Αυτόματος πατατομηχανής: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Έργα Fusion 360 »

Μια φορά κι έναν καιρό, προσπαθούσα να βράσω και να πολτοποιήσω μερικές πατάτες. Δεν είχα κατάλληλα σκεύη για τη δουλειά, οπότε χρησιμοποίησα ένα φίλτρο αντί αυτού…. δεν τελειωσε καλα. Έτσι, σκέφτηκα μέσα μου, "ποιος είναι ο ευκολότερος τρόπος για να πολτοποιήσετε τις πατάτες χωρίς κατάλληλο πολτοποιητή;" Προφανώς, αρπάζετε το Arduino σας και έναν εφεδρικό σερβοκινητήρα και φτιάχνετε μια επικά φοβερή (αλλά εξαιρετικά άχρηστη) αυτοματοποιημένη μηχανή πολτοποίησης πατάτας!

Προμήθειες

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ:

• Arduino Uno (ή παρόμοιο)
• Digitalηφιακό σερβο DS3218 20kg (ή παρόμοιο)
• Τροφοδοσία 5V
• Καλώδια Dupont
• καλώδιο USB

Διάφορα Σκεύη, εξαρτήματα:

• 4 x βίδες M2x6
• 4 x Μ2 παξιμάδια
• 4 x βίδες M3x8
• 4 x τετράγωνα παξιμάδια Μ3
• 2 x ρουλεμάν 3x8x4mm

Τρισδιάστατα τυπωμένα μέρη:

• Top Masher Jaw + Motor Mount
• Κάτω σαγόνι Masher
• Πλάκα κατώτατου Masher
• 15 οδοντωτός τροχός (οδηγός)
• 10 οδοντωτό οδοντωτό γρανάζι (οδηγείται)
• Αριστερή αγκύλη
• Δεξιά αγκύλη

Οργανικά μέρη:

1 x Βρασμένο σπιρούνι

Βήμα 1: Αρχικό πρωτότυπο

Χρησιμοποιώντας ένα σχέδιο rack and pinion, είμαστε σε θέση να μετατρέψουμε εύκολα την περιστροφική κίνηση σε γραμμική κίνηση. Or, αλλιώς, μετατρέψτε την απόδοση ροπής του κινητήρα σε δύναμη κατευθυνόμενη κάθετα προς την επιφάνεια της πλάκας του μηχανήματος. Η τρισδιάστατη μοντελοποίηση πραγματοποιήθηκε στο Fusion 360, η οποία επέτρεψε κάποια γρήγορη και βρώμικη πρωτοτυπία πριν καταλήξω σε ένα τελικό σχέδιο "εργασίας".

Ωστόσο, όπως μπορεί να γίνει στο παραπάνω βίντεο, η λειτουργία του πραγματικού κόσμου δεν ήταν τόσο ιδανική. Καθώς τα συστατικά είναι όλα τρισδιάστατα τυπωμένα, υπάρχει μεγάλη ποσότητα τριβής μεταξύ των αρθρώσεων (συγκεκριμένα οι δύο συρόμενες αρθρώσεις που έχουν σχεδιαστεί για να σταθεροποιούν τις γνάθους). Αντί να ολισθαίνουν ομαλά πάνω -κάτω μέσα στα κανάλια, οι δύο αρθρώσεις λειτουργούν ως σημείο περιστροφής. Και, επειδή εφαρμόζουμε μια μη εκκεντρική δύναμη, σημειωμένη με ροζ χρώμα (δηλαδή δεν εφαρμόζεται στο κέντρο του σώματος), έχουμε μια περιστροφή αυτής της άνω γνάθου για τα δύο σημεία επαφής (σημειωμένη ως πορτοκαλί κουκκίδα, με την παραγόμενη στιγμή να σημειώνεται ως πορτοκαλί βέλος).

Ως εκ τούτου, απαιτήθηκε επανασχεδιασμός. Μου άρεσε ακόμα η ιδέα του rack and pinion ως η πιο απλή μέθοδος δημιουργίας γραμμικής κίνησης από περιστροφική κίνηση, αλλά ήταν σαφές ότι απαιτούσαμε να εφαρμοστούν δυνάμεις σε πολλά σημεία, ώστε να ακυρωθεί αυτή η περιστροφή της άνω γνάθου.

Και έτσι, γεννήθηκε η έκδοση 2 του πολτοποιητή πατάτας…

Βήμα 2: Έκδοση 2 - Δεύτερη φορά τυχερή

Επιστρέφοντας στο Fusion 360, το πρώτο βήμα ήταν να μετακινήσουμε τον κινητήρα σε μια πιο κεντρική θέση, τοποθετώντας τον στη μέση της άνω γνάθου. Στη συνέχεια, σχεδιάστηκε ένα μακρόστενο γρανάζι και αναμίχθηκε με τον οδοντωτό εξοπλισμό του κινητήρα. Αυτός ο δεύτερος κινητήρας θα λειτουργούσε ως το πείρο και θα οδηγούσε τώρα μια ρύθμιση διπλού ραφιού. Όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα, αυτό θα μας επέτρεπε να δημιουργήσουμε τις απαραίτητες συμμετρικές δυνάμεις (που απεικονίζονται ως ροζ ίσια βέλη) για να μετακινήσουμε την κορυφαία σιαγόνα, χωρίς γενικά σημαντική περιστροφή της άνω γνάθου συνολικά.

Ορισμένες άλλες εφαρμογές σχεδιασμού για αυτήν τη νέα έκδοση:

• Ρουλεμάν που χρησιμοποιούνται για την τοποθέτηση του μακρόστενου γραναζιού σε κάθε ένα από τα στηρίγματα που γλιστρούν κατά μήκος των σχαρών.
• Η κάτω πλάκα, με κόκκινο χρώμα, σχεδιάστηκε έτσι ώστε να μπορεί να αφαιρεθεί εύκολα για πλύσιμο.
• Τριμμένο κάτω πιάτο πολτοποίησης για να βοηθήσει στη διάτρηση και τη σύνθλιψη της πατάτας.

Βήμα 3: Τρισδιάστατη εκτύπωση, συναρμολόγηση και προγραμματισμός

Με την ολοκλήρωση των σχεδίων, ήρθε η ώρα να ξεκινήσουμε το κτίριο! Η εκτύπωση έγινε σε εκτυπωτή Artillery Genius 3D, με κόκκινο και μαύρο PLA. Σημείωση: Το νήμα PLA ΔΕΝ θεωρείται πόδι. Εάν σκοπεύετε να φτιάξετε και να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον πολτοποιητή για την προετοιμασία ενός γεύματος, σκεφτείτε την εκτύπωση σε PETG ή άλλο νήμα ποιότητας τροφίμων.

Το σερβο ήταν τοποθετημένο στο άνω σαγόνι μηχανής χρησιμοποιώντας τις βίδες και τα παξιμάδια Μ3. Η επάνω πλάκα μάστερ στερεώθηκε στα ράφια χρησιμοποιώντας τα δύο στηρίγματα (αριστερά και δεξιά) και στερεώθηκε στη θέση της με τις βίδες και τα παξιμάδια Μ2. Χρησιμοποιήθηκε εξωτερική τροφοδοσία 5V για την τροφοδοσία του σερβοκινητήρα. Μια άλλη σημείωση: Δεν πρέπει να επιχειρήσετε να τροφοδοτήσετε τον σερβοκινητήρα χρησιμοποιώντας τον πείρο 5V στο Arduino. Αυτός ο πείρος δεν μπορεί να παράγει αρκετό ρεύμα για να ικανοποιήσει τις σχετικά μεγάλες απαιτήσεις ισχύος του σερβο. Κάτι τέτοιο μπορεί να οδηγήσει στην εκτόξευση μαγικού καπνού από το Arduino (δηλαδή ανεπανόρθωτη ζημιά). Προσέξτε αυτήν την προειδοποίηση!

Το Arduino, το σερβο και η παροχή συνδέθηκαν σύμφωνα με το παραπάνω διάγραμμα. Οι ακροδέκτες +ve και -ve της τροφοδοσίας συνδέθηκαν με το +ve και το GND του κινητήρα, ενώ το καλώδιο σήματος του κινητήρα συνδέθηκε με τον πείρο Arduino 9. Μια άλλη σημείωση: Μην ξεχάσετε να συνδέσετε το GND του κινητήρα στο GND του Arduino επίσης. Αυτή η σύνδεση θα παρέχει την απαραίτητη τάση αναφοράς γείωσης για το καλώδιο σήματος (όλα τα εξαρτήματα θα έχουν πλέον μια κοινή αναφορά γείωσης). Χωρίς αυτό, ο κινητήρας σας δεν θα μετακινηθεί κατά την αποστολή των εντολών.

Ο κώδικας Arduino για αυτό το έργο χρησιμοποιεί τη βιβλιοθήκη ανοιχτού κώδικα servo.h και είναι μια τροποποίηση του παραδείγματος κώδικα σάρωσης από την εν λόγω βιβλιοθήκη. Λόγω της έλλειψης πρόσβασής μου στα κουμπιά ώρας κατά τη συγγραφή, αναγκάστηκα να χρησιμοποιήσω σειριακή επικοινωνία και το σειριακό τερματικό Arduino, ως μέσο μεταφοράς εντολών στο Arduino και τον σερβοκινητήρα. Οι οδηγίες "Μετακινήστε τον κινητήρα προς τα πάνω" και "Μετακινήστε τον κινητήρα προς τα κάτω" μπορούν να σταλούν στο σερβίς στέλνοντας ένα "1" και ένα "2", αντίστοιχα, στο σειριακό τερματικό ενός υπολογιστή. Σε μελλοντικές εκδόσεις, αυτές οι εντολές μπορούν εύκολα να αντικατασταθούν με εντολές με κουμπιά, αφαιρώντας την ανάγκη διασύνδεσης του υπολογιστή με το Arduino.

Βήμα 4: Επιτυχία

Τώρα, το πιο σημαντικό κομμάτι - βράσιμο της πατάτας! Ακολουθούν τα βήματα για να βράσετε μια πατάτα schmick:

1. Τοποθετήστε μια μέτρια κατσαρόλα στη σόμπα, σε μέτρια προς δυνατή φωτιά.
2. Μόλις βράσει, προσθέστε τις πατάτες σας στην κατσαρόλα.
3. Βράζετε μέχρι να τρυπηθεί εύκολα με ένα πιρούνι, ακριβές μαχαίρι ή οποιοδήποτε άλλο αιχμηρό αντικείμενο. Συνήθως το κάνουν 10-15 λεπτά
4. Μόλις είστε έτοιμοι, στραγγίστε το νερό και τοποθετήστε τις πατάτες σας, μία κάθε φορά, στον αυτόματο πολτοποιητή πατάτας και πατήστε play.
5. Ξύστε την πουρέ πατάτας στο πιάτο σας και απολαύστε!

Et voila! Έχουμε ένα υπέροχο πουρέ πατάτας !!

Η Ρώμη μπορεί να μην χτίστηκε σε μια μέρα, αλλά σήμερα αποδείξαμε ότι οι πατατομηχανές μπορούν να είναι!

Βήμα 5: Μελλοντικές βελτιώσεις

Ενώ αυτή η έκδοση του πατατομηχανή αποδείχθηκε μια μεγάλη απόδειξη της ιδέας, υπάρχουν ορισμένες βελτιώσεις που θα μπορούσαν να είναι πολύτιμες προσθήκες στην επόμενη έκδοση. Είναι οι εξής:

• Κουμπιά για έλεγχο της κατεύθυνσης του κινητήρα. Προφανώς, υπάρχουν σαφείς περιορισμοί στη χρήση της σειριακής οθόνης για επικοινωνία
• Θα μπορούσε να σχεδιαστεί ένα περίβλημα - πιθανότατα τοποθετημένο στο επάνω σαγόνι μηχανής. Αυτό θα στεγάσει το Arduino, και πιθανώς μια μπαταρία 5-7V, για να κάνει όλο το σχέδιο πιο φορητό.
• Το υλικό PETG ή παρόμοιο νήμα ποιότητας τροφίμων, θα πρέπει να είναι απαραίτητο για οποιαδήποτε έκδοση αυτού του προϊόντος που θα χρησιμοποιηθεί σε πραγματικό σενάριο.
• Πιο σφιχτό πλέγμα του επιμήκους γραναζιού με το οδοντωτό εργαλείο κίνησης. Υπήρχε μια μικρή ευελιξία στο συνολικό σχεδιασμό, το οποίο πιθανότατα οφείλεται σε μερικά εύθραυστα τρισδιάστατα εξαρτήματα. Αυτό σήμαινε ότι τα γρανάζια μπορεί να αλέθονται αντί να πλέκονται όμορφα, όταν ο πολτοποιητής παρουσιάζεται με μεγαλύτερες πατάτες (και επομένως μεγαλύτερες ροπές).