Triturador de patatas automático: 5 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Proyectos Fusion 360 »

Érase una vez, intenté hervir y triturar unas patatas. No tenía los utensilios adecuados para el trabajo, así que usé un colador en su lugar…. eso no termino bien. Entonces, me dije a mí mismo, "¿cuál es la forma más fácil de hacer puré de papas sin un machacador adecuado?" ¡Obviamente, usted toma su Arduino y un servomotor de repuesto y monta una máquina automática de puré de papas increíblemente increíble (pero muy poco práctica)!

Suministros

Electrónica:

• Arduino Uno (o similar)
• Servo digital DS3218 de 20 kg (o similar)
• Fuente de alimentación 5V
• Alambres Dupont
• cable USB

Misc. Hardware:

• 4 x tornillos M2x6
• 4 x tuercas M2
• 4 x tornillos M3x8
• 4 x tuercas cuadradas M3
• 2 x rodamientos de 3x8x4 mm

Piezas impresas en 3D:

• Mordaza de trituradora superior + Soporte de motor
• Mandíbula de trituradora inferior
• Placa de trituradora inferior
• Engranaje de dientes rectos de 15 dientes (conductor)
• Engranaje recto alargado de 10 dientes (impulsado)
• Soporte izquierdo
• Soporte derecho

Partes orgánicas:

1 x Spud hervido

Paso 1: Prototipo inicial

Con un diseño de piñón y cremallera, podemos convertir fácilmente el movimiento de rotación en movimiento lineal. O, dicho de otra manera, convierta la salida de par del motor en una fuerza dirigida perpendicular a la superficie de la placa trituradora. El modelado 3D se realizó en Fusion 360, lo que permitió una rápida y sucia creación de prototipos antes de decidirme por un diseño final "funcional".

Sin embargo, como puede verse en el video de arriba, la operación en el mundo real no fue tan ideal. Como todos los componentes están impresos en 3D, existe una gran cantidad de fricción entre las articulaciones (específicamente las dos articulaciones deslizantes diseñadas para estabilizar las mordazas). En lugar de deslizarse suavemente hacia arriba y hacia abajo dentro de los canales, las dos articulaciones actúan como un punto de pivote. Y, dado que estamos aplicando una fuerza no excéntrica, marcada en rosa (es decir, no se aplica a través del centro del cuerpo), obtenemos una rotación de esa mandíbula superior alrededor de los dos puntos de contacto (marcados como un punto naranja, con el momento generado marcado como una flecha naranja).

Por lo tanto, se requirió un rediseño. Todavía me gustó la idea de piñón y cremallera como el método más simple de generar movimiento lineal a partir del movimiento de rotación, pero estaba claro que necesitábamos que se aplicaran fuerzas en múltiples puntos para cancelar esta rotación de la mandíbula superior.

Y así nació la versión 2 del machacador de patatas …

Paso 2: Versión 2 - Segunda vez con suerte

Volviendo a Fusion 360, el primer paso fue mover el motor a una posición más central, colocándolo en el medio de la mandíbula superior. A continuación, se diseñó un engranaje recto alargado y se engranó con el engranaje impulsor del motor. Este segundo engranaje recto actuaría como piñón y ahora conduciría una configuración de cremallera doble. Como se puede ver en el diagrama anterior, esto nos permitiría generar las fuerzas simétricas necesarias (representadas como flechas rectas rosadas) para mover la mandíbula superior del triturador, sin generar una rotación significativa de la mandíbula superior en general.

Algunas otras implementaciones de diseño para esta nueva versión:

• Se utilizan cojinetes para montar el engranaje recto alargado en cada uno de los soportes que se deslizan a lo largo de los bastidores.
• La placa trituradora inferior, representada en rojo, se diseñó para que se pudiera quitar fácilmente para lavarla.
• Placa trituradora de fondo rallada para ayudar a perforar y triturar la papa.

Paso 3: Impresión, montaje y programación 3D

Con los diseños finalizados, ¡era hora de comenzar la construcción! La impresión se realizó en una impresora 3D Artillery Genius, con PLA rojo y negro. Nota: el filamento PLA NO se considera apto para el pie. Si tiene la intención de construir y utilizar este triturador para preparar una comida, considere imprimir en PETG u otro filamento apto para alimentos.

El servo se montó en la mordaza superior del triturador utilizando tornillos y tuercas M3. La placa del triturador superior se sujetó a los bastidores utilizando los dos soportes (izquierdo y derecho) y se aseguró en su lugar con los tornillos y tuercas M2. Se utilizó una fuente de alimentación externa de 5 V para alimentar el servomotor. Otra nota: no debe intentar encender el servomotor usando el pin de 5V en el Arduino. Este pin no puede generar suficiente corriente para satisfacer los requisitos de potencia relativamente grandes del servo. Hacerlo puede resultar en la expulsión de humo mágico de su Arduino (es decir, daño irreparable). ¡Preste atención a esta advertencia!

El Arduino, el servo y el suministro se conectaron de acuerdo con el diagrama anterior. Los terminales + ve y -ve del suministro se conectaron a + ve y GND del motor, mientras que el cable de señal del motor se conectó al pin 9 de Arduino. Otra nota más: no olvide conectar el GND del motor al GND del Arduino también. Esta conexión proporcionará el voltaje de referencia de tierra necesario para el cable de señal (todos los componentes compartirán ahora una referencia de tierra común). Sin esto, es probable que su motor no se mueva cuando se envíen los comandos.

El código Arduino para este proyecto utiliza la biblioteca de código abierto servo.h, y es una modificación del código de ejemplo de barrido de dicha biblioteca. Debido a mi falta de acceso a los botones en el momento de escribir este artículo, me vi obligado a usar la comunicación en serie y el terminal en serie Arduino como medio para transmitir comandos al Arduino y al servomotor. Las instrucciones "Mover el motor hacia arriba" y "Mover el motor hacia abajo" se pueden enviar al servo enviando un "1" y un "2", respectivamente, en el terminal serial de una computadora. En versiones futuras, estos comandos se pueden reemplazar fácilmente con comandos de botón, eliminando la necesidad de que la computadora interactúe con Arduino.

Paso 4: ¡Éxito

Ahora, lo más importante: ¡hervir la papa! Estos son los pasos para hervir una patata schmick:

1. Coloque una olla mediana en la estufa, a fuego medio-alto.
2. Una vez que hierva, agregue las papas a la olla.
3. Hierva hasta que se pueda perforar fácilmente con un tenedor, un cuchillo exacto o cualquier otro objeto afilado. Por lo general, 10-15 minutos lo harán
4. Una vez que esté listo, cuele el agua y coloque sus papas, una a la vez, en el machacador de papas automático y presione play.
5. ¡Raspe el puré de papa en su plato y disfrútelo!

Et voila! ¡Tenemos un delicioso puré de papa!

Puede que Roma no se haya construido en un día, ¡pero hoy hemos demostrado que las trituradoras de patatas pueden serlo!

Paso 5: Mejoras futuras

Si bien esta versión del machacador de patatas demostró ser una gran prueba de concepto, hay algunas mejoras que podrían ser valiosas adiciones a la próxima versión. Son los siguientes:

• Pulsadores para el control de la dirección del motor. Obviamente, existen limitaciones evidentes en el uso del monitor en serie para la comunicación.
• Se podría diseñar una carcasa, que probablemente se montará en la mordaza superior del triturador. Esto albergaría el Arduino, y posiblemente una batería de 5-7V, para hacer que todo el diseño sea más portátil.
• El material PETG, o un filamento similar de grado alimenticio, sería imprescindible para cualquier versión de este producto que se utilizaría en un escenario del mundo real.
• Engranaje más apretado del engranaje recto alargado con el engranaje recto impulsor. Hubo un poco de flexibilidad en el diseño general, lo que probablemente se debió a algunos componentes impresos en 3D endebles. Esto significa que los engranajes pueden triturar en lugar de engranar bien, cuando el machacador se presenta con papas más grandes (y por lo tanto pares de torsión más grandes).