MESOMIX - آلة خلط دهان أوتوماتيكية: 21 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

هل أنت مصمم أو فنان أو شخص مبدع يحب إلقاء الألوان على قماشك ، ولكن غالبًا ما يكون الأمر صعبًا عندما يتعلق الأمر بصنع الظل المطلوب.

لذا ، فإن هذه التعليمات الفنية التقنية سوف تختفي في الهواء. نظرًا لأن هذا الجهاز ، يستخدم المكونات الموجودة على الرف لعمل الظل المطلوب عن طريق مزج الكمية المناسبة من أصباغ CMYK (سماوي - أرجواني - أصفر - أسود) تلقائيًا ، مما سيقلل بشكل كبير من الوقت الذي يقضيه في مزج الألوان أو الأموال التي يتم إنفاقها على شراء مختلف أصباغ. وسيوفر لك ذلك الوقت الإضافي لإبداعك.

دعونا نأمل أن تستمتع ودعنا نبدأ!

الخطوة 1: كيف يعمل؟

يوجد نموذجان أساسيان لنظرية الألوان نحتاج إلى مراعاتهما في هذا المشروع.

1) نموذج ألوان RGB

نموذج ألوان RGB هو نموذج ألوان مضاف يتم فيه إضافة الضوء الأحمر والأخضر والأزرق معًا بطرق مختلفة لإعادة إنتاج مجموعة واسعة من الألوان. الغرض الرئيسي من نموذج ألوان RGB هو استشعار الصور وتمثيلها وعرضها في الأنظمة الإلكترونية ، مثل أجهزة التلفزيون وأجهزة الكمبيوتر ، على الرغم من استخدامه أيضًا في التصوير الفوتوغرافي التقليدي.

2) نموذج ألوان CMYK

نموذج ألوان CMYK (لون معالجة ، أربعة ألوان) هو نموذج ألوان مطروح ، يستخدم في الطابعات الملونة. يشير CMYK إلى الأحبار الأربعة المستخدمة في بعض عمليات الطباعة الملونة: سماوي وأرجواني وأصفر ومفتاح (أسود). يعمل نموذج CMYK عن طريق إخفاء الألوان جزئيًا أو كليًا على خلفية أفتح ، وعادة ما تكون بيضاء. يقلل الحبر من الضوء الذي قد ينعكس بخلاف ذلك. يسمى هذا النموذج بالطرح لأن الأحبار "تطرح" السطوع من الأبيض.

في نماذج الألوان الإضافية مثل RGB ، الأبيض هو مزيج "مضاف" لجميع الأضواء الملونة الأساسية ، بينما الأسود هو غياب الضوء. في نموذج CMYK ، يكون العكس: الأبيض هو اللون الطبيعي للورقة أو خلفية أخرى ، بينما ينتج الأسود عن مجموعة كاملة من الأحبار الملونة. لتوفير المال على الحبر ، ولإنتاج درجات ألوان سوداء أعمق ، يتم إنتاج الألوان الداكنة وغير المشبعة باستخدام الحبر الأسود بدلاً من مزيج من السماوي والأرجواني والأصفر.

الخطوة الثانية: الآلية

كما ورد في "كيف يعمل؟" خطوة لاستخدام نماذج ألوان RGB و CMYK في هذا الجهاز.

لذلك ، سوف نستخدم نموذج RGB لتغذية رمز اللون RGB للجهاز بينما نموذج CMYK لعمل الظل عن طريق مزج أصباغ CMYK حيث يكون حجم اللون الأبيض ثابتًا ويتم إضافته يدويًا.

لذلك ، لمعرفة أفضل إجراء ممكن لبناء هذه الآلة ، قمت برسم مخطط انسيابي لتوضيح الصورة الكبيرة في ذهني.

هذه هي الخطة التي ستسير بها الأمور:

• سيتم إرسال قيم RGB وحجم اللون الأبيض عبر Serial Monitor.
• ثم سيتم تحويل قيم RGB هذه إلى نسبة CMYK باستخدام صيغة التحويل.

قيم R و G و B مقسمة على 255 لتغيير النطاق من 0..255 إلى 0..1:

R '= R / 255 G' = G / 255 B '= B / 255 يتم حساب لون المفتاح الأسود (K) من ألوان الأحمر (R') والأخضر (G ') والأزرق (B'): K = 1-max (R '، G'، B ') يتم حساب اللون السماوي (C) من اللون الأحمر (R') واللون الأسود (K): C = (1-R'-K) / (1-K) يُحسب اللون الأرجواني (M) من اللون الأخضر (G ') واللون الأسود (K): M = (1-G'-K) / (1-K) يُحسب اللون الأصفر (Y) من اللون الأزرق (B ') والألوان السوداء (K): Y = (1-B'-K) / (1-K)

• نتيجة لذلك ، حصلت على قيم النسبة المئوية CMYK لهذا اللون المطلوب.
• الآن يلزم تحويل جميع قيم النسبة المئوية إلى وحدات التخزين C و M و Y و K بضرب كل قيمة مئوية مع حجم اللون الأبيض.

C (مل) = C (٪) * حجم اللون الأبيض (x مل)

M (مل) = M (٪) * حجم اللون الأبيض (x مل) Y (مل) = Y (٪) * حجم اللون الأبيض (x مل) K (مل) = K (٪) * حجم اللون الأبيض (x مل)

ثم سيتم ضرب هذه الأحجام C و M و Y و K بالخطوات لكل ثورة للمحرك المعني

الخطوات المطلوبة لضخ اللون = اللون (مل) * الخطوات / المراجعة للمحرك المعني

وهذا كل شيء ، باستخدام هذا سيتم ضخ كل لون لتشكيل مزيج من الألوان التي سيتم مزجها مع الحجم الدقيق للون الأبيض لتشكيل الظل المطلوب.

الخطوة الثالثة: التصميم

قررت تصميمه في SolidWorks حيث أعمل عليه من العامين الماضيين وطبقت كل مهاراتي في التصميم والتصنيع الطرحي والتصنيع الإضافي في مرحلة التصميم مع مراعاة جميع المعلمات التي تشمل استخدام المكونات الذاتية والمضغوطة وتصميم سهل الاستخدام لسطح المكتب ، يتسم بالدقة والسرعة والفعالية من حيث التكلفة.

بعد عدد قليل من التكرارات ، توصلت إلى هذا التصميم الذي يخدم جميع متطلباتي وأنا راضٍ تمامًا عن النتائج.

الخطوة الرابعة: ماذا نحتاج؟

مكونات الكترونية:

• 1x أردوينو أونو
• 1x GRBL Shield
• 4x A4988 سائق السائر
• 1x DC جاك
• 1x 13 سنتيمتر x 9 سنتيمتر مفتاح متأرجح
• 4x نيما 17
• 2x 15 سم RGB LED قطاع
• 1x الجرس
• 1x HC-05 بلوتوث

مكونات الأجهزة:

• 24x624zz تحمل
• أنابيب سيليكون طويلة 4x 50 سم (قطر خارجي 6 مم وقطر داخلي 4 مم)
• 1x 100 مل اسطوانة قياس
• كوب 5x 100 مل
• 30x M3x15 مسامير
• 30x M3 صواميل
• 12x M4x20 براغي
• 16x M4x25 مسامير
• 30x M4 صواميل
• وبعض غسالات M3 و M4

أدوات:

• آلة القطع بالليزر
• طابعة 3D
• مفاتيح ألين
• كماشة
• مفك براغي
• لحام حديد
• مسدس الغراء

الخطوة 5: القطع بالليزر

في البداية ، صممت الإطار ليكون مصنوعًا من الخشب الرقائقي ، لكنني اكتشفت أن 6 مم MDF ستعمل أيضًا مع هذه الماكينة ، لكن المشكلة الوحيدة في MDF هي أنها عرضة للرطوبة وهناك احتمال كبير أن الحبر أو الأصباغ قد تتسرب على الألواح.

لحل هذه المشكلة ، استخدمت ورقة فينيل سوداء تضيف بضعة دولارات فقط في التكلفة الإجمالية ولكنها وفرت لمسة نهائية رائعة للجهاز.

بعد ذلك ، كنت مستعدًا تمامًا لقطع الألواح الخاصة بي عبر آلة الليزر.

أقوم بإرفاق الملفات أدناه وقمت بالفعل بإزالة هذا الشعار من الملف حتى تتمكن من إضافة شعارك بسهولة:)

الخطوة 6: الطباعة ثلاثية الأبعاد

مررت بأنواع مختلفة من المضخات وبعد الكثير من البحث وجدت أن المضخات التمعجية تناسب متطلباتي تمامًا.

لكن معظمها على الإنترنت عبارة عن مضخات بمحركات DC ليست دقيقة جدًا ويمكن أن تسبب بعض المشكلات أثناء التحكم فيها ، من ناحية أخرى ، توجد بعض المضخات مع Stepper Motors ، لكن تكلفتها مرتفعة جدًا.

لذلك ، قررت استخدام مضخة تمعجية مطبوعة ثلاثية الأبعاد تستخدم محرك Nema 17 ولحسن الحظ ، أتيت عبر رابط على Thingiverse حيث صنعت SILISAND ريمكسًا لمضخة RALF التمعجية. (شكر خاص لـ SILISAND و RALF لتصميمهما الذي ساعدني كثيرًا.)

لذلك ، استخدمت هذه المضخة التمعجية لمشروعي مما أدى إلى خفض التكلفة بشكل كبير.

ولكن بعد طباعة واختبار جميع الأجزاء ، أدركت أنها ليست مثالية تمامًا لهذا التطبيق. ثم قمت بتحرير أنبوب ضغط الخرطوم عن طريق زيادة انحناءه بحيث يمكنه ممارسة المزيد من الضغط على الخرطوم ، كما قمت أيضًا بتحرير الجزء العلوي المثبت على القوس لتوفير مزيد من الإمساك بعمود المحرك.

إعدادات الطابعة ثلاثية الأبعاد الخاصة بي:

• المواد (جيش التحرير الشعبى الصينى)
• ارتفاع الطبقة (0.2 مم)
• سمك الهيكل (1.2 مم)
• كثافة التعبئة (30٪)
• سرعة الطباعة (50 مم / ثانية)
• درجة حرارة الفوهة (210 درجة مئوية)
• نوع الدعم (في كل مكان)
• نوع التصاق المنصة (لا شيء)

يمكنك تنزيل جميع الملفات المستخدمة في هذا المشروع -

الخطوة 7: الحاملة

لتجميع حامل المحمل ، سنحتاج إلى الأجزاء التالية:

• 1x 3D مطبوعة تحمل جبل أسفل
• 1x 3D مطبوعة تحمل جبل أعلى
• 6x624zz تحمل
• 3x M4x20 براغي
• 3x M4 صواميل
• 3x M4 فواصل
• M4 مفتاح ألين

كما هو موضح في الصور ، قم بإدخال جميع البراغي M4x20 الثلاثة في أعلى تثبيت محمل مطبوع ثلاثي الأبعاد ، بعد ذلك أدخل غسالة M4 متبوعة بمحمل 624zz وغسالة أخرى في كل مسمار. ثم أدخل صواميل M4 في الجزء السفلي من حامل التثبيت المطبوع ثلاثي الأبعاد ، وشد البراغي عن طريق وضع الحامل السفلي.

اتبع نفس الإجراء لعمل ثلاث حوامل أخرى.

الخطوة 8: تحضير اللوحة الخلفية

لتجميع اللوحة الخلفية ، سنحتاج إلى الأجزاء التالية:

• لوحة خلفية مقطوعة بالليزر
• 4x قاعدة مضخة مطبوعة ثلاثية الأبعاد
• 16x M4 صواميل
• 8x M3x16 براغي
• غسالات 8x M3
• 4x نيما 17 محرك متدرج
• M3 ألين كي

لتحضير اللوحة الخلفية ، خذ قاعدة مضخة مطبوعة ثلاثية الأبعاد وأدخل صواميل M4 في الفتحات الموجودة على الجانب الخلفي من قاعدة المضخة كما هو موضح في الصور. قم بإعداد قاعدة المضخات الثلاثة الأخرى بالمثل.

الآن قم بمحاذاة Nema 17 Stepper Motor مع الفتحات الموجودة على اللوحة الخلفية من الجانب الخلفي وقم بتركيب قاعدة المضخة باستخدام M3x15 Bolt وغسالة. وقم بتجميع جميع المحركات وقاعدة المضخة باستخدام نفس الإجراء.

الخطوة 9: تجميع جميع المضخات على اللوحة الخلفية

لتجميع جميع المضخات ، سنحتاج إلى الأجزاء التالية:

• تم تجميع المحركات وقاعدة المضخة للوحة الخلفية
• 4x تحمل يتصاعد
• 4x 3D لوحة ضغط خرطوم مطبوعة
• 4x 3D طباعة مضخة الأعلى
• أنابيب السيليكون 4x 50 سم (6 مم OD و 4 مم ID)
• 16x M4x25 مسامير

أدخل جميع الحوامل على أعمدة المحركات. ثم ضع أنبوب السيليكون حول حوامل المحمل أثناء الضغط عليه بلوحة ضغط خرطوم مطبوعة ثلاثية الأبعاد. وأغلق المضخة باستخدام رأس المضخة المطبوع ثلاثي الأبعاد بمسامير M4x25.

الخطوة 10: تحضير اللوحة السفلية

لتجميع اللوحة السفلية ، سنحتاج إلى الأجزاء التالية:

• لوحة سفلية مقطوعة بالليزر
• 1x أردوينو أونو
• 1x GRBL Shield
• 4x A4988 سائق السائر
• 4x M3x15 بولت
• 4x M3 الجوز
• M3 ألين كي

قم بتركيب Arduino Uno على اللوحة الخلفية باستخدام مسامير M3x15 وصواميل M3. بعد ذلك كومة GRBL Shield على Arduino Uno متبوعة ببرامج تشغيل A4988 Stepper على GRBL Shield.

الخطوة 11: قم بتجميع اللوحة السفلية والأمامية

لتجميع اللوحة السفلية والأمامية ، سنحتاج إلى الأجزاء التالية:

• لوحة أمامية مقطوعة بالليزر
• اللوحة السفلية مجمعة بالإلكترونيات
• 6x M3x15 براغي
• 6x M3 صواميل
• حامل دورق مطبوع ثلاثي الأبعاد

أدخل اللوحة السفلية في الفتحات السفلية للوحة الأمامية وقم بتثبيتها باستخدام براغي M3x15 وصواميل M3. ثم ثبت حامل الكأس المطبوع ثلاثي الأبعاد في مكانه باستخدام البراغي M3x15 وصواميل M3.

الخطوة 12: أدخل الأنابيب في حامل الأنبوب المطبوع ثلاثي الأبعاد

لتجميع اللوحة السفلية والأمامية ، سنحتاج إلى الأجزاء التالية:

• لوحة خلفية مجمعة بالكامل
• حامل أنبوب مطبوع ثلاثي الأبعاد

في هذه الخطوة ، أدخل جميع الأنابيب الأربعة في فتحات حامل الأنبوب المطبوع ثلاثي الأبعاد. وتأكد من أن بعض الأنبوب يبرز من خلال الحامل.

الخطوة 13: قم بتجميع الألواح الأربعة معًا

لتجميع اللوحة الأمامية والخلفية والعلوية والسفلية ، سنحتاج إلى الأجزاء التالية:

• مجموعة اللوحة الأمامية والسفلية
• جمعية اللوحة الخلفية
• اللوحة العلوية
• بارد الأبيض بقيادة قطاع

لتجميع كل هذه الألواح ، قم أولاً بتثبيت حامل الأنبوب أعلى حامل الدورق. ثم قم بلصق شرائط LED على الوجه السفلي للوحة العلوية ثم أدخل اللوحة العلوية في فتحات اللوحة الخلفية والأمامية.

الخطوة 14: قم بتجميع أسلاك المحرك والألواح الجانبية

لتجميع أسلاك المحرك والألواح الجانبية ، سنحتاج إلى الأجزاء التالية:

• أربع لوحات مجمعة
• 4x أسلاك المحرك
• الألواح الجانبية
• 24x M3x15 براغي
• 24x M3 صواميل
• M3 ألين كي

أدخل الأسلاك في فتحات المحرك وأغلق كلا الجانبين. وتثبيت الألواح باستخدام مسامير M3x15 وصواميل M3.

الخطوة 15: الأسلاك

اتبع المخطط لتوصيل جميع الإلكترونيات بالطريقة التالية:

قم بتثبيت مقبس التيار المباشر في فتحة اللوحة الخلفية وقم بتوصيل الأسلاك بأطراف الطاقة في GRBL Shield

بعد ذلك ، قم بتوصيل أسلاك المحرك بأطراف السائر على النحو التالي -

X-Stepper Driver (GRBL Shield) - سلك المحرك السماوي

Y-Stepper Driver (GRBL Shield) - سلك محرك أرجواني

Z-Stepper Driver (GRBL Shield) - سلك المحرك الأصفر

A-Stepper Driver (GRBL Shield) - سلك المحرك الرئيسي

ملاحظة: قم بتوصيل وصلات A-Step و A-Direction لدرع GRBL بالدبوس 12 والدبوس 13 على التوالي. (وصلات العبور لـ A-Step و A-Direction متوفرة فوق محطات الطاقة)

قم بتوصيل HC-05 Bluetooth بالأطراف التالية -

GND (HC-05) - GND (درع GRBL)

5 فولت (HC-05) - 5 فولت (درع GRBL)

RX (HC-05) - TX (درع GRBL)

TX (HC-05) - RX (درع GRBL)

قم بتوصيل الجرس في المحطات التالية -

-ve (الجرس) - GND (GRBL Shield)

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

ملاحظة: قم بتشغيل هذا الجهاز بمصدر طاقة 12 فولت / 10 أمبير على الأقل

الخطوة 16: معايرة المحركات

بعد تشغيل الجهاز ، قم بتوصيل Arduino بالكمبيوتر عبر كابل USB لتثبيت البرامج الثابتة للمعايرة على Arduino Uno.

قم بتنزيل كود المعايرة الوارد أدناه وقم بتحميله على Arduino Uno وقم بتنفيذ الإرشادات التالية لمعايرة جميع خطوات المحركات.

بعد تحميل الكود ، افتح الشاشة التسلسلية بمعدل باود 38400 وقم بتمكين كل من CR و NL.

الآن أعط الأمر لمعايرة مضخات المحرك:

بداية

هناك حاجة إلى وسيطة "Pump to Calibrate" لتوجيه Arduino إلى أي محرك يجب معايرته ويمكن أن يأخذ قيمًا:

C => للمحرك السماوي

M => للمحرك Magenta Y => للمحرك الأصفر K => للمحرك الرئيسي

انتظر حتى تقوم المضخة بتحميل اللون في الأنبوب.

بعد التحميل ، قم بتنظيف القارورة إذا كان هناك بعض الإملاء اللوني فيها ، سينتظر Arduino حتى ترسل أمر التأكيد لبدء المعايرة. أرسل "نعم" (بدون علامات اقتباس) لبدء المعايرة.

الآن سيضخ المحرك اللون في القارورة التي سنقوم بقياسها باستخدام أسطوانة قياس.

بمجرد أن نحصل على القيمة المقاسة للون المضخ ، يمكننا معرفة الخطوات لكل وحدة (مل) للمحرك المحدد باستخدام الصيغة المحددة:

5000 (الخطوات الافتراضية)

خطوات لكل ML = -------------------- القيمة المقاسة

الآن ضع قيمة Steps per Unit (ml) لكل محرك في الكود الرئيسي في الثوابت المعطاة:

السطر 7) const float Cspu => يحمل قيمة Steps لكل وحدة من Cyan Motor

السطر 8) const float Mspu => يحمل قيمة Steps لكل وحدة من Magenta Motor line 9) const float Yspu => يحتفظ بقيمة الخطوات لكل وحدة من السطر الأصفر للمحرك 10) const float Kspu => يحتفظ بقيمة الخطوات لكل وحدة مفتاح المحرك

ملاحظة: سيتم عرض جميع الخطوات والإجراءات لمعايرة المحركات بشكل صحيح أثناء المعايرة في الشاشة التسلسلية

الخطوة 17:

الخطوة 18: البرمجة

بعد معايرة المحركات ، حان الوقت لتنزيل الكود الرئيسي لعمل الألوان.

قم بتنزيل الكود الرئيسي الوارد أدناه وقم بتحميله على Arduino Uno واستخدم الأوامر المتاحة لاستخدام هذا الجهاز:

LOAD => يستخدم لتحميل صبغة اللون في أنبوب السيليكون.

CLEAN => يستخدم لتفريغ صبغة اللون في أنبوب السيليكون. السرعة => تستخدم لتحديث سرعة الضخ للجهاز. خذ القيمة الصحيحة التي تمثل RPM للمحركات. تم ضبط الإعداد الافتراضي على 100 ويمكن تحديثه من 100 إلى 400. PUMP => يُستخدم لأمر الجهاز للحصول على اللون المطلوب. يأخذ القيمة الصحيحة التي تمثل قيمة الأحمر. يأخذ قيمة العدد الصحيح الذي يمثل القيمة الخضراء. يأخذ قيمة العدد الصحيح الذي يمثل قيمة الأزرق. يأخذ القيمة الصحيحة التي تمثل حجم اللون الأبيض.

ملاحظة: قبل استخدام هذا الرمز ، تأكد من تحديث قيم الخطوات الافتراضية لكل محرك من كود المعايرة

الخطوة 19: وانتهينا

لقد انتهيت أخيرًا! إليك الشكل الذي يجب أن يبدو عليه المنتج النهائي ويعمل به.

انقر هنا لمشاهدته في العمل

الخطوة 20: نطاق المستقبل

نظرًا لأنه النموذج الأولي الخاص بي ، والذي ظهر أنه أفضل بكثير مما توقعته ولكن نعم ، يتطلب الكثير من التحسين.

فيما يلي بعض الترقيات التالية التي أبحث عنها في الإصدار التالي من هذا الجهاز -

• تجربة الأحبار والألوان والدهانات والأصباغ المختلفة.
• تطوير تطبيق Android يمكن أن يوفر واجهة مستخدم أفضل باستخدام تقنية Bluetooth التي قمنا بتثبيتها بالفعل.
• تركيب شاشة وجهاز تشفير دوار مما يجعله جهازًا قائمًا بذاته.
• سيبحث عن بعض خيارات الضخ الأفضل والموثوقة.
• تثبيت Google Assistance الذي يمكن أن يجعلها أكثر استجابة وذكاء.

الخطوة 21: يرجى التصويت

إذا أعجبك هذا المشروع ، يرجى التصويت عليه في مسابقة "المؤلف لأول مرة".

حقا أقدر كثيرا! اتمنى انكم استمتعتم بالمشروع

الوصيف في مسابقة ألوان قوس قزح