Мы все видели, как принтеры используют чернила, и если вы были на ярмарке производителей, возможно, вам посчастливилось увидеть машину, печатающую шоколадом или тестом для блинов. Доцент RIT Тед Кинсман решил, что хочет печатать с кофе. «Много лет я думал о создании машины, которая могла бы рисовать за меня», - говорит он. «Поскольку у меня всегда есть остатки кофе, я подумал, что с ним будет интересно поиграть». Используя Arduino и XY-плоттер, он смог сделать именно это.
Он объясняет: «Машина позволяет экспериментировать с высотой капель, их размером, химическим составом капель, расстоянием между каплями и особенно с бумагой, на которую капли падают – все это влияет на результаты изображения. Arduino может хранить изображение размером примерно 80×100 пикселей. Это разрешение недостаточно высокое, чтобы напечатать различимые изображения большинства объектов, но, «на удивление», говорит Кинсман, «этих данных достаточно, чтобы человек мог распознать лицо».
Kinsman делает портрет, увеличивает контраст и преобразует его в файл PGM. Вы можете просмотреть этот пример кода (разработанный братом Кинсмана Энди), чтобы увидеть, как Кинсман преобразует PGM во что-то, что может прочитать Arduino. В эскизе печатается тестовая сетка, которую можно изменить, вставив изображение PGM и отрегулировав расстояние между каплями. По сути, оттенки серого преобразуются в массив точек, темнота которых соответствует продолжительности времени, в течение которого клапан пипетки открывается, чтобы выпустить каплю кофе.
Он использует сифон Мариотта, чтобы глубина кофе в резервуаре не влияла на давление, которое, в свою очередь, могло повлиять на размер капель.«Сифон Мариотта, - объясняет он, - представляет собой бутылку, которая позволяет воздуху поступать на определенный уровень резервуара - он позволяет вытягивать жидкость из резервуара и поддерживает очень постоянное давление. Я использую модифицированную бутылку для спортивной питья».
Клапан управляется Arduino с помощью геркона, который издает звуковой сигнал во время работы. «Звук оказывается отличным индикатором, позволяющим определить, засорен ли клапан подачи кофе», - говорит Кинсман. Поскольку ширина микропипетки составляет всего несколько миллиметров, даже очень маленькая частица кофейного зерна может вызвать засорение клапана. Шаговые двигатели, которые он использует, имеют довольно низкую мощность и могут работать только по одному, но кофе, похоже, не против.
Влага капель приводит к деформации бумаги, поэтому необходимо заранее отрегулировать высоту сопла, чтобы обеспечить необходимый зазор. Хотя это, безусловно, усложняет конфигурации, капли жидкости с кофеином, прилипшие к скручивающемуся листу бумаги, выглядят органично, расчетливо и красиво.
Kinsman также пришлось учитывать движение шагового двигателя и диаметр шкива, чтобы откалибровать расстояние между каплями, которые уменьшаются по мере высыхания. На создание отпечатков уходит около часа, а на полное высыхание бумаги уходит целый день.
В будущем Кинсман хочет поэкспериментировать с добавлением еще одного шагового двигателя, чтобы он мог создавать капельные спирографы для кофе, или использовать шприц, который мог бы «печатать очень вязкие материалы, такие как акриловая краска или даже еда».