Automatický drvič zemiakov: 5 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Projekty Fusion 360 »

Kedysi dávno som skúsil uvariť a roztlačiť nejaké zemiaky. Nemal som na túto prácu riadny riad, a tak som namiesto toho použil sitko…. neskončilo to dobre. A tak som si pomyslel: „Ako najľahšie roztlačiť zemiaky bez poriadnej maškrty?“Očividne si vezmete Arduino a náhradný servomotor a vybavíte epicky úžasný (napriek tomu veľmi nepraktický) automatizovaný stroj na zemiakovú kašu!

Zásoby

Elektronika:

• Arduino Uno (alebo podobné)
• DS3218 20 kg digitálne servo (alebo podobné)
• Napájanie 5V
• Dupontové káble
• USB kábel

Rôzne Hardvér:

• 4 x skrutky M2x6
• 4 x matice M2
• 4 x skrutky M3x8
• 4 x štvorhranné matice M3
• 2 x 3 x 8 x 4 mm ložiská

3D tlačené diely:

• Najvyššia čeľusť Masher + držiak motora
• Spodná čeľusť maškrty
• Spodná masherová doska
• 15 zubových čelných ozubených kolies (vodič)
• 10 zubových predĺžených ozubených kolies (poháňaných)
• Ľavá konzola
• Pravá konzola

Organické časti:

1 x Varený spud

Krok 1: Počiatočný prototyp

Pomocou konštrukcie hrebeňa a pastorka sme schopní ľahko previesť rotačný pohyb na lineárny pohyb. Alebo, inak povedané, konvertujte krútiaci moment motora na silu smerujúcu kolmo na povrch platne. 3D modelovanie bolo vykonané vo Fusion 360, čo umožnilo niekoľko rýchlych a špinavých prototypov, než som sa rozhodol pre konečný „pracovný“návrh.

Ako však môže byť na videu vyššie, reálna prevádzka nebola taká ideálna. Pretože sú všetky diely tlačené 3D, medzi kĺbmi existuje veľké množstvo trenia (konkrétne dva klzné kĺby určené na stabilizáciu čeľustí). Namiesto hladkého kĺzania nahor a nadol v kanáloch slúžia tieto dva kĺby ako otočný bod. A keďže pôsobíme neexcentrickou silou, označenou ružovou farbou (tj. Nepôsobí stredom tela), dôjde k rotácii hornej čeľuste okolo dvoch kontaktných bodov (označených ako oranžová bodka, s vygenerovaným momentom označeným ako oranžová šípka).

Preto bol potrebný redizajn. Stále sa mi páčila myšlienka ozubeného kolesa ako najjednoduchšej metódy generovania lineárneho pohybu z rotačného pohybu, ale bolo zrejmé, že vyžadujeme pôsobenie síl vo viacerých bodoch, aby sa zrušilo toto otáčanie hornej čeľuste.

A tak sa zrodila verzia 2 drviča zemiakov …

Krok 2: Verzia 2 - Druhýkrát Lucky

Ak sa vrátime späť k Fusion 360, prvým krokom bolo presunutie motora do centrálnejšej polohy a jeho umiestnenie v strede hornej čeľuste. Ďalej bolo navrhnuté predĺžené čelné ozubené koleso, ktoré bolo v zábere s hnacím ozubeným kolesom motora. Tento druhý čelný prevod by slúžil ako pastorok a teraz by poháňal dvojité ozubené koleso. Ako je zrejmé z vyššie uvedeného diagramu, to by nám umožnilo vygenerovať potrebné symetrické sily (znázornené ako ružové rovné šípky) na pohyb čeľuste hornej mashery bez toho, aby došlo k celkovému výraznému otočeniu hornej čeľuste.

Niektoré ďalšie implementácie dizajnu pre túto novú verziu:

• Ložiská používané na montáž predĺženého čelného ozubeného kolesa na každú z konzol, ktoré sa posúvajú po stojanoch.
• Spodná platňa mačadla, znázornená červenou farbou, bola navrhnutá tak, aby ju bolo možné ľahko odstrániť na účely prania.
• Strúhaný spodný roztlačovací tanier na pomoc pri prepichnutí a rozdrvení zemiakov.

Krok 3: 3D tlač, montáž a programovanie

Keď boli návrhy dokončené, bol čas začať stavbu! Tlač bola vykonaná na 3D tlačiarni Artillery Genius s červeným a čiernym PLA. Poznámka: PLA vlákno NIE JE považované za vhodné pre chodidlá. Ak máte v úmysle zostrojiť a použiť tento roztlačovač na prípravu jedla, zvážte tlač do PETG alebo iného potravinárskeho vlákna.

Servo bolo namontované na hornú čeľusť maséra pomocou skrutiek a matíc M3. Horná masírovacia doska bola pripevnená k stojanom pomocou dvoch konzol (vľavo a vpravo) a zaistená na mieste pomocou skrutiek a matíc M2. Na napájanie servomotora bolo použité externé 5V napájanie. Ďalšia poznámka: Nemali by ste sa pokúšať napájať servomotor pomocou 5V kolíka na Arduine. Tento kolík nemôže generovať dostatok prúdu na uspokojenie relatívne veľkých energetických požiadaviek serva. Mohlo by to mať za následok vypustenie magického dymu z vášho Arduina (t.j. neopraviteľné poškodenie). Dbajte na toto varovanie!

Arduino, servo a napájanie boli zapojené podľa vyššie uvedeného diagramu. Svorky +ve a -ve zdroja boli pripojené k +ve a GND motora, zatiaľ čo signálny vodič motora bol pripojený k pinu Arduino 9. Ešte jedna poznámka: Nezabudnite pripojiť GND motora aj na GND Arduina. Toto pripojenie poskytne potrebné referenčné napätie uzemnenia pre signálny vodič (všetky komponenty budú teraz zdieľať spoločnú referenciu uzemnenia). Bez toho sa váš motor pri odosielaní príkazov pravdepodobne nepohybuje.

Kód Arduino pre tento projekt využíva open-source knižnicu servo.h a je modifikáciou vzorového kódu zametania z uvedenej knižnice. Vzhľadom na to, že v čase písania článku som nemal prístup k tlačidlám, bol som nútený použiť sériovú komunikáciu a sériový terminál Arduino ako prostriedok na prenos príkazov do Arduina a servomotora. Inštrukcie „Posunúť motor nahor“a „Posunúť motor dole“je možné odoslať na servo odoslaním „1“a „2“v sériovom termináli počítača. V budúcich verziách môžu byť tieto príkazy namiesto toho ľahko nahradené príkazmi pomocou tlačidiel, čím sa odstráni potreba prepojenia počítača s Arduino.

Krok 4: Úspech

Teraz najdôležitejšia vec - varenie zemiakov! Tu je postup, ako uvariť Schmick zemiaky:

1. Stredný hrniec položte na sporák na stredne vysokú teplotu.
2. Keď varí, pridajte do hrnca zemiaky.
3. Varte, kým sa ľahko neprepichne vidličkou, presným nožom alebo iným ostrým predmetom. Obvykle to urobí 10-15 minút
4. Akonáhle budete pripravení, sceďte vodu a vložte svoje zemiaky, jeden po druhom, do automatického roztlačovača zemiakov a stlačte tlačidlo hrať.
5. Zemiakovú kašu oškrabte na tanier a užívajte si!

Et voila! Máme úžasnú zemiakovú kašu !!

Rím možno nebol postavený za deň, ale dnes sme dokázali, že zemiakové maškrtníky môžu byť!

Krok 5: Budúce zlepšenia

Aj keď sa táto verzia roztlačovača zemiakov ukázala ako vynikajúci dôkaz koncepcie, existuje niekoľko vylepšení, ktoré by mohli byť hodnotným doplnkom ďalšej verzie. Sú to tieto:

• Tlačidlá na ovládanie smeru motora. Používanie sériového monitora na komunikáciu očividne prináša do očí bijúce obmedzenia
• Dalo by sa vymyslieť puzdro - pravdepodobne namontované na hornú čeľusť roztlačovača. To by obsahovalo Arduino a možno aj batériu 5-7 V, aby bol celý dizajn prenosnejší.
• Materiál PETG alebo podobné potravinárske vlákno by bolo nevyhnutné pre každú verziu tohto produktu, ktorá by bola použitá v scenári reálneho sveta.
• Tesnejšie zaberanie predĺženého čelného ozubeného kolesa s hnacím čelným ozubeným kolesom. V celkovom dizajne došlo k určitému ohybu, čo bolo pravdepodobne spôsobené niektorými krehkými 3D tlačenými komponentmi. To znamenalo, že ozubené kolesá sa môžu namiesto mriežky pekne brúsiť, keď sa maškrte predstavia väčšie zemiaky (a teda aj väčšie krútiace momenty).