第1步：它如何運(yùn)作？

我們需要為這個(gè)項(xiàng)目考慮兩種顏色理論模型。

1）RGB顏色模型

RGB顏色模型是一種加色模型，其中紅色，綠色和藍(lán)色光以各種方式相加，以再現(xiàn)各種顏色。 RGB顏色模型的主要目的是用于電子系統(tǒng)（如電視和計(jì)算機(jī)）中圖像的感測，表示和顯示，但它也已用于傳統(tǒng)攝影。

2 ）CMYK顏色模型

CMYK顏色模型（印刷色，四色）是減色模型，用于彩色打印機(jī)。 CMYK是指用于某些彩色打印的四種墨水：青色，品紅色，黃色和鍵（黑色）。 CMYK模型通過在較淺（通常為白色）背景上部分或完全遮蓋顏色來工作。墨水會減少原本會被反射的光線。這種模型稱為減法，因?yàn)槟畯陌咨小皽p去”亮度。

在RGB等加色模型中，白色是所有原色光的“加性”組合，而黑色是沒有光的。在CMYK模型中，它是相反的：白色是紙張或其他背景的自然色，而黑色是由彩色墨水的完整組合產(chǎn)生的。為了節(jié)省墨水，并產(chǎn)生更深的黑色色調(diào)，使用黑色墨水代替青色，品紅色和黃色的組合產(chǎn)生不飽和和深色。

步驟2：機(jī)制

正如“工作原理”中提到的那樣？這個(gè)機(jī)器將使用RGB和CMYK顏色模型。

因此，我們將使用RGB模型將RGB顏色代碼提供給機(jī)器，而CMYK模型通過混合CMYK顏料制作陰影白色的哪個(gè)體積將是恒定的并且是手動添加的。

因此，為了找出構(gòu)建這臺機(jī)器的最佳程序，我勾勒出一個(gè)流程圖來清除腦海中的大局。/p》

以下是計(jì)劃如何進(jìn)行：

RGB值和白色的音量將通過串行監(jiān)視器發(fā)送。

然后這些RGB值將使用轉(zhuǎn)換公式轉(zhuǎn)換為CMYK百分比。

The R，G，B values are divided by 255 to change the range from 0..255 to 0..1：

R‘ = R/255

G’ = G/255

B‘ = B/255

The black key （K） color is calculated from the red （R’）， green （G‘） and blue （B’） colors：

K = 1-max（R‘， G’， B‘）

The cyan color （C） is calculated from the red （R’） and black （K） colors：

C = （1-R‘-K） / （1-K）

The magenta color （M） is calculated from the green （G’） and black （K） colors：

M = （1-G‘-K） / （1-K）

The yellow color （Y） is calculated from the blue （B’） and black （K） colors：

Y = （1-B‘-K） / （1-K）

因此，我獲得了所需顏色的CMYK百分比值。

現(xiàn)在，通過將每個(gè)百分比值乘以白色的體積，需要將所有百分比值轉(zhuǎn)換為C，M，Y和K體積。

C（mL） = C（%） * Volume of White Color（x mL）

M（mL） = M（%） * Volume of White Color（x mL）

Y（mL） = Y（%） * Volume of White Color（x mL）

K（mL） = K（%） * Volume of White Color（x mL）

然后將這些C，M，Y和K體積乘以b y各自電機(jī)的每轉(zhuǎn)步數(shù)。

Steps required to pump Color = Color（mL） * Steps/Rev of respective motor

就是這樣，通過使用它，每種顏色都會被泵送形成混合顏色，將與精確的白色體積，形成所需的色調(diào)。

第3步：設(shè)計(jì)

I我決定在SolidWorks中進(jìn)行設(shè)計(jì)，因?yàn)槲以谶^去的兩年里一直在研究它，并在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用了我所有的設(shè)計(jì)，減法制造和增材制造技術(shù)，同時(shí)牢記所有參數(shù)，包括使用自組件，緊湊和桌面友好的設(shè)計(jì)，精確，快速和經(jīng)濟(jì)高效。

經(jīng)過幾次迭代，我想出了這個(gè)設(shè)計(jì)，滿足了我的所有要求，我對結(jié)果非常滿意。

第4步：我們需要什么？

電子元件：

1x Arduino Uno

1x GRBL Shield

4x A4988步進(jìn)驅(qū)動程序

1x DC Jack

1x 13cmx9cm翹板開關(guān)

4x Nema 17

2x 15cm RGB LED燈條

1x 蜂鳴器

1x HC-05藍(lán)牙

硬件組件：

24x 624zz軸承

4x 50cm長硅膠管（外徑6mm，內(nèi)徑4mm）

1x 100mL測量氣缸

5x 100mL燒杯

30x M3x15螺栓

30x M3螺母

12x M4x20螺栓

16x M4x25螺栓

30x M4螺母

和一些M3和M4墊圈

工具：

激光切割機(jī)

3D打印機(jī)

Allen Keys

Plier

螺絲刀

烙鐵

膠槍

步驟5：激光切割

最初，我設(shè)計(jì)的框架由膠合板組成，但發(fā)現(xiàn)6毫米MDF也適用于這臺機(jī)器MDF的唯一問題是它容易受潮，并且油墨或顏料很可能會溢出到面板上。

為了解決這個(gè)問題，我使用的是黑色乙烯基板，僅添加總成本只需幾美元，但為機(jī)器提供了很好的磨砂效果。

在此之后，我已準(zhǔn)備好通過激光機(jī)切割我的面板了。

我正在附加下面的文件并已從文件中刪除該徽標(biāo)，以便您可以輕松添加：）

步驟6：3D打印

我經(jīng)歷了各種類型的泵，經(jīng)過大量的研究，我發(fā)現(xiàn)了蠕動泵完全符合我的要求。

但是大多數(shù)在互聯(lián)網(wǎng)上都是帶直流電機(jī)的泵，這些泵不是那么精確，在控制它們時(shí)會引起一些問題，另一方面，有些泵在那里使用Stepper Motors，但是它們的成本相當(dāng)高。

所以，我決定選擇3D印刷蠕動泵使用Nema 17馬達(dá)，幸運(yùn)的是，我通過Thingiverse上的鏈接，SILISAND制作了RALF蠕動泵的混音。 （特別感謝SILISAND和RALF的設(shè)計(jì)，這對我?guī)椭艽?。?/p>

因此，我將這個(gè)蠕動泵用于我的項(xiàng)目，大大降低了成本。

但是在打印之后并且測試了所有部件我意識到它們對于這個(gè)應(yīng)用來說并不是很完美。然后我通過增加其曲率來編輯軟管壓力管，以便它可以在軟管上施加更大的壓力，并且還編輯了支架安裝頂部，以便更好地抓住電機(jī)軸。

我的3D打印機(jī)設(shè)置：

材料（PLA）

層高（0.2mm）

外殼厚度（1.2mm）

填充密度（30％）

打印速度（50mm/s）

噴嘴溫度（210＆＃176; C）

支撐類型（無處不在）

平臺粘附類型（無）

您可以下載此項(xiàng)目中使用的所有文件 -

步驟7：軸承座

要組裝軸承座，我們需要以下部件：

1x 3D印刷軸承底座

1x 3D印刷軸承座頂部

6x 624zz軸承

3x M4x20螺栓

3x M4螺母

3x M4墊片

M4 Allen Key

如圖所示，將所有三個(gè)M4x20螺栓插入3D打印軸承安裝頂部，然后插入一個(gè)M4墊圈，隨后將兩個(gè)624zz軸承和另一個(gè)墊圈插入每個(gè)螺栓中。然后將M4螺母插入3D印刷軸承安裝底部，通過放置底部安裝件擰緊螺栓。

按照相同的步驟制作其他三個(gè)軸承安裝座。

步驟8：＆＃8203;準(zhǔn)備后面板

要組裝后面板，我們需要以下部件：

激光切割后面板

4x 3D印刷泵底座

16x M4螺母

8x M3x16螺栓

8x M3墊圈

4x Nema 17 Stepper電機(jī)

M3內(nèi)六角扳手

要準(zhǔn)備后面板，請使用3D打印泵底座并將M4螺母插入泵底座背面的插槽中如圖所示。同樣準(zhǔn)備其他三個(gè)泵底座。

現(xiàn)在將Nema 17步進(jìn)電機(jī)與后面板上的插槽從后側(cè)對齊，然后使用M3x15螺栓和墊圈安裝泵底座。并使用相同的步驟組裝所有電機(jī)和泵底座。

步驟9：組裝后面板上的所有泵

要組裝所有泵，我們需要以下部件：

電機(jī)和泵底座組裝后面板

4x軸承座

4x 3D打印軟管壓力板

4x 3D打印泵頂

li》

4x 50cm硅管（外徑6mm，內(nèi)徑4mm）

16x M4x25螺栓

將所有軸承座安裝在電機(jī)軸上。然后將硅管放在軸承座上，同時(shí)用3D打印的軟管壓力板按壓。并使用帶有M4x25螺栓的3d打印泵頂部關(guān)閉泵。

步驟10：準(zhǔn)備底部面板

要組裝底部面板，我們需要以下部件：

激光切割底部面板

1x Arduino Uno

1x GRBL Shield

4x A4988步進(jìn)驅(qū)動器

4x M3x15螺栓

4x M3 Nut

M3 Allen Key

使用M3x15螺栓和M3螺母在后面板上安裝Arduino Uno。之后在Arduino Uno上堆疊GRBL Shield，然后使用GRBL Shield上的A4988步進(jìn)驅(qū)動程序。

步驟11：組裝底部和前面板

要組裝底部和前面板，我們需要以下部件：

激光切割前面板

底部面板與電子元件組裝

6x M3x15螺栓

6x M3螺母

3D打印式燒杯架

將底部面板插入前面板的下部插槽中，并使用M3x15螺栓和M3螺母進(jìn)行固定。然后使用M3x15螺栓和M3螺母將3D打印式燒杯架固定到位。

步驟12：將管插入3D打印管支架

要組裝底部和前面板，我們需要以下部件：

完全組裝后面板

3D打印管支架

In此步驟，將所有四個(gè)管插入3D打印管支架的孔中。并確保一些管子穿過支架突出。

步驟13：將四個(gè)面板組裝在一起

要組裝正面，背面，頂部和底部面板，我們需要以下部件：

前面板和底部面板組件

后面板組件

頂部面板

冷白條帶

要組裝所有這些面板，首先將管架固定在燒杯架頂部。然后將LED燈條粘貼在頂部面板的底面上，然后將頂部面板插入后面板和前面板的插槽中。

步驟14：組裝電機(jī)線和側(cè)面板

To組裝電機(jī)線和側(cè)板我們將需要以下部件：

組裝四個(gè)面板

4x電機(jī)線

側(cè)板

24x M3x15螺栓

24x M3螺母

M3內(nèi)六角扳手

將電線插入電機(jī)插槽并關(guān)閉兩側(cè)面板。并使用M3x15螺栓和M3螺母修復(fù)面板。

步驟15：接線

按照原理圖通過以下方式連接所有電子設(shè)備：

將DC插孔固定在后面板的插槽中并連接連接到GRBL Shield的電源端子。

然后，將電機(jī)的電線插入步進(jìn)驅(qū)動器端子，如下所示 -

X -Stepper Driver（GRBL Shield） - 青色電機(jī)線

Y-Stepper驅(qū)動器（GRBL Shield） - 洋紅色電機(jī)線

Z-Stepper驅(qū)動器（GRBL屏蔽） - 黃色電機(jī)線

A步進(jìn)驅(qū)動器（GRBL Shield） - 關(guān)鍵電機(jī)線

注意：將GRBL Shield的A步和A方向跳線分別連接到引腳12和引腳13 。 （ A-Step和A-Direction的跳線可在電源端子上方使用）

在以下終端中連接HC-05藍(lán)牙 -

GND（HC-05） - GND（GRBL Shield）

5V（HC-05） - 5V（GRBL Shield）

RX（HC-05） - TX（GRBL Shield）

TX（HC-05） - RX（GRBL Shield）

連接以下蜂鳴器端子 -

-ve（蜂鳴器） - GND（GRBL Shield）

+ ve（蜂鳴器） - CoolEn Pin（GRBL Shield）

注意：為此機(jī)器供電至少12V/10Amp電源。

步驟16：電機(jī)校準(zhǔn)

之后給機(jī)器供電，通過USB線將Arduino連接到計(jì)算機(jī)，將校準(zhǔn)固件安裝到Arduino Uno。

下載下面給出的校準(zhǔn)代碼并將其上傳到Arduino Uno并執(zhí)行以下說明進(jìn)行校準(zhǔn)所有電機(jī)步驟。

上傳代碼后，打開波特率為38400的串口監(jiān)視器并同時(shí)啟用CR和NL。

現(xiàn)在命令校準(zhǔn)電機(jī)泵：

START

“泵到校準(zhǔn)”參數(shù)需要命令A(yù)rduino到哪個(gè)電機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)并且可以取值：

C =》 For Cyan Motor

M =》 For Magenta Motor

Y =》 For Yellow Motor

K =》 For Key Motor

等待泵將顏色加載到tu中加載后，如果有一些顏色拼寫，請清潔燒瓶，Arduino將等到您發(fā)送確認(rèn)命令開始校準(zhǔn)。發(fā)送“是”（不帶引號）開始校準(zhǔn)。

現(xiàn)在電機(jī)將顏色泵入我們將要使用量筒測量的燒瓶中。

一旦我們得到泵浦顏色的測量值，我們可以使用給定的公式找出所選電機(jī)的每單位步數(shù)（ml）：

5000 （Default steps）

Steps Per ML = --------------------

Measured Value

現(xiàn)在將主代碼中每個(gè)電機(jī)的每單位步數(shù)（ml）值放在給定的常量中：

line 7） const float Cspu =》 Holds the value for Steps per Unit of Cyan Motor

line 8） const float Mspu =》 Holds the value for Steps per Unit of Magenta Motor

line 9） const float Yspu =》 Holds the value for Steps per Unit of Yellow Motor

line 10） const float Kspu =》 Holds the value for Steps per Unit of Key Motor

注意：所有步驟和校準(zhǔn)期間，串行監(jiān)視器將顯示正確校準(zhǔn)電機(jī)的步驟。

步驟17：編碼

校準(zhǔn)電機(jī)后，下載制作顏色的主要代碼的時(shí)間。

下載下面給出的主代碼并將其上傳到Arduino Uno并使用可用命令來使用本機(jī)：

LOAD =》 Used to load the color pigment into the silicon tube.

CLEAN =》 Used to unload the color pigment into the silicon tube.

SPEED =》 Used to update the pumping speed of the device.

take the integer value representing the RPM of the motors.

Default is set 100 and can be updated from 100 to 400.

PUMP =》 Used to command the device to make desired colour.

takes the integer value representing Red value.

takes the integer value representing Green value.

takes the integer value representing Blue value.

takes the integer value representing the volume of white colour.

注意：在使用此代碼之前，請務(wù)必更新校準(zhǔn)代碼中每個(gè)電機(jī)的默認(rèn)步數(shù)值。

步驟18：我們已完成??！

你終于完成了！以下是最終產(chǎn)品的外觀和工作方式。

點(diǎn)擊此處查看實(shí)際操作

步驟19：未來范圍

因?yàn)樗俏业牡谝粋€(gè)原型，它比我預(yù)期的好得多但是它需要大量優(yōu)化。

以下是我正在尋找下一個(gè)版本的一些升級這臺機(jī)器 -

嘗試不同的油墨，顏色，油漆和顏料。

開發(fā)Android應(yīng)用程序，通過使用我們已安裝的藍(lán)牙，可以提供更好的用戶界面。

安裝顯示器和旋轉(zhuǎn)編碼器，使其成為獨(dú)立設(shè)備。

將尋找更好，更可靠的泵送選項(xiàng)。

安裝Google協(xié)助，使其更具響應(yīng)性和智慧。