Chương 1: Tổng quan thì nội dung của các chương còn lại tóm tắt như sau: Chương 2: Cơ sở lý thuyết Trình bày các lý thuyết về sơn, các vấn đề liên quan đến hệ thống cần thiết kế và công nghệ sử dụng trong các sản phẩm thực tiễn. Chương 3: Thiết kế phần cứng Trình bày yêu cầu phần cứng của hệ thống, đề xuất thiết kế phù hợp, lựa chọn thiết bị, sơ đồ khối và lưu đồ giải thuật điều khiển. BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 17 Chương 2. Cơ Sở Lý Thuyết Chương 4: Thiết kế phần mềm Trình bày yêu cầu thiết kế của phần mềm, từ đó sẽ thiết kế lưu đồ điều khiển và giao diện giám sát giữa người dùng và máy.
Chương 5: Kết quả thực hiện Trình bày kết quả thực nghiệm lí thuyết pha màu sơn đã đạt được, cả phần cứng lẫn phần mềm và đánh giá kết quả thực hiện. Chương 6: Kết luận và hướng phát triển Chương cuối trình bày các kết luận sau khi hoàn thành và định hướng phát triển, cải tiến mô hình. BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 18 Chương 2. Cơ Sở Lý Thuyết Chương 2.
Cơ Sở Lý Thuyết Chương này nêu ra lý thuyết về sơn và các vấn đề liên quan đến hệ thống cần thiết kế và công nghệ của đề tài. Cơ sở lý thuyết về sơn và pha trộn sơn 2. Khái niệm về sơn Sơn có thể ở dạng lỏng hoặc rắn mastic, là một dạng hỗn hợp. Khí cần tạo một lớp phủ cho một bề mặt thì cần pha sơn với dầu để sau khi nó khô sẽ tạo thành một lớp màng cứng bảo vệ bề mặt tiếp xúc.
Sơn được dùng để che phủ bề mặt vật liệu, hoặc nó cũng có thể dùng để tạo kết cấu cho các đối tượng để tăng tuổi thọ sử dụng. Sơn có nhiều màu và nhiều loại khác nhau, chẳng hạn như màu nước hoặc màu tổng hợp. Sơn được sử dụng phụ gia và dung môi tùy tỉ lệ phù hợp với từng nhu cầu khác nhau. Màu sắc phong phú và đa dạng, kết hợp đặc tính che phủ, bám dính linh hoạt được nhiều bề mặt khác nhau [6].1 Hình ảnh về sơn Các thành phần chính của sơn: Nhựa (40% - 60%): Alkyd, Acrylic, Epoxy, Polyurethane, Fluorocarbon.
• Tạo liên kết các thành phần của sơn. • Tạo độ kết dính cho sơn. • Tạo độ bền cho màn sơn. BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 19 Chương 2.
Cơ Sở Lý Thuyết Bột màu (7% - 40%): bột màu gốc, bột màu bổ sung, bột chống gỉ. • Tạo độ bền và độ cứng của màng sơn. Phụ gia (0% - 5%): Là các chất được pha thêm vào, giúp sơn phát huy được nhiều công dụng khác nhau như: giữ màu sắc được lâu hơn không bị phai, chịu được nhiệt cũng như những điều kiện thời tiết khác nhau, bên cạnh đó còn tăng độ bóng cứng, độ phủ và thời gian bảo quản của sơn. Một số tính chất đặc biệt của phụ gia như: • Chất làm khô tạo sức căng bề mặt.
• Chất chống nấm mốc. Dung môi (10% - 30%): Hòa tan nhựa và bột màu. Quy trình công nghệ sản xuất sơn Sơn nước là thành phần không thể thiếu để tô điểm cho một ngôi nhà đẹp. Mỗi loại sơn khác nhau sẽ có công đoạn sản xuất khác nhau.
Có thể nói quy trình sản xuất chính là yếu tố đặc biệt quan trọng bởi nó quyết định tới toàn bộ chất lượng sơn thành phẩm. Có 5 bước cơ bản trong một quy trình sản xuất sơn bao gồm: Ủ muối, nghiền sơn, pha sơn, lọc, đóng gói thành phẩm. Các bước trong quy trình được minh hoạ như hình 2. BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 20 Chương 2.
Cơ Sở Lý Thuyết Hình 2.2 Quy trình công nghệ sản xuất sơn Ủ muối: Các nguyên liệu gồm bột màu (oxit kim loại), bột độn (CaCO3, BaSO4, , Cao lanh, Talc…), phụ gia (chất phân tán, chất hoạt động bề mặt, chất tạo bọt…), nhựa latex (vinyl-acrylic, styrenacrylic) và nước sạch được đưa vào thùng ủ muối và khuấy với tốc độ thấp. Sau vài giờ ủ các nguyên liệu đạt đủ độ thấm ướt chất tạo màng và dung môi, tạo thành hỗn hợp nhão (paste) cho công đoạn nghiền [3]. Nghiền sơn: Sau khi các nguyên liệu (paste) sơn đã được ủ muối thì chúng sẽ được nguyền nhằm tạo ra dung dịch dạng mịn và nhuyễn hơn. Có 2 loại máy nghiền là dạng ngang và đứng, người ta căn cứ vào nhu cầu sản xuất về độ nhớt của paste mà sẽ sử dụng loại máy nghiền tương ứng.
Thời gian nghiền cũng khác nhau phụ thuộc vào loại bột màu, bột độn và yêu cầu về độ mịn của sơn. Bên cạnh đó, thiết bị nghiền sử dụng nhiều nước làm lạnh để tản nhiệt nhằm đảm bảo paste trong quá trình nghiền không bị nóng lên khiến lượng dung môi bị bay hơi ở nhiệt độ cao và tác động xấu đến các thành phần paste nghiền. Nước trước khi đưa vào máy nghiền phải được làm lạnh xuống 5 – 7 ℃ [3]. Pha sơn: Sau khi hoàn thành công đoạn nghiền, hỗn hợp đã đạt độ mịn theo yêu cầu thì sẽ đi vào quá trình pha sơn.
Hỗn hợp (paste) sơn được pha trong bể, có thể một bể pha một lô hoặc nhiều lô paste kết hợp pha chung. Bể pha có một máy khuấy liên tục trong quá trình pha sơn. Tại đây paste sơn đã đạt độ mịn và được bổ sung thêm đủ lượng chất tạo màng, dung môi, các phụ gia cần thiết và có thể chuyển sang công đoạn lọc [3]. BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 21 Chương 2.
Cơ Sở Lý Thuyết Lọc: Sau khi đã pha xong thì ta cần lọc lại để loại bỏ tạp chất hay cặn bám. Thông thường, chất thải của công đoạn này là nước thải và cặn sơn. Sau khi đạt được độ đồng nhất theo quy chuẩn thì có thể chuyển sang đóng gói [3]. Đóng gói: Đây là công đoạn cuối cùng của quy trình sản xuất.
Các sản phẩm sẽ được đóng thùng bằng hình thức tự động hoặc thủ công tuỳ vào nhà máy và vận chuyển vào kho chứa hàng. Ngoài 5 quá trình chính kể trên, để mỗi thùng sơn được ra đời, còn phải trải qua một số công đoạn phụ trợ và tỉ mỉ như: Vệ sinh, làm mát, máy lạnh khí nén, chưng cất dung môi [3]. Quy luật pha màu sơn Có hai quy luật pha màu chính được tạo ra là: cộng màu (additive) và trừ màu (subtractive). Nói một cách dễ hiểu thì những thứ phát ra ánh sáng như ánh mặt trời, màn hình, máy chiếu sử dụng phương pháp cộng màu, trong khi những vật phản chiếu ánh sáng khác thì sử dụng phương pháp trừ màu để pha.
Quy luật cộng màu: Đây là quy luật thường được áp dụng cho các sản phẩm kỹ thuật số như màn hình, máy chiếu, LED… Pha màu theo quy luật cộng màu sẽ dựa trên 3 màu là đỏ (Red), xanh lá cây (Green) và xanh lam (Blue). Chúng ta có thể tưởng tượng 3 màu cơ bản được chiếu trên một màn hình trắng, các vùng còn lại màn hình không được chiếu sáng và do đó nó có màu đen, vùng ánh sáng chồng lên nhau sẽ có màu khác tùy thuộc vào hai màu chồng lên nhau và mức độ của chúng. Vì mắt người chỉ nhạy cảm với 3 vùng quang phổ (gần tương ứng với vùng màu da cam, xanh lá cây (hay lục) và xanh lam trên quang phổ), khi phối màu chỉ cần dùng 3 nguồn sáng có màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam làm ba màu cơ bản (màu bậc 1) của hệ thống màu RGB. Nếu pha trộn 3 màu cơ bản với nhau theo các tỉ lệ khác nhau sẽ tạo ra tất cả các màu còn lại.
Còn nếu mức độ sáng bằng nhau sẽ cho màu trắng (ánh sáng). Nếu chúng ta trộn 2 trong 3 màu cơ bản của ánh sáng với nhau theo tỷ lệ bằng nhau sẽ tạo ra các màu bậc 2 bao gồm: Xanh lơ (Cyan), hồng sẫm (Magenta) và vàng (Yellow).3 mô tả quy luật pha màu cộng hay còn gọi là quy luật pha màu RGB [1]. BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 22 Chương 2. Cơ Sở Lý Thuyết Hình 2.3 Quy luật cộng màu của hệ màu RGB Quy luật trừ màu: Đây là quy tắc áp dụng cho sơn, thuốc nhuộm, màu vẽ, filter… Trong phép trừ màu, các màu xanh lơ, vàng, hồng sẫm được vẽ trên giấy trắng; ánh sáng đi qua những màu trong suốt này, mỗi màu trong số đó sẽ hoạt động như một bộ lọc loại bỏ một màu nhất định khi ánh sáng đi qua nó, nếu lọc cả ba màu đỏ, lục, lam thì sẽ cho ra vùng phủ màu đen.
Pha màu theo quy luật trừ màu sẽ dựa trên 3 màu cơ bản là xanh lơ (Cyan), hồng sẫm (Magenta) và vàng (Yellow) còn gọi là quy luật pha màu CMY. Pha màu theo phép trừ màu hoạt động trên cơ sở ánh sáng phản xạ. Do các trở ngại về kỹ thuật, người ta phải thêm mực màu đen thành hệ màu CMYK. Chính vì vậy, trong sơn, màu vẽ, in ấn, thuốc nhuộm, chỉ cần 4 màu là xanh lơ (C), hồng sẫm (M), vàng (Y) và đen (K) (trong đó K biểu thị cho màu đen), là pha trộn ra được tất cả các màu, trừ màu trắng [1].
Nếu chúng ta trộn hai màu cơ bản của hệ màu CMY với nhau theo tỷ lệ bằng nhau sẽ tạo ra các màu bậc 2 của hệ màu CMYK bao gồm: Đỏ (Red), xanh lá cây (Green) và xanh lam (Blue). BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 23 Chương 2. Cơ Sở Lý Thuyết Hình 2.4 Quy luật trừ màu của hệ màu CMYK Lựa chọn quy tắc pha màu cho hệ thống: Trong thực tế các hạt màu sơn không phải lý tưởng nên bảng pha màu (hay vòng tròn màu sắc) chỉ để định hướng cho các giải pháp sau này. Trong đồ án này, chúng em sử dụng nguyên tắc trừ màu và chọn 3 màu sơ cấp là đỏ (Red), vàng (Yellow), xanh dương (Blue) và màu trắng (White) để tăng độ sáng của màu.
Để thể hiện rõ nhất mối liên hệ màu sắc giữa các cấp bậc thì bánh xe màu là cơ sở của lý thuyết màu sắc, bởi nó cho thấy mối quan hệ rõ ràng nhất giữa các màu. Có 2 loại bánh xe màu: Bánh xe màu RYB và bánh xe màu RGB. Nhóm chúng em sẽ sử dụng bánh xe màu RYB để áp dụng cho việc pha màu của hệ thống. Bánh xe màu sắc RYB được tạo ra từ 12 sắc thái màu hoặc mở rộng hơn theo quy tắc giao thoa màu với nhau.
12 sắc thái màu cơ bản trong vòng tròn màu sắc bao gồm: Màu cấp 1 (cơ bản), màu cấp 2 và màu cấp 3. Màu cấp 1: Gồm 3 màu cơ bản là đỏ, vàng, xanh dương. Nếu ta lấy 3 màu này trộn cùng tỉ lệ với nhau sẽ cho ra màu đen.