Automatisk kartoffelmasker: 5 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Fusion 360 -projekter »

Engang forsøgte jeg at koge og mose nogle kartofler. Jeg havde ikke ordentlige redskaber til jobbet, så jeg brugte i stedet en sil … det endte ikke godt. Så jeg tænkte ved mig selv, "hvad er den nemmeste måde at mos kartofler uden en ordentlig masher?" Det er klart, at du tager fat i din Arduino og en ekstra servomotor og opretter en episk fantastisk (men meget upraktisk) automatiseret kartoffelmosemaskine!

Forbrugsvarer

Elektronik:

• Arduino Uno (eller lignende)
• DS3218 20kg digital servo (eller lignende)
• 5V strømforsyning
• Dupont -ledninger
• USB -kabel

Diverse Hardware:

• 4 x M2x6 skruer
• 4 x M2 møtrikker
• 4 x M3x8 skruer
• 4 x M3 firkantede nødder
• 2 x 3x8x4mm lejer

3D -trykte dele:

• Top Masher kæbe + motorophæng
• Bundmaskerkæbe
• Bundmaskerplade
• 15 tand tandhjul (driver)
• 10 tand langstrakt tandhjul (drevet)
• Venstre beslag
• Højre beslag

Organiske dele:

1 x Kogt Spud

Trin 1: Indledende prototype

Ved hjælp af et tandhjulsdesign er vi i stand til let at konvertere rotationsbevægelse til lineær bevægelse. Eller sagt på en anden måde, konverter motorens momentudgang til en kraft rettet vinkelret på masherpladeoverfladen. 3D -modellering blev udført i Fusion 360, hvilket muliggjorde nogle hurtige og beskidte prototyper, før jeg besluttede mig for et endeligt "fungerende" design.

Som det kan være i videoen ovenfor, var den virkelige verden imidlertid ikke så ideel. Da komponenterne alle er 3D -printede, eksisterer der en stor mængde friktion mellem leddene (specifikt de to glidesamlinger designet til at stabilisere kæberne). I stedet for at glide glat op og ned i kanalerne fungerer de to led som et omdrejningspunkt. Og da vi anvender en ikke-excentrisk kraft, markeret med lyserød (dvs. at den ikke påføres gennem midten af kroppen), får vi en rotation af den øverste kæbe omkring de to kontaktpunkter (markeret som en orange prik, med det genererede øjeblik markeret som en orange pil).

Derfor var et redesign påkrævet. Jeg kunne stadig godt lide tandhjulstanken som den mest enkle metode til at generere lineær bevægelse fra rotationsbevægelse, men det var klart, at vi krævede kræfter, der skulle påføres på flere punkter, for at annullere denne rotation af overkæben.

Og så blev version 2 af kartoffelmaskeren født …

Trin 2: Version 2 - Second Time Lucky

På vej tilbage til Fusion 360 var det første trin at flytte motoren til en mere central position og placere den i midten af den øverste kæbe. Dernæst blev et aflangt tandhjul designet og tilpasset motorens drivgear. Dette andet tandhjul ville fungere som tandhjulet og ville nu køre en dobbelt rack -opsætning. Som det kan ses i diagrammet ovenfor, ville dette give os mulighed for at generere de nødvendige symmetriske kræfter (afbildet som lyserøde lige pile) for at flytte den øverste maskerkæbe uden at generere væsentlig rotation af overkæben generelt.

Nogle andre designimplementeringer til denne nye version:

• Lejer bruges til at montere det aflange tandhjul til hver af beslagene, der glider langs stativerne.
• Bundmaskerpladen, afbildet med rødt, var designet, så den let kunne tages af til vask.
• Revet bundmaskerplade til hjælp med piercing og knusning af kartoflen.

Trin 3: 3D -udskrivning, samling og programmering

Da designet var færdigt, var det tid til at begynde bygningen! Udskrivning blev foretaget på en Artillery Genius 3D -printer med rød og sort PLA. Bemærk: PLA-filament betragtes IKKE som fodkvalitets. Hvis du har tænkt dig at bygge og bruge denne maskine til at forberede et måltid, kan du overveje at printe i PETG eller et andet filament af fødevarekvalitet.

Servoen blev monteret på den øverste masher kæbe ved hjælp af M3 skruer og møtrikker. Den øverste masherplade blev fastgjort til stativerne ved hjælp af de to beslag (venstre og højre) og fastgjort på plads med M2 -skruerne og møtrikkerne. En ekstern 5V forsyning blev brugt til at drive servomotoren. En anden note: Du bør ikke forsøge at drive servomotoren med 5V -stiften på Arduino. Denne pin kan ikke levere nok strøm til at tilfredsstille servoens relativt store strømbehov. Hvis du gør det, kan det resultere i udsendelse af magisk røg fra din Arduino (dvs. uoprettelig skade). Vær opmærksom på denne advarsel!

Arduino, servo og forsyning blev tilsluttet i henhold til diagrammet ovenfor. Forsyningens +ve og -ve terminaler blev forbundet til +ve og GND på motoren, mens motorens signalkabel var forbundet til Arduino pin 9. Endnu en note: Glem ikke at tilslutte motorens GND også til GND for Arduino. Denne forbindelse giver den nødvendige jordreferencespænding til signalkablet (alle komponenter vil nu dele en fælles jordreference). Uden dette vil din motor sandsynligvis ikke bevæge sig, når kommandoer sendes.

Arduino-koden til dette projekt anvender servo.h open source-biblioteket og er en ændring af sweep-eksempelkoden fra biblioteket. På grund af min mangel på adgang til trykknapper i skrivende stund blev jeg tvunget til at bruge seriel kommunikation og Arduino seriel terminal som et middel til at overføre kommandoer til Arduino- og servomotoren. "Flyt motor op" og "flyt motor ned" instruktioner kan sendes til servoen ved at sende henholdsvis "1" og "2" i en computers serielle terminal. I fremtidige versioner kan disse kommandoer let erstattes med trykknap -kommandoer i stedet, hvilket fjerner behovet for, at computeren har grænseflade med Arduino.

Trin 4: Succes

Nu er den vigtigste bit - kogning af kartoflen! Her er trinene til at koge en schmick -kartoffel:

1. Læg en medium gryde på komfuret, ved middelhøj varme.
2. Når de er kogt, tilsættes dine kartofler i gryden.
3. Kog indtil let gennemboret med en gaffel, exacto-kniv eller andre skarpe genstande. 10-15 minutter vil normalt gøre det
4. Når den er klar, sigt vandet og læg dine kartofler, en ad gangen, i den automatiske kartoffelmasker og tryk på play.
5. Skrab kartoffelmosen på din tallerken, og nyd!

Et voila! Vi har nogle dejlige kartoffelmos !!

Rom er måske ikke blevet bygget på en dag, men i dag beviste vi, at kartoffelmos kan være det!

Trin 5: Fremtidige forbedringer

Selvom denne version af kartoffelmaskeren viste sig at være et godt proof-of-concept, er der nogle forbedringer, der kan være værdifulde tilføjelser til den næste version. De er som følger:

• Trykknapper til styring af motorretningen. Der er naturligvis klare begrænsninger for at bruge den serielle skærm til kommunikation
• Et hus - der sandsynligvis vil blive monteret på den øverste maskerkæbe - kunne udtænkes. Dette ville rumme Arduino, og muligvis et 5-7V batteri, for at gøre hele designet mere bærbart.
• PETG-materiale eller lignende filament af fødevarekvalitet ville være et must for enhver version af dette produkt, der ville blive brugt i et virkeligt scenarie.
• Strammere indretning af det aflange tandhjul med drivsporet. Der var en smule fleks i det overordnede design, hvilket sandsynligvis skyldtes nogle spinkle 3D -printede komponenter. Dette betød, at tandhjulene kan slibe i stedet for at maske pænt ind, når masheren præsenteres med større kartofler (og dermed større drejningsmomenter).