MESOMIX - دستگاه رنگ آمیزی خودکار: 21 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

آیا شما یک طراح ، هنرمند یا یک فرد خلاق هستید که عاشق پرتاب رنگ روی بوم شما هستند ، اما اغلب هنگام ایجاد سایه دلخواه با مشکل مواجه می شوید.

بنابراین ، این دستورالعمل فن آوری هنری این مبارزه را در هوا از بین می برد. به عنوان این دستگاه ، از اجزای قفسه استفاده می کند تا با مخلوط کردن مقدار مناسب رنگدانه های CMYK (فیروزه ای-زرد-زرد-مشکی) بطور خودکار سایه دلخواه را ایجاد کند ، که زمان صرف مخلوط کردن رنگها یا هزینه های خرید مختلف را به شدت کاهش می دهد. رنگدانه ها و این زمان اضافی را برای خلاقیت خود در اختیار شما قرار می دهد.

بیایید امیدواریم لذت ببرید و بیایید شروع کنیم!

مرحله 1: چگونه کار می کند؟

اساساً دو مدل از نظریه رنگ وجود دارد که ما باید برای این پروژه در نظر بگیریم.

1) مدل رنگ RGB

مدل رنگی RGB یک مدل رنگ افزودنی است که در آن نور قرمز ، سبز و آبی به روش های مختلف به هم اضافه می شوند تا طیف وسیعی از رنگ ها را تولید کنند. هدف اصلی مدل رنگی RGB سنجش ، نمایش و نمایش تصاویر در سیستم های الکترونیکی مانند تلویزیون و رایانه است ، اگرچه در عکاسی معمولی نیز استفاده شده است.

2) مدل رنگ CMYK

مدل رنگی CMYK (رنگ فرایند ، چهار رنگ) یک مدل رنگی تفریحی است که در چاپگرهای رنگی استفاده می شود. CMYK به چهار جوهر مورد استفاده در چاپ رنگی اشاره می کند: فیروزه ای ، سرخابی ، زرد و کلیدی (سیاه). مدل CMYK با پوشاندن جزئی یا کامل رنگها در زمینه روشن تر ، معمولاً سفید ، کار می کند. جوهر نوری را که در غیر این صورت منعکس می شود کاهش می دهد. چنین مدلی را تفریحی می نامند زیرا جوهرها روشنایی را از رنگ سفید کم می کنند.

در مدلهای رنگی افزودنی مانند RGB ، سفید ترکیب "افزودنی" همه چراغهای رنگی اصلی است ، در حالی که رنگ مشکی عدم وجود نور است. در مدل CMYK برعکس است: سفید رنگ طبیعی کاغذ یا زمینه دیگری است ، در حالی که رنگ سیاه از ترکیب کامل جوهرهای رنگی حاصل می شود. برای صرفه جویی در هزینه جوهر و تولید رنگ های سیاه عمیق تر ، رنگ های غیر اشباع و تیره با استفاده از جوهر سیاه به جای ترکیب فیروزه ای ، سرخابی و زرد تولید می شوند.

مرحله 2: مکانیسم

همانطور که در بخش "چگونه کار می کند؟" ذکر شده است. گامی که از هر دو مدل رنگی RGB و CMYK در این دستگاه استفاده می شود.

بنابراین ، ما از مدل RGB برای تغذیه کد رنگ RGB به دستگاه استفاده می کنیم ، در حالی که مدل CMYK برای ایجاد سایه با مخلوط رنگدانه های CMYK که حجم رنگ سفید در آنها ثابت است و به صورت دستی اضافه می شود ، استفاده می کنیم.

بنابراین ، برای یافتن بهترین روش ممکن برای ساخت این دستگاه ، یک نمودار جریان را ترسیم کردم تا تصویر بزرگ در ذهنم روشن شود.

در اینجا برنامه ای وجود دارد که اوضاع چگونه پیش خواهد رفت:

• مقادیر RGB و حجم رنگ سفید از طریق Serial Monitor ارسال می شود.
• سپس این مقادیر RGB با استفاده از فرمول تبدیل به درصد CMYK تبدیل می شوند.

مقادیر R ، G ، B بر 255 تقسیم می شوند تا محدوده را از 0..255 به 0..1 تغییر دهند:

R '= R/255 G' = G/255 B '= B/255 رنگ کلید سیاه (K) از رنگهای قرمز (R') ، سبز (G ') و آبی (B') محاسبه می شود: K = 1-max (R '، G'، B ') رنگ فیروزه ای (C) از رنگ های قرمز (R') و سیاه (K) محاسبه می شود: C = (1-R'-K) / (1-K) رنگ سرخابی (M) از رنگهای سبز (G ') و سیاه (K) محاسبه می شود: M = (1-G'-K) / (1-K) رنگ زرد (Y) از آبی محاسبه می شود (B ') و سیاه (K) رنگ: Y = (1-B'-K) / (1-K)

• در نتیجه ، مقدار CMYK رنگ مورد نیاز را دریافت کردم.
• در حال حاضر لازم است همه مقادیر درصد را با ضرب هر مقدار درصد با حجم رنگ سفید به حجم C ، M ، Y و K تبدیل کنید.

C (میلی لیتر) = C (٪) * حجم رنگ سفید (میلی لیتر)

M (mL) = M (٪) * حجم رنگ سفید (x میلی لیتر) Y (میلی لیتر) = Y (٪) * حجم رنگ سفید (x میلی لیتر) K (میلی لیتر) = K (٪) * حجم رنگ سفید (x میلی لیتر)

سپس این حجم های C ، M ، Y و K در مراحل در هر دور موتور مربوطه ضرب می شود

مراحل لازم برای پمپاژ رنگ = رنگ (میلی لیتر) * مراحل/دور موتور مربوطه

و تمام ، با استفاده از این رنگ ، هر رنگ پمپاژ می شود و ترکیبی از رنگ ها را ایجاد می کند که با حجم دقیق رنگ سفید مخلوط می شود و سایه دلخواه را تشکیل می دهد.

مرحله 3: طراحی

من تصمیم گرفتم که آن را در SolidWorks طراحی کنم زیرا از 2 سال گذشته روی آن کار می کنم و تمام مهارتهای طراحی ، تولید تفریحی و تولید مواد افزودنی خود را در مرحله طراحی به کار بردم و تمام پارامترها را در نظر داشتم که شامل استفاده از اجزای خود ، جمع و جور است. و طراحی دوستانه رومیزی ، دقیق و در عین حال سریع و مقرون به صرفه.

پس از چند بار تکرار ، من به این طرح رسیدم که تمام نیازهای من را برآورده می کند و از نتایج کاملاً راضی هستم.

مرحله 4: آنچه ما نیاز داریم؟

قطعات الکترونیکی:

• 1 برابر آردوینو اونو
• 1x GRBL Shield
• درایور استپر 4x A4988
• 1 جک DC
• سوئیچ راکر 1x 13cmx9cm
• 4x نما 17
• نوار LED 2x 15cm RGB
• زنگ 1 برابر
• 1 عدد بلوتوث HC-05

اجزای سخت افزاری:

• بلبرینگ 24x624zz
• لوله سیلیکونی 4x50cm بلند (6 میلی متر قطر خارجی و 4 میلی متر قطر داخلی)
• سیلندر اندازه گیری 1x 100 میلی لیتر
• لیوان 5x100 میلی لیتری
• پیچ و مهره 30x M3x15
• 30 برابر آجیل M3
• پیچ و مهره 12x M4x20
• پیچ و مهره 16x M4x25
• 30 برابر آجیل M4
• و برخی از واشرهای M3 و M4

ابزارها:

• دستگاه برش لیزری
• پرینتر سه بعدی
• آلن کلید
• پلان
• پیچ گوشتی
• آهن لحیم کاری
• تفنگ چسب

مرحله 5: برش لیزری

در ابتدا ، من قاب را از تخته سه لا طراحی کردم ، اما متوجه شدم که MDF 6 میلی متری نیز برای این دستگاه کار می کند ، اما تنها مشکل MDF این است که مستعد رطوبت است و احتمال زیادی وجود دارد که جوهر یا رنگدانه ها ریخته شوند. روی تابلوها

برای حل این مشکل از ورق وینیل مشکی استفاده کردم که تنها چند دلار در کل هزینه می افزاید اما جلوه مات خوبی به دستگاه می بخشد.

پس از این ، من آماده بودم تا پانل هایم را از طریق دستگاه لیزر برش دهم.

من فایلهای زیر را ضمیمه می کنم و قبلاً آن لوگو را از فایل حذف کرده ام تا بتوانید به راحتی لوگوی خود را اضافه کنید:)

مرحله 6: چاپ سه بعدی

انواع مختلفی از پمپ ها را پشت سر گذاشتم و پس از تحقیقات زیاد ، متوجه شدم که پمپ های پریستالتیک کاملاً با نیازهای من مطابقت دارد.

اما بیشتر آنها در اینترنت پمپ هایی با موتور DC هستند که چندان دقیق نیستند و هنگام کنترل آنها می توانند مشکلاتی را ایجاد کنند ، از طرف دیگر ، برخی از پمپ ها با استپر موتور وجود دارد ، اما هزینه آنها بسیار بالا است.

بنابراین ، من تصمیم گرفتم با یک پمپ پرستالتیک پرینت سه بعدی که از موتور Nema 17 استفاده می کند ، استفاده کنم و خوشبختانه از طریق پیوندی در Thingiverse به آنجا آمدم که در آن SILISAND یک ریمیکس از پمپ پرستالتیک RALF ساخت. (تشکر ویژه از SILISAND و RALF برای طراحی آنها که به من کمک زیادی کرد.)

بنابراین ، من از این پمپ پریستالتیک برای پروژه خود استفاده کردم که هزینه را به شدت کاهش داد.

اما پس از چاپ و آزمایش تمام قطعات متوجه شدم که برای این برنامه کاملاً مناسب نیستند. سپس لوله فشار شلنگ را با افزایش انحنای آن ویرایش کردم تا بتواند فشار بیشتری به شیلنگ وارد کند و همچنین قسمت بالایی براکت Bracket را ویرایش کردم تا چسبندگی بیشتری روی شفت موتور ایجاد شود.

تنظیمات چاپگر سه بعدی من:

• مواد (PLA)
• ارتفاع لایه (0.2 میلی متر)
• ضخامت پوسته (1.2 میلی متر)
• تراکم پر (30)
• سرعت چاپ (50 میلی متر بر ثانیه)
• دمای نازل (210 درجه سانتی گراد)
• نوع پشتیبانی (همه جا)
• نوع چسبندگی بستر (هیچ)

می توانید تمام فایل های مورد استفاده در این پروژه را بارگیری کنید -

مرحله 7: کوه بلبرینگ

برای مونتاژ پایه بلبرینگ به قطعات زیر نیاز داریم:

• 1x بلبرینگ چاپ سه بعدی در پایین
• 1x چاپ بلبرینگ سه بعدی بالا
• بلبرینگ 6x 624zz
• پیچ و مهره 3x 3x M4x20
• آجیل 3 برابر M4
• فاصله دهنده 3x3 M4
• M4 کلید آلن

همانطور که در تصاویر توضیح داده شده است ، هر سه پیچ M4x20 را در سه پایه بلبرینگ پرینت سه بعدی وارد کنید ، پس از آن یک واشر M4 با دو یاتاقان 624zz و یک واشر دیگر در هر پیچ قرار دهید. سپس مهره های M4 را در قسمت سه بعدی بلبرینگ نصب کنید ، پیچ ها را با قرار دادن پایه پایین محکم کنید.

برای ساخت سه پایه یاتاقان دیگر ، همین روش را دنبال کنید.

مرحله 8: آماده سازی پنل پشت

برای مونتاژ پنل پشتی به قطعات زیر نیاز داریم:

• پنل پشتی برش خورده لیزری
• 4 برابر پایه پمپ سه بعدی چاپ شده
• 16 برابر آجیل M4
• 8 پیچ M3x16 پیچ و مهره
• واشر 8x M3
• استپر موتور 4 نما Nema 17
• M3 کلید آلن

برای آماده سازی پنل پشتی ، پایه پمپ سه بعدی را برداشته و مهره های M4 را همانطور که در تصاویر نشان داده شده است در شکاف های پشت پمپ پایه قرار دهید. سه پایه پمپ دیگر را به طور مشابه آماده کنید.

حالا Nema 17 Stepper Motor را با شکافهای پشت پنل پشتی تراز کرده و پایه پمپ را با استفاده از پیچ M3x15 و یک واشر نصب کنید. و همه موتورها و پایه پمپ را با استفاده از همان روش مونتاژ کنید.

مرحله 9: مونتاژ تمام پمپ ها در پنل پشتی

برای جمع آوری تمام پمپ ها به قطعات زیر نیاز داریم:

• موتورها و پمپ پایه مونتاژ پنل پشتی
• 4 برابر بلبرینگ
• 4x صفحه فشار شلنگ چاپ سه بعدی
• 4x پمپ چاپ سه بعدی بالا
• لوله سیلیکونی 4 * 50 سانتی متر (6 میلی متر OD و 4 میلی متر شناسه)
• پیچ و مهره 16x M4x25

تمام پایه های یاتاقان را روی محورهای موتور قرار دهید. سپس لوله سیلیکون را در اطراف پایه های بلبرینگ قرار دهید و آن را با صفحه فشار شلنگ چاپ سه بعدی فشار دهید. و با استفاده از پمپ سه بعدی چاپ شده با پیچ و مهره M4x25 پمپ را ببندید.

مرحله 10: Bottom Panel را آماده کنید

برای مونتاژ پانل پایین به قطعات زیر نیاز داریم:

• پانل پایین برش لیزری
• 1 برابر آردوینو اونو
• 1x GRBL Shield
• درایور استپر 4x A4988
• 4 برابر پیچ M3x15
• 4 برابر M3 مهره
• M3 کلید آلن

Mount Arduino Uno در پشت پنل با استفاده از پیچ و مهره M3x15 و مهره M3. پس از آن GRBL Shield را روی Arduino Uno با A4988 Stepper Drivers در GRBL Shield دنبال کنید.

مرحله 11: پایین و جلو را جمع کنید

برای مونتاژ پانل پایین و جلویی به قطعات زیر نیاز داریم:

• پنل جلویی برش لیزری
• پانل پایین با الکترونیک مونتاژ شده است
• 6 پیچ M3x15 پیچ و مهره
• 6 برابر آجیل M3
• نگهدارنده لیوان چاپ سه بعدی

پنل پایینی را در شکاف های پایینی پنل جلویی وارد کرده و با استفاده از پیچ و مهره M3x15 و مهره M3 آن را تعمیر کنید. سپس با استفاده از پیچ و مهره های M3x15 و مهره های M3 نگهدارنده لیوان پرینت سه بعدی را در محل خود ثابت کنید.

مرحله 12: لوله ها را در نگهدارنده لوله چاپ سه بعدی وارد کنید

برای مونتاژ پانل پایین و جلویی به قطعات زیر نیاز داریم:

• پنل پشتی کاملاً مونتاژ شده
• نگهدارنده لوله چاپ سه بعدی

در این مرحله ، هر چهار لوله را در سوراخ های نگهدارنده لوله چاپ سه بعدی وارد کنید. و مطمئن شوید که مقداری لوله از طریق نگهدارنده بیرون زده است.

مرحله 13: چهار پانل را با هم جمع کنید

برای مونتاژ پنل جلو ، عقب ، بالا و پایین به قطعات زیر نیاز داریم:

• مونتاژ پنل جلو و پایین
• مونتاژ پنل پشتی
• پنل بالایی
• نوار سفید سرد سرد

برای مونتاژ همه این پانل ها ، ابتدا Tube Holder را در بالای نگهدارنده لیوان ثابت کنید. سپس نوارهای LED را در قسمت زیرین پنل بالا بچسبانید و سپس پنل بالایی را در شکاف پنل پشتی و جلویی وارد کنید.

مرحله 14: سیم های موتور و پانل های جانبی را جمع کنید

برای مونتاژ سیم های موتور و پانل های جانبی به قطعات زیر نیاز داریم:

• چهار پنل مونتاژ شده است
• 4 برابر سیم موتور
• تابلوهای جانبی
• پیچ و مهره 24x M3x15
• آجیل 24x M3
• M3 کلید آلن

سیمها را در شکافهای موتور قرار دهید و هر دو صفحه جانبی را ببندید. و پانل ها را با استفاده از پیچ و مهره M3x15 و مهره M3 تعمیر کنید.

مرحله 15: سیم کشی

برای سیم کشی تمام قطعات الکترونیکی به روش زیر ، شماتیک را دنبال کنید:

جک DC را در شکاف پنل پشتی ثابت کرده و سیم ها را به پایانه های برق GRBL Shield وصل کنید

سپس سیم های موتور را به ترمینال های Stepper Drivers وصل کنید -

درایور X -Stepper (GRBL Shield) - سیم سیان موتور

Y -Stepper Driver (GRBL Shield) - سیم موتور Magenta

راننده Z -Stepper (GRBL Shield) - سیم موتور زرد

A -Stepper Driver (GRBL Shield) - سیم موتور کلید

توجه: A-Step و A-Direction Jumpers GRBL Shield را به ترتیب به پین 12 و پین 13 وصل کنید. (جامپرهای A-Step و A-Direction در بالای پایانه های برق موجود هستند)

بلوتوث HC -05 را در پایانه های زیر وصل کنید -

GND (HC -05) - GND (سپر GRBL)

5V (HC -05) - 5V (سپر GRBL)

RX (HC -05) - TX (سپر GRBL)

TX (HC -05) - RX (سپر GRBL)

زنگ را در پایانه های زیر وصل کنید -

-ve (Buzzer) - GND (GRBL Shield)

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

توجه: این دستگاه را با منبع تغذیه حداقل 12 ولت/10 آمپر تغذیه کنید

مرحله 16: کالیبراسیون موتورها

پس از روشن شدن دستگاه ، Arduino را از طریق کابل USB به رایانه وصل کنید تا سیستم عامل کالیبراسیون را روی Arduino Uno نصب کنید.

کد کالیبراسیون زیر را بارگیری کرده و آن را در Arduino Uno بارگذاری کنید و دستورالعمل های زیر را برای کالیبراسیون تمام مراحل موتور انجام دهید.

پس از بارگذاری کد ، مانیتور سریال را با نرخ baud 38400 باز کنید و CR و NL را فعال کنید.

حالا دستور کالیبراسیون موتور پمپ ها را بدهید:

استارت

استدلال "Pump to Calibrate" برای فرمان دهی به آردوینو که موتور آن را کالیبره می کند و می تواند مقادیر را دریافت کند ، مورد نیاز است:

C => برای موتور سیان

M => برای موتور Magenta Y => برای موتور زرد K => برای موتور کلید

منتظر بمانید تا پمپ رنگ را در لوله بارگذاری کند.

پس از بارگیری ، در صورت طلسم رنگی ، فلاسک را تمیز کنید ، Arduino منتظر می ماند تا دستور تأیید را برای شروع کالیبراسیون ارسال کنید. برای شروع کالیبراسیون ، "بله" (بدون علامت نقل قول) را ارسال کنید.

اکنون موتور رنگ را به فلاسک پمپ می کند که ما قصد داریم با استفاده از یک استوانه اندازه گیری اندازه گیری کنیم.

هنگامی که مقدار اندازه گیری شده رنگ پمپ را بدست آوردیم ، می توانیم با استفاده از فرمول داده شده ، مراحل در واحد (میلی لیتر) موتور انتخاب شده را بیابیم:

5000 (مراحل پیش فرض)

مراحل در میلی لیتر = -------------------- مقدار اندازه گیری شده

حالا مقدار Steps per Unit (ml) را برای هر موتور در کد اصلی در ثابتهای داده شده قرار دهید:

خط 7) const float Cspu => مقدار Steps per Unit of Cyan Motor را نگه می دارد

خط 8) const float Mspu => مقدار Steps per Unit of Magenta Motor را حفظ می کند 9) const float Yspu => مقدار Steps per Unit of Yellow Motor Line را نگه می دارد 10) const float Kspu => مقدار Steps per را نگه می دارد واحد کلید موتور

توجه: تمام مراحل و روش کالیبراسیون صحیح موتورها در حین کالیبراسیون در مانیتور سریال نمایش داده می شود

مرحله 17:

مرحله 18: کدگذاری

پس از کالیبراسیون موتورها ، زمان آن فرا رسیده است که کد اصلی رنگ آمیزی را بارگیری کنید.

کد اصلی زیر را بارگیری کرده و آن را در Arduino Uno بارگذاری کنید و از دستورات موجود برای استفاده از این دستگاه استفاده کنید:

LOAD => برای بارگذاری رنگدانه رنگی در لوله سیلیکون استفاده می شود.

CLEAN => برای تخلیه رنگدانه رنگی در لوله سیلیکون استفاده می شود. SPEED => برای به روز رسانی سرعت پمپاژ دستگاه استفاده می شود. مقدار صحیح نشان دهنده RPM موتورها را بگیرید. پیش فرض 100 تنظیم شده است و می تواند از 100 به 400 به روز شود. PUMP => برای فرمان دادن به دستگاه برای ایجاد رنگ دلخواه استفاده می شود. مقدار صحیح را نشان می دهد که نشان دهنده مقدار قرمز است. مقدار صحیح را نشان می دهد که نشان دهنده مقدار سبز است. مقدار صحیح را نشان می دهد که نشان دهنده مقدار آبی است. مقدار صحیح را نشان می دهد که نشان دهنده حجم رنگ سفید است.

توجه: قبل از استفاده از این کد ، مطمئن شوید که مقادیر مراحل پیش فرض برای هر موتور را از کد کالیبراسیون به روز کنید

مرحله 19: و ما تمام شدیم

بالاخره تموم شد! در اینجا باید بدانید که محصول نهایی چگونه باید باشد و چگونه عمل می کند.

برای مشاهده عملکرد آن اینجا را کلیک کنید

مرحله 20: حوزه آینده

این اولین نمونه اولیه من است که بسیار بهتر از آنچه انتظار داشتم ظاهر می شود اما بله به بهینه سازی زیادی نیاز دارد.

در اینجا برخی از ارتقاء های زیر وجود دارد که من به دنبال نسخه بعدی این دستگاه هستم -

• آزمایش با جوهر ، رنگ ، رنگ و رنگدانه های مختلف.
• توسعه یک برنامه Android که می تواند با استفاده از بلوتوثی که قبلاً نصب کرده ایم ، رابط کاربری بهتری ارائه دهد.
• نصب یک صفحه نمایش و یک رمزگذار روتاری که می تواند آن را به یک دستگاه مستقل تبدیل کند.
• به دنبال برخی از گزینه های پمپاژ بهتر و قابل اعتماد خواهید بود.
• نصب Google Assistance که می تواند پاسخگوتر و هوشمندتر باشد.

مرحله 21: لطفا رای دهید

اگر این پروژه را دوست دارید ، لطفاً به مسابقه "نویسنده اولین بار" رای دهید.

واقعاً بسیار قدردانی می شود! امیدوارم بچه ها از این پروژه لذت برده باشید!

نفر دوم در مسابقه رنگهای رنگین کمان