MESOMIX - Mesin Pencampur Cat Otomatis: 21 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Apakah Anda seorang desainer, seniman, atau orang kreatif yang suka memberi warna pada kanvas Anda, tetapi seringkali sulit untuk membuat bayangan yang diinginkan.

Jadi, instruksi seni-teknologi ini akan melenyapkan perjuangan itu ke udara tipis. Sebagai perangkat ini, menggunakan komponen rak untuk membuat warna yang diinginkan dengan mencampur jumlah yang tepat dari pigmen CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-Black) secara otomatis, yang secara drastis akan mengurangi waktu yang dihabiskan untuk mencampur warna atau uang yang dihabiskan untuk pembelian yang berbeda. pigmen. Dan akan memberi Anda waktu ekstra untuk materi iklan Anda.

Semoga Anda menikmati dan mari kita mulai!

Langkah 1: Bagaimana Cara Kerjanya?

Pada dasarnya ada dua model teori warna yang perlu kita pertimbangkan untuk proyek ini.

1) Model Warna RGB

Model warna RGB adalah model warna aditif di mana cahaya merah, hijau, dan biru ditambahkan bersama dalam berbagai cara untuk mereproduksi susunan warna yang luas. Tujuan utama dari model warna RGB adalah untuk penginderaan, representasi, dan tampilan gambar dalam sistem elektronik, seperti televisi dan komputer, meskipun juga telah digunakan dalam fotografi konvensional.

2) Model Warna CMYK

Model warna CMYK (warna proses, empat warna) adalah model warna subtraktif, yang digunakan pada printer warna. CMYK mengacu pada empat tinta yang digunakan dalam beberapa pencetakan warna: cyan, magenta, kuning, dan kunci (hitam). Model CMYK bekerja dengan menutupi sebagian atau seluruhnya warna pada latar belakang yang lebih terang, biasanya putih. Tinta mengurangi cahaya yang seharusnya dipantulkan. Model seperti itu disebut subtraktif karena tinta "mengurangi" kecerahan dari putih.

Dalam model warna aditif seperti RGB, putih adalah kombinasi "tambahan" dari semua lampu berwarna primer, sedangkan hitam adalah ketiadaan cahaya. Dalam model CMYK, kebalikannya: putih adalah warna alami kertas atau latar belakang lainnya, sedangkan hitam dihasilkan dari kombinasi penuh tinta berwarna. Untuk menghemat uang pada tinta, dan untuk menghasilkan nada hitam yang lebih dalam, warna tak jenuh dan gelap diproduksi dengan menggunakan tinta hitam, bukan kombinasi cyan, magenta, dan kuning.

Langkah 2: Mekanisme

Seperti yang disebutkan dalam "Cara Kerjanya?" langkah bahwa model warna RGB dan CMYK akan digunakan di Mesin ini.

Jadi, kita akan menggunakan model RGB untuk memasukkan kode warna RGB ke mesin sedangkan model CMYK untuk membuat bayangan dengan mencampurkan pigmen CMYK yang volume warna putihnya akan konstan dan ditambahkan secara manual.

Jadi, untuk mengetahui prosedur terbaik untuk membangun mesin ini, saya membuat sketsa diagram alir untuk menjernihkan gambaran besar dalam pikiran saya.

Berikut adalah rencana bagaimana hal-hal akan berlangsung:

• Nilai RGB dan volume Warna Putih akan dikirim melalui Serial Monitor.
• Kemudian nilai RGB tersebut akan diubah menjadi persentase CMYK dengan menggunakan rumus konversi.

Nilai R, G, B dibagi dengan 255 untuk mengubah rentang dari 0..255 menjadi 0.1:

R' = R/255 G' = G/255 B' = B/255 Warna kunci hitam (K) dihitung dari warna merah (R'), hijau (G') dan biru (B'): K = 1-max(R', G', B') Warna cyan (C) dihitung dari warna merah (R') dan hitam (K): C = (1-R'-K) / (1-K) Warna magenta (M) dihitung dari warna hijau (G') dan hitam (K): M = (1-G'-K) / (1-K) Warna kuning (Y) dihitung dari warna biru (B') dan warna hitam (K): Y = (1-B'-K) / (1-K)

• Hasilnya, saya mendapatkan nilai persentase CMYK dari warna yang dibutuhkan itu.
• Sekarang semua nilai persentase perlu dikonversi ke volume C, M, Y, dan K dengan mengalikan setiap nilai persentase dengan Volume Warna Putih.

C(mL) = C(%) * Volume Warna Putih(x mL)

M(mL) = M(%) * Volume Warna Putih(x mL) Y(mL) = Y(%) * Volume Warna Putih(x mL) K(mL) = K(%) * Volume Warna Putih (xml)

Kemudian volume C, M, Y, dan K ini akan dikalikan dengan Langkah per Revolusi masing-masing Motor

Langkah-langkah yang diperlukan untuk memompa Warna = Warna(mL) * Langkah/Rev masing-masing motor

Dan itu saja, dengan menggunakan ini setiap warna akan dipompa untuk membentuk campuran warna yang akan dicampur dengan volume warna Putih yang tepat untuk membentuk bayangan yang diinginkan.

Langkah 3: Desain

Saya memutuskan untuk mendesainnya di SolidWorks karena saya mengerjakannya dari 2 tahun terakhir dan menerapkan semua keterampilan desain, manufaktur subtraktif, dan manufaktur aditif saya dalam fase desain sambil mengingat semua parameter yang mencakup penggunaan komponen mandiri, kompak dan desain ramah desktop, presisi namun cepat dan hemat biaya.

Setelah beberapa iterasi, saya datang dengan desain ini yang memenuhi semua persyaratan saya dan saya cukup puas dengan hasilnya.

Langkah 4: Apa yang Kita Butuhkan?

Komponen elektronik:

• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL Perisai
• 4x A4988 Stepper Driver
• 1x DC Jack
• Saklar Rocker 1x13cmx9cm
• 4x Nema 17
• 2x15 cm RGB LED Strip
• 1x Buzzer
• 1x HC-05 Bluetooth

Komponen Perangkat Keras:

• 24x 624zz Bantalan
• 4x50cm Panjang Silicone Tubing (diameter luar 6mm dan diameter dalam 4mm)
• 1x 100mL Mengukur Silinder
• Gelas Gelas 5x 100mL
• 30x M3x15 Baut
• 30x M3 Kacang
• 12x M4x20 Baut
• 16x M4x25 Baut
• 30x M4 Kacang
• dan beberapa Mesin Cuci M3 dan M4

Peralatan:

• Mesin Pemotong Laser
• Pencetak 3D
• Kunci Allen
• tang
• Obeng
• Solder Besi
• Lem tembak

Langkah 5: Pemotongan Laser

Awalnya, saya merancang bingkai yang terbuat dari kayu lapis, tetapi ternyata MDF 6mm juga dapat digunakan untuk mesin ini, tetapi satu-satunya masalah dengan MDF adalah rentan terhadap kelembapan dan ada banyak kemungkinan tinta atau pigmen tumpah. pada panel.

Untuk mengatasi masalah ini saya menggunakan lembaran Vinyl hitam yang hanya menambahkan beberapa dolar dalam total biaya tetapi memberikan hasil akhir matte yang bagus untuk mesin.

Setelah ini, saya siap untuk memotong panel saya melalui mesin laser.

Saya melampirkan file di bawah ini dan sudah menghapus logo itu dari file sehingga Anda dapat menambahkan milik Anda dengan mudah:)

Langkah 6: Pencetakan 3D

Saya memeriksa berbagai jenis pompa dan setelah banyak penelitian, saya menemukan bahwa pompa peristaltik sangat sesuai dengan kebutuhan saya.

Tetapi kebanyakan dari mereka di internet adalah pompa dengan motor DC yang tidak terlalu presisi dan dapat menyebabkan beberapa masalah saat mengendalikannya, di sisi lain, beberapa pompa ada dengan Motor Stepper, tetapi biayanya cukup tinggi.

Jadi, saya memutuskan untuk menggunakan pompa peristaltik 3D Printed yang menggunakan Motor Nema 17 dan untungnya, saya menemukan tautan di Thingiverse di mana SILISAND membuat remix dari Pompa Peristaltik RALF. (Terima kasih khusus kepada SILISAND dan RALF untuk desain mereka yang sangat membantu saya.)

Jadi, saya menggunakan Pompa Peristaltik ini untuk proyek saya yang secara drastis mengurangi biaya.

Tetapi setelah mencetak dan menguji semua bagian, saya menyadari bahwa mereka tidak cukup sempurna untuk aplikasi ini. Kemudian saya mengedit Hose Pressure Pipe dengan meningkatkan kelengkungannya sehingga dapat memberikan lebih banyak tekanan pada selang dan juga mengedit bagian atas Bracket mount untuk memberikan pegangan yang lebih pada poros motor.

Pengaturan Printer 3D Saya:

• Bahan (PLA)
• Tinggi Lapisan (0.2mm)
• Ketebalan Cangkang (1.2mm)
• Kepadatan Isi (30%)
• Kecepatan Cetak (50mm/dtk)
• Suhu Nosel (210 °C)
• Jenis Dukungan (Di Mana Saja)
• Jenis Adhesi Platform (Tidak Ada)

Anda dapat mengunduh semua file yang digunakan dalam proyek ini -

Langkah 7: Gunung Bantalan

Untuk merakit dudukan bantalan, kita membutuhkan bagian-bagian berikut:

• 1x 3D Printed Bearing Mount Bawah
• 1x 3D Printed Bearing Mount Top
• 6x 624zz Bantalan
• 3x M4x20 Baut
• 3x M4 Kacang
• 3x M4 Spacer
• M4 Allen Kunci

Seperti yang dijelaskan pada gambar, masukkan ketiga Baut M4x20 di 3D Printed Bearing Mount Top, setelah itu masukkan washer M4 berikut dengan dua bantalan 624zz dan washer lainnya di setiap baut. Kemudian masukkan mur M4 pada 3D Printed Bearing Mount Bottom, kencangkan baut dengan menempatkan Bottom mount.

Ikuti prosedur yang sama untuk membuat tiga dudukan bantalan lainnya.

Langkah 8: Mempersiapkan Panel Belakang

Untuk merakit panel belakang kita akan membutuhkan bagian-bagian berikut:

• Panel Belakang yang Dipotong Laser
• Basis Pompa Tercetak 4x 3D
• 16x M4 Kacang
• 8x M3x16 Baut
• 8x M3 Mesin Cuci
• 4x Nema 17 Motor Stepper
• M3 Allen Kunci

Untuk menyiapkan panel belakang, ambil Basis Pompa Cetak 3D dan masukkan Mur M4 ke dalam slot di sisi belakang Basis Pompa seperti yang ditunjukkan pada gambar. Siapkan tiga dasar Pompa lainnya dengan cara yang sama.

Sekarang sejajarkan Motor Stepper Nema 17 dengan slot di panel belakang dari sisi belakang dan pasang Basis Pompa menggunakan Baut M3x15 dan mesin cuci. Dan Pasang semua motor dan dasar pompa menggunakan prosedur yang sama.

Langkah 9: Merakit Semua Pompa di Panel Belakang

Untuk merakit semua pompa kita akan membutuhkan bagian-bagian berikut:

• Motor dan Basis Pompa dirakit Panel Belakang
• 4x Bantalan Gunung
• Pelat Tekanan Selang Dicetak 4x 3D
• 4x 3D Printed Pump Top
• Tabung Silikon 4x 50cm (OD 6mm dan ID 4mm)
• 16x M4x25 Baut

Masukkan semua dudukan bantalan pada poros motor. Kemudian tempatkan tabung silikon di sekitar dudukan bantalan sambil menekannya dengan pelat tekanan Selang yang dicetak 3D. Dan tutup pompa menggunakan Printed Pump Top 3d dengan Baut M4x25.

Langkah 10: Siapkan Panel Bawah

Untuk merakit panel bawah kita akan membutuhkan bagian-bagian berikut:

• Panel Bawah yang Dipotong Laser
• 1x Arduino Uno
• 1x GRBL Perisai
• 4x A4988 Stepper Driver
• 4x M3x15 Baut
• 4x M3 Nut
• M3 Allen Kunci

Pasang Arduino Uno pada Panel Belakang menggunakan Baut M3x15 dan Mur M3. Setelah itu susun GRBL Shield di Arduino Uno berikut dengan Driver Stepper A4988 di GRBL Shield.

Langkah 11: Pasang Panel Bawah dan Depan

Untuk merakit panel bawah dan depan kita akan membutuhkan bagian-bagian berikut:

• Panel Depan yang Dipotong Laser
• Panel Bawah dirakit dengan Elektronik
• 6x M3x15 Baut
• 6x M3 Kacang
• Pemegang Gelas Cetak 3D

Masukkan Panel Bawah di slot bawah Panel Depan dan perbaiki menggunakan Baut M3x15 dan Mur M3. Kemudian pasang 3D Printed Beaker Holder pada tempatnya menggunakan Baut M3x15 dan Mur M3.

Langkah 12: Masukkan Tabung ke dalam Penahan Tabung Cetak 3D

Untuk merakit panel bawah dan depan kita akan membutuhkan bagian-bagian berikut:

• Panel Belakang Rakitan Sepenuhnya
• Pemegang Tabung Cetak 3D

Pada langkah ini, masukkan keempat tabung ke dalam lubang dudukan Tabung Cetak 3D. Dan pastikan beberapa tabung menonjol melalui dudukannya.

Langkah 13: Merakit Empat Panel Bersama

Untuk merakit panel depan, belakang, atas dan bawah kita akan membutuhkan bagian-bagian berikut:

• Perakitan Panel Depan dan Bawah
• Perakitan Panel Belakang
• Panel Atas
• Strip Led Putih Keren

Untuk merakit semua panel ini, pertama-tama pasang Dudukan Tabung di bagian atas dudukan gelas kimia. Kemudian Tempelkan Strip LED di bagian bawah panel Atas dan kemudian masukkan panel atas ke dalam slot panel belakang dan depan.

Langkah 14: Pasang Kabel Motor dan Panel Samping

Untuk merakit kabel Motor dan Panel Samping kita akan membutuhkan bagian-bagian berikut:

• Dirakit empat panel
• 4x Kabel Motor
• Panel samping
• 24x M3x15 Baut
• Kacang M3 24x
• M3 Allen Kunci

Masukkan kabel ke dalam slot Motor dan tutup kedua panel samping. Dan perbaiki panel menggunakan Baut M3x15 dan Mur M3.

Langkah 15: Pengkabelan

Ikuti Skema untuk menyambungkan semua elektronik dengan cara berikut:

Pasang Jack DC di slot panel belakang dan sambungkan kabel ke terminal daya Perisai GRBL

Kemudian, Pasang kabel motor di terminal Driver Stepper sebagai berikut -

Driver X-Stepper (GRBL Shield) - Kabel Motor Cyan

Driver Y-Stepper (GRBL Shield) - Kawat Motor Magenta

Driver Z-Stepper (GRBL Shield) - Kawat Motor Kuning

Driver A-Stepper (GRBL Shield) - Kabel Motor Kunci

Catatan: Hubungkan Jumper A-Step dan A-Direction dari GRBL Shield ke pin 12 dan pin 13 masing-masing. (Jumper untuk A-Step dan A-Direction tersedia di atas Terminal Daya)

Hubungkan Bluetooth HC-05 di terminal berikut -

GND (HC-05) - GND (Perisai GRBL)

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

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

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

Hubungkan Buzzer di terminal berikut -

-ve (Buzzer) - GND (GRBL Shield)

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

Catatan: Nyalakan mesin ini dengan setidaknya 12V/10Amp Power Supply

Langkah 16: Kalibrasi Motor

Setelah Menyalakan Mesin, Hubungkan Arduino ke Komputer melalui kabel USB untuk menginstal firmware kalibrasi ke Arduino Uno.

Unduh Kode Kalibrasi yang diberikan di bawah ini dan unggah ke Arduino Uno dan lakukan instruksi berikut untuk mengkalibrasi semua langkah motor.

Setelah mengupload kode, buka serial monitor dengan baud rate 38400 dan aktifkan CR dan NL.

Sekarang berikan perintah untuk mengkalibrasi pompa motor:

MULAILAH

Argumen "Pump to Calibrate" diperlukan untuk memerintahkan Arduino ke motor mana yang akan dikalibrasi dan dapat mengambil nilai:

C => Untuk Cyan Motor

M => Untuk Motor Magenta Y => Untuk Motor Kuning K => Untuk Motor Kunci

Tunggu pompa untuk memuat warna ke dalam tabung.

Setelah memuat, bersihkan termos jika ada mantra warna di dalamnya, Arduino akan menunggu sampai Anda mengirim perintah konfirmasi untuk mulai mengkalibrasi. Kirim "Ya" (tanpa tanda kutip) untuk mulai mengkalibrasi.

Sekarang motor akan memompa warna ke dalam labu yang akan kita ukur menggunakan silinder pengukur.

Setelah kami memiliki nilai terukur dari warna yang dipompa, kami dapat mengetahui Langkah per Unit (ml) untuk motor yang dipilih menggunakan rumus yang diberikan:

5000 (Langkah default)

Langkah Per ML = -------------------- Nilai Terukur

Sekarang masukkan nilai Langkah per Unit(ml) untuk setiap motor dalam kode utama dalam konstanta yang diberikan:

baris 7) const float Cspu => Menyimpan nilai untuk Langkah per Unit Cyan Motor

baris 8) const float Mspu => Menyimpan nilai untuk Langkah per Unit Motor Magenta baris 9) const float Yspu => Menyimpan nilai untuk Langkah per Unit Motor Kuning baris 10) const float Kspu => Menyimpan nilai untuk Langkah per Unit Motor Kunci

CATATAN: Semua langkah dan prosedur untuk mengkalibrasi motor dengan benar akan ditampilkan selama kalibrasi di monitor serial

Langkah 17:

Langkah 18: Pengkodean

Setelah mengkalibrasi motor, saatnya mengunduh kode utama untuk membuat warna.

Unduh Kode Utama yang diberikan di bawah ini dan unggah ke Arduino Uno dan gunakan perintah yang tersedia untuk menggunakan mesin ini:

LOAD => Digunakan untuk memuat pigmen warna ke dalam tabung silikon.

CLEAN => Digunakan untuk mengeluarkan pigmen warna ke dalam tabung silikon. SPEED => Digunakan untuk memperbarui kecepatan pemompaan perangkat. ambil nilai integer yang mewakili RPM motor. Default diatur 100 dan dapat diperbarui dari 100 hingga 400. PUMP => Digunakan untuk memerintahkan perangkat untuk membuat warna yang diinginkan. mengambil nilai integer yang mewakili nilai Merah. mengambil nilai integer yang mewakili nilai Hijau. mengambil nilai integer yang mewakili nilai Biru. mengambil nilai integer yang mewakili volume warna putih.

CATATAN: Sebelum menggunakan kode ini, pastikan untuk memperbarui nilai langkah default untuk setiap motor dari kode kalibrasi

Langkah 19: Dan Kami SELESAI

Anda akhirnya selesai! Inilah bagaimana produk akhir akan terlihat dan berfungsi seperti.

Klik Di Sini untuk melihatnya beraksi

Langkah 20: Lingkup Masa Depan

Karena ini adalah prototipe pertama saya, yang ternyata jauh lebih baik dari yang saya harapkan, tetapi ya itu membutuhkan banyak pengoptimalan.

Berikut adalah beberapa peningkatan berikut yang saya cari untuk versi berikutnya dari mesin ini -

• Bereksperimen dengan Tinta, Warna, Cat, dan Pigmen yang berbeda.
• Pengembangan Aplikasi Android yang dapat memberikan antarmuka pengguna yang lebih baik dengan menggunakan Bluetooth yang telah kami instal.
• Pemasangan Display dan Rotary Encoder yang dapat menjadikannya perangkat yang berdiri sendiri.
• Akan mencari beberapa opsi pemompaan yang lebih baik dan andal.
• Pemasangan Google Assistance yang dapat membuatnya lebih responsif dan cerdas.

Langkah 21: TOLONG PILIH

Jika Anda menyukai proyek ini, silakan pilih untuk Kontes "Penulis Pertama Kali".

Benar-benar sangat dihargai! Semoga kalian menikmati proyeknya!

Runner Up Lomba Warna Pelangi