qua giá đỡ.

Bước 13: Lắp ráp bốn tấm lại với nhau

Để lắp ráp mặt trước, mặt sau, mặt trên và mặt dưới, chúng ta sẽ cần các bộ phận sau:

• Lắp ráp bảng điều khiển phía trước và phía dưới
• Hội đồng quản trị phía sau
• Bảng điều khiển trên cùng
• Dải đèn Led trắng mát

Để lắp ráp tất cả các tấm này, trước tiên hãy cố định Giá đỡ ống trên đầu giá đỡ cốc. Sau đó, Dán các Dải LED vào mặt dưới của bảng trên cùng rồi chèn bảng trên cùng vào các khe của mặt sau và mặt trước.

Bước 14: Lắp ráp dây động cơ và bảng điều khiển bên

Để lắp ráp dây Động cơ và Bảng điều khiển bên, chúng ta sẽ cần các bộ phận sau:

• Lắp ráp bốn tấm
• 4x động cơ dây
• Mặt bên
• 24x M3x15 Bu lông
• 24x M3 Nuts
• Khóa M3 Allen

Chèn dây vào các khe của Động cơ và đóng cả hai mặt bên. Và cố định các tấm bằng cách sử dụng Bulong M3x15 và Đai ốc M3.

Bước 15: Đấu dây

Làm theo sơ đồ để nối dây tất cả các thiết bị điện tử theo cách sau:

Cố định Giắc cắm DC vào khe của mặt sau và kết nối dây với các đầu nối nguồn của GRBL Shield

Sau đó, cắm dây của động cơ vào các đầu nối của Trình điều khiển bước như sau:

Trình điều khiển X-Stepper (GRBL Shield) - Dây động cơ màu lục lam

Trình điều khiển Y-Stepper (Tấm chắn GRBL) - Dây động cơ màu đỏ tươi

Trình điều khiển Z-Stepper (Tấm chắn GRBL) - Dây động cơ màu vàng

Trình điều khiển A-Stepper (Tấm chắn GRBL) - Dây động cơ chính

Lưu ý: Kết nối Cầu nhảy A-Step và A-Direction của GRBL Shield với chân 12 và chân 13 tương ứng. (Các jumper cho A-Step và A-Direction có sẵn phía trên các đầu nối nguồn)

Kết nối Bluetooth HC-05 trong các thiết bị đầu cuối sau -

GND (HC-05) - GND (Lá chắn GRBL)

5V (HC-05) - 5V (Tấm chắn GRBL)

RX (HC-05) - TX (Tấm chắn GRBL)

TX (HC-05) - RX (Tấm chắn GRBL)

Kết nối Buzzer trong các thiết bị đầu cuối sau:

-ve (Buzzer) - GND (GRBL Shield)

+ ve (Buzzer) - Pin CoolEn (Tấm chắn GRBL)

Lưu ý: Cấp nguồn cho máy này bằng Nguồn điện ít nhất 12V / 10Amp

Bước 16: Hiệu chỉnh động cơ

Sau khi Cấp nguồn cho Máy, Kết nối Arduino với Máy tính qua cáp USB để cài đặt chương trình cơ sở hiệu chỉnh cho Arduino Uno.

Tải xuống Mã hiệu chuẩn được cung cấp bên dưới và tải nó lên Arduino Uno và thực hiện các hướng dẫn sau để hiệu chỉnh tất cả các bước của động cơ.

Sau khi tải mã lên, hãy mở màn hình nối tiếp với tốc độ truyền là 38400 và bật cả CR và NL.

Bây giờ đưa ra lệnh để hiệu chỉnh máy bơm động cơ:

BẮT ĐẦU

Đối số "Pump to Calibrate" là cần thiết để ra lệnh cho Arduino tới động cơ nào để hiệu chỉnh và có thể nhận các giá trị:

C => Đối với động cơ màu lục lam

M => Đối với động cơ màu đỏ tươi Y => Đối với động cơ màu vàng K => Đối với động cơ chính

Chờ máy bơm nạp màu vào ống.

Sau khi tải, hãy làm sạch bình nếu có màu sắc dính vào đó, Arduino sẽ đợi cho đến khi bạn gửi lệnh xác nhận để bắt đầu hiệu chỉnh. Gửi "Có" (không có dấu ngoặc kép) để bắt đầu hiệu chỉnh.

Bây giờ động cơ sẽ bơm màu vào bình mà chúng ta sẽ đo bằng ống đong.

Khi chúng tôi có giá trị đo được của màu được bơm, chúng tôi có thể tìm ra Số bước trên đơn vị (ml) cho động cơ đã chọn bằng cách sử dụng công thức đã cho:

5000 (Các bước mặc định)

Số bước trên mỗi ML = -------------------- Giá trị đo được

Bây giờ hãy đặt giá trị Số bước trên Đơn vị (ml) cho mỗi động cơ trong mã chính trong các hằng số nhất định:

dòng 7) const float Cspu => Giữ giá trị cho các bước trên mỗi đơn vị động cơ màu lục lam

dòng 8) const float Mspu => Giữ giá trị cho Số bước trên mỗi Đơn vị của dòng Động cơ màu đỏ 9) const float Yspu => Giữ giá trị cho Số bước trên mỗi đơn vị của dòng Động cơ màu vàng 10) const float Kspu => Giữ giá trị cho Số bước trên mỗi Đơn vị của động cơ chính

LƯU Ý: Tất cả các bước và quy trình để hiệu chuẩn đúng động cơ sẽ được hiển thị trong quá trình hiệu chuẩn trong màn hình nối tiếp

Bước 17:

Bước 18: Mã hóa

Sau khi Hiệu chỉnh động cơ, đã đến lúc tải xuống mã chính để tạo màu.

Tải xuống Mã chính được cung cấp bên dưới và tải nó lên Arduino Uno và sử dụng các lệnh có sẵn để sử dụng máy này:

LOAD => Dùng để nạp sắc tố màu vào ống silicon.

CLEAN => Dùng để dỡ sắc tố màu vào trong ống silicon. SPEED => Dùng để cập nhật tốc độ bơm của thiết bị. lấy giá trị nguyên đại diện cho RPM của động cơ. Mặc định là 100 và có thể cập nhật từ 100 lên 400. PUMP => Dùng để ra lệnh cho thiết bị tạo màu mong muốn. lấy giá trị nguyên đại diện cho giá trị Red. lấy giá trị nguyên đại diện cho giá trị Green. lấy giá trị nguyên đại diện cho giá trị Blue. lấy giá trị nguyên đại diện cho thể tích của màu trắng.

LƯU Ý: Trước khi sử dụng mã này, hãy đảm bảo cập nhật giá trị của các bước mặc định cho mỗi động cơ từ mã hiệu chuẩn

Bước 19: Và chúng ta đã HOÀN THÀNH !

Cuối cùng thì bạn cũng đã hoàn thành! Đây là cách sản phẩm cuối cùng trông và hoạt động như thế nào.

Bấm vào đây để xem nó hoạt động

Bước 20: Phạm vi trong tương lai

Vì đây là nguyên mẫu đầu tiên của tôi, nó tốt hơn nhiều so với những gì tôi mong đợi nhưng có, nó đòi hỏi rất nhiều sự tối ưu hóa.

Đây là một số nâng cấp sau mà tôi đang tìm kiếm phiên bản tiếp theo của chiếc máy này -

• Thử nghiệm với các loại mực, màu, sơn và bột màu khác nhau.
• Phát triển một Ứng dụng Android có thể cung cấp giao diện người dùng tốt hơn bằng cách sử dụng Bluetooth mà chúng tôi đã cài đặt.
• Lắp đặt Màn hình và Bộ mã hóa quay có thể làm cho nó trở thành một thiết bị độc lập.
• Sẽ tìm kiếm một số tùy chọn bơm tốt hơn và đáng tin cậy.
• Cài đặt Google Assistance có thể làm cho nó phản hồi nhanh hơn và thông minh hơn.

Bước 21: HÃY VOTE

Nếu bạn thích dự án này, hãy bình chọn nó cho Cuộc thi "Tác giả lần đầu tiên".

Thực sự đánh giá cao! Hy vọng các bạn thích dự án!

Á quân cuộc thi Sắc màu cầu vồng