Автоматическая машина для картофельного пюре: 5 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Проекты Fusion 360 »

Однажды я попробовал сварить и размять картошку. У меня не было подходящей посуды для работы, поэтому я использовал ситечко … это не закончилось хорошо. Итак, я подумал: «Как проще всего размять картошку без надлежащего измельчителя?» Очевидно, вы берете свой Arduino и запасной серводвигатель и устанавливаете невероятно потрясающую (но крайне непрактичную) автоматизированную машину для затирания картофеля!

Запасы

Электроника:

• Arduino Uno (или аналогичный)
• Цифровой сервопривод DS3218 20 кг (или аналогичный)
• Источник питания 5В
• Dupont провода
• USB-кабель

Разное. Аппаратное обеспечение:

• 4 винта M2x6
• 4 гайки M2
• 4 винта M3x8
• 4 квадратные гайки M3
• 2 подшипника 3x8x4 мм

Детали, напечатанные на 3D-принтере:

• Верхняя челюсть Masher + крепление двигателя
• Нижняя челюсть Masher
• Нижняя плита измельчителя
• 15 зубчатая прямозубая шестерня (драйвер)
• Удлиненная прямозубая шестерня с 10 зубьями (с приводом)
• Левая скобка
• Правая скобка

Органические части:

1 х Вареный шпад

Шаг 1: начальный прототип

Используя конструкцию зубчатой рейки и шестерни, мы можем легко преобразовать вращательное движение в линейное. Или, другими словами, преобразуйте выходной крутящий момент двигателя в силу, направленную перпендикулярно поверхности прессующей пластины. Трехмерное моделирование выполнялось в Fusion 360, что позволило создать быстрое и грязное прототипирование, прежде чем я остановился на окончательном «рабочем» дизайне.

Однако, как видно на видео выше, реальная работа была не такой идеальной. Поскольку все компоненты напечатаны на 3D-принтере, существует большое трение между соединениями (в частности, между двумя скользящими шарнирами, предназначенными для стабилизации челюстей). Вместо того, чтобы плавно скользить вверх и вниз по каналам, два шарнира действуют как точка поворота. И поскольку мы применяем неэксцентрическую силу, отмеченную розовым цветом (то есть она не применяется через центр тела), мы получаем вращение этой верхней челюсти вокруг двух точек контакта (отмеченных оранжевой точкой, с генерируемым моментом, отмеченным оранжевой стрелкой).

Следовательно, потребовался редизайн. Мне все еще нравилась идея рейки и шестерни как наиболее простой метод создания линейного движения из вращательного движения, но было ясно, что нам нужно приложить силы в нескольких точках, чтобы нейтрализовать это вращение верхней челюсти.

Так родилась 2-я версия картофелесорезки …

Шаг 2: Версия 2 - Второй раз повезло

Возвращаясь к Fusion 360, первым шагом было переместить двигатель в более центральное положение, поместив его в середину верхней челюсти. Затем была разработана удлиненная прямозубая шестерня, которая зацепилась с ведущей шестерней двигателя. Эта вторая прямозубая шестерня будет действовать как ведущая шестерня и теперь будет приводить в движение двойную зубчатую рейку. Как видно на приведенной выше диаграмме, это позволит нам создать необходимые симметричные силы (обозначенные розовыми прямыми стрелками) для перемещения верхней челюсти измельчителя без создания значительного вращения верхней челюсти в целом.

Некоторые другие реализации дизайна для этой новой версии:

• Подшипники, используемые для крепления удлиненной прямозубой шестерни к каждому из кронштейнов, скользящих по стойкам.
• Нижняя плита пресса, изображенная красным, была сконструирована таким образом, чтобы ее можно было легко снять для стирки.
• Натертая нижняя плита для измельчения помогает протыкать и измельчать картофель.

Шаг 3: 3D-печать, сборка и программирование

Когда проект был готов, пришло время приступить к строительству! Печать производилась на 3D-принтере Artillery Genius с красно-черной PLA. Примечание: нить PLA НЕ считается футовой. Если вы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО собираетесь построить и использовать эту машину для приготовления еды, рассмотрите возможность печати на PETG или другой пищевой нити.

Сервопривод был установлен на верхней челюсти измельчителя с помощью винтов и гаек M3. Верхняя плита пресса была прикреплена к стойкам с помощью двух кронштейнов (левой и правой) и закреплена на месте винтами и гайками M2. Для питания серводвигателя использовалось внешнее питание 5 В. Еще одно замечание: вы не должны пытаться запитать серводвигатель с помощью вывода 5V на Arduino. Этот вывод не может обеспечить достаточный ток, чтобы удовлетворить относительно большие требования к мощности сервопривода. Это может привести к выбросу магического дыма из вашего Arduino (то есть к непоправимому повреждению). Обратите внимание на это предупреждение!

Arduino, сервопривод и питание были подключены согласно схеме выше. Клеммы + ve и -ve источника питания были подключены к + ve и GND двигателя, в то время как сигнальный провод двигателя был подключен к выводу 9 Arduino. Еще одно замечание: не забудьте подключить GND двигателя. к GND Arduino. Это соединение обеспечит необходимое опорное напряжение заземления для сигнального провода (теперь все компоненты будут иметь общий опорный заземляющий провод). Без этого ваш двигатель вряд ли будет двигаться при отправке команд.

Код Arduino для этого проекта использует библиотеку с открытым исходным кодом servo.h и является модификацией кода примера развертки из указанной библиотеки. Из-за отсутствия у меня доступа к кнопкам на момент написания статьи я был вынужден использовать последовательную связь и последовательный терминал Arduino в качестве средства передачи команд на Arduino и серводвигатель. Инструкции «Переместить двигатель вверх» и «Переместить двигатель вниз» могут быть отправлены сервоприводу путем отправки «1» и «2», соответственно, в последовательный терминал компьютера. В будущих версиях эти команды могут быть легко заменены кнопочными командами, избавляя компьютер от необходимости взаимодействовать с Arduino.

Шаг 4: Успех

А теперь самое главное - варить картошку! Вот шаги, чтобы сварить картофель шмика:

1. Поставьте среднюю кастрюлю на плиту на средний или сильный огонь.
2. После закипания добавьте в кастрюлю картофель.
3. Варить до тех пор, пока его легко не проткнуть вилкой, точным ножом или другим острым предметом. 10-15 минут обычно хватит
4. Когда все будет готово, процедите воду и поместите картофель по одному в автоматическую картофелевидку и нажмите кнопку воспроизведения.
5. Выложите картофельное пюре на тарелку и наслаждайтесь!

И вуаля! У нас есть восхитительное картофельное пюре !!

Возможно, Рим был построен не за один день, но сегодня мы доказали, что картофелесосы могут быть такими!

Шаг 5: Будущие улучшения

Несмотря на то, что эта версия картофелесилки оказалась отличным доказательством правильности концепции, есть некоторые усовершенствования, которые могут стать ценными дополнениями к следующей версии. Вот они:

• Кнопки для управления направлением двигателя. Очевидно, существуют явные ограничения на использование монитора последовательного порта для связи.
• Может быть разработан корпус, который, вероятно, будет установлен на верхней челюсти измельчителя. В нем будет размещаться Arduino и, возможно, батарея 5-7 В, чтобы сделать всю конструкцию более портативной.
• Материал ПЭТГ или аналогичная нить пищевого качества будет обязательным условием для любой версии этого продукта, которая будет использоваться в реальных условиях.
• Более плотное зацепление удлиненной прямозубой шестерни с ведущей прямозубой шестерней. В общем дизайне был небольшой прогиб, вероятно, из-за некоторых хлипких компонентов, напечатанных на 3D-принтере. Это означало, что шестерни могут измельчать вместо того, чтобы хорошо зацепляться, когда пресс-машина работает с более крупной картошкой (и, следовательно, с большим крутящим моментом).