Trituradora automàtica de patates: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Projectes Fusion 360 »

Hi havia una vegada que vaig intentar bullir i triturar unes patates. No tenia els estris adequats per a la feina, així que vaig utilitzar un colador … no va acabar bé. Llavors, em vaig pensar: "quina és la manera més senzilla de triturar patates sense un triturador adequat?" Viouslybviament, agafeu el vostre Arduino i un servomotor de recanvi i instal·leu una màquina de triturar de patates automatitzada de manera èpica (però molt impracticable).

Subministraments

Electrònica:

• Arduino Uno (o similar)
• Servo digital DS3218 de 20 kg (o similar)
• Alimentació de 5V
• Filferros de Dupont
• Cable USB

Misc. Maquinari:

• 4 cargols M2x6
• 4 x femelles M2
• 4 cargols M3x8
• 4 x femelles quadrades M3
• 2 coixinets de 3x8x4mm

Parts impreses en 3D:

• Màscara superior Masher + muntatge del motor
• Mandíbula inferior Masher
• Placa Trituradora inferior
• Engranatge de 15 dents (conductor)
• Engranatge d'esperó allargat de 10 dents (accionat)
• Suport esquerre
• Suport dret

Parts orgàniques:

1 x Spud bullit

Pas 1: prototip inicial

Mitjançant un disseny de pinyó i cremallera, podem convertir fàcilment el moviment de rotació en moviment lineal. O, dit d'una altra manera, converteix el parell de sortida del motor en una força dirigida perpendicularment a la superfície de la placa trituradora. El modelatge en 3D es va realitzar a Fusion 360, cosa que va permetre fer alguns prototips ràpids i bruts abans de decidir-me per un disseny final "en funcionament".

Tanmateix, com es pot veure al vídeo anterior, l'operació del món real no era tan ideal. Com que els components estan impresos en 3D, hi ha una gran quantitat de fricció entre les juntes (concretament les dues juntes lliscants dissenyades per estabilitzar les mandíbules). En lloc de lliscar suaument cap amunt i cap avall dins dels canals, les dues articulacions actuen com a punt de gir. I, com que estem aplicant una força no excèntrica, marcada en rosa (és a dir, no s’aplica pel centre del cos), obtenim una rotació d’aquella mandíbula superior sobre els dos punts de contacte (marcats com a punt taronja, amb el moment generat marcat com una fletxa taronja).

Per tant, calia un redisseny. Encara m’agradava la idea de pinyó i cremallera com el mètode més senzill de generar moviment lineal a partir del moviment de rotació, però era evident que exigíem que s’apliquessin forces en diversos punts, per tal de cancel·lar aquesta rotació de la mandíbula superior.

I així va néixer la versió 2 del triturador de patates …

Pas 2: versió 2: segona vegada per sort

Tornant a Fusion 360, el primer pas va ser moure el motor a una posició més central, situant-lo al centre de la mandíbula superior. A continuació, es va dissenyar un engranatge esperó allargat i engranat amb l'engranatge motriu del motor. Aquest segon engranatge d’esperons actuaria com a pinyó i ara conduiria una configuració de doble cremallera. Com es pot veure al diagrama anterior, això ens permetria generar les forces simètriques necessàries (representades com a fletxes rectes de color rosa) per moure la mandíbula superior, sense generar una rotació significativa de la mandíbula superior en general.

Algunes altres implementacions de disseny per a aquesta nova versió:

• Els coixinets que s’utilitzen per muntar l’engranatge d’esperó allargat a cadascun dels suports que llisquen al llarg dels bastidors.
• La placa inferior, representada en vermell, va ser dissenyada de manera que es pogués treure fàcilment per rentar-la.
• Placa trituradora de fons ratllada per ajudar a perforar i aixafar la patata.

Pas 3: impressió, muntatge i programació 3D

Amb els dissenys finalitzats, era hora de començar l’edifici. La impressió es va fer en una impressora 3D Artillery Genius, amb PLA vermell i negre. Nota: el filament PLA NO es considera de qualitat. Si teniu intenció de construir i utilitzar aquest triturador per preparar un menjar, considereu la possibilitat d’imprimir-lo en PETG o en un altre filament de qualitat alimentària.

El servo es va muntar a la mandíbula superior del triturador mitjançant els cargols i femelles M3. La placa superior esmunyedora es va fixar als bastidors mitjançant els dos suports (esquerra i dreta) i es va fixar al seu lloc amb els cargols i femelles M2. Es va utilitzar un subministrament extern de 5V per alimentar el servomotor. Una altra nota: no heu d’intentar alimentar el servomotor mitjançant el pin de 5 V de l’Arduino. Aquest pin no pot generar prou corrent per satisfer les necessitats d'energia relativament grans del servo. Si ho feu, pot provocar l’expulsió de fum màgic del vostre Arduino (és a dir, danys irreperables). Atenció a aquest advertiment.

L'Arduino, el servo i el subministrament es van connectar segons el diagrama anterior. Els terminals + ve i -ve del subministrament es van connectar a + ve i GND del motor, mentre que el cable de senyal del motor es va connectar al pin Arduino 9. Una altra nota: No oblideu connectar el GND del motor al GND de l'Arduino també. Aquesta connexió proporcionarà la tensió de referència de terra necessària per al cable de senyal (ara tots els components compartiran una referència de terra comuna). Sense això, el motor no es mourà probablement quan s’envien ordres.

El codi Arduino d’aquest projecte utilitza la biblioteca de codi obert servo.h i és una modificació del codi d’exemple d’escombrat d’aquesta biblioteca. A causa de la meva manca d’accés als botons de pulsació en el moment de l’escriptura, em vaig veure obligat a utilitzar la comunicació serial i el terminal serial Arduino com a mitjà per transmetre ordres a l’Arduino i al servomotor. Les instruccions "Mou el motor cap amunt" i "Mou el motor cap avall" es poden enviar al servo enviant un "1" i un "2", respectivament, al terminal sèrie d'un ordinador. En versions futures, aquestes ordres es poden substituir fàcilment per comandes de botó, eliminant la necessitat que l’ordinador s’interfaci amb l’Arduino.

Pas 4: èxit

Ara, el més important: bullir la patata! Aquests són els passos per bullir una patata schmick:

1. Col·loqueu una olla mitjana a la cuina, a foc mig-alt.
2. Un cop bullint, afegiu les patates a l’olla.
3. Bullir fins que es pugui perforar fàcilment amb una forquilla, un ganivet exacto o qualsevol altre objecte punxegut. Normalment ho faran entre 10 i 15 minuts
4. Quan estigueu a punt, coleu l’aigua i col·loqueu les patates, d’una en una, a la trituradora automàtica de patates i premeu play.
5. Raspeu el puré de patata al plat i gaudiu-ne!

Et voila! Tenim un puré de patata deliciós !!

Potser Roma no s’havia construït en un dia, però avui hem demostrat que els trituradors de patates poden ser-ho!

Pas 5: millores futures

Tot i que aquesta versió del triturador de patates va demostrar ser una gran prova de concepte, hi ha alguns perfeccionaments que podrien ser valuosos afegits a la següent versió. Són els següents:

• Polsadors per al control de la direcció del motor. Viouslybviament, hi ha limitacions flagrants a l’ús del monitor sèrie per a la comunicació
• Es podria idear una carcassa, susceptible de ser muntada a la mandíbula superior. Això allotjaria l’Arduino, i possiblement una bateria de 5-7V, per fer tot el disseny més portàtil.
• El material PETG o un filament alimentari similar seria imprescindible per a qualsevol versió d’aquest producte que s’utilitzés en un escenari del món real.
• Engranatge més estret de l’engranatge d’esperó allargat amb l’engranatge d’esperó motriu. Hi va haver una mica de flexió en el disseny general, que probablement es va deure a alguns components impresos en 3D. Això significava que els engranatges podrien moldre en lloc de mallar-se bé, quan el triturador es presenta amb patates més grans (i, per tant, parells més grans).