Automatische aardappelstamper - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Fusion 360-projecten »

Ooit probeerde ik wat aardappelen te koken en te pureren. Ik had niet het juiste keukengerei voor het werk, dus gebruikte ik in plaats daarvan een zeef…. het is niet goed afgelopen. Dus dacht ik bij mezelf: "wat is de gemakkelijkste manier om aardappelen te pureren zonder een goede stamper?" Vanzelfsprekend pak je je Arduino en een reserve-servomotor en tuig je een episch geweldige (maar zeer onpraktische) geautomatiseerde aardappelpureemachine op!

Benodigdheden

Elektronica:

• Arduino Uno (of vergelijkbaar)
• DS3218 20kg digitale servo (of vergelijkbaar)
• 5V voeding
• Dupont-draden
• USB-kabel

Diversen Hardware:

• 4 x M2x6 schroeven
• 4 x M2 moeren
• 4 x M3x8 schroeven
• 4 x M3 vierkante moeren
• 2 x 3x8x4mm lagers

3D-geprinte onderdelen:

• Topstamperkaak + motorsteun
• Bodemstamperkaak
• Bodemstamperplaat
• Tandwieltandwiel met 15 tanden (bestuurder)
• 10 tand langwerpig tandwiel (aangedreven)
• Linker beugel
• Rechter beugel

Organische delen:

1 x Gekookte Spud

Stap 1: Eerste prototype

Met behulp van een tandheugelontwerp zijn we in staat om rotatiebeweging eenvoudig om te zetten in lineaire beweging. Of, met andere woorden, zet het uitgangskoppel van de motor om in een kracht die loodrecht op het oppervlak van de stamperplaat is gericht. 3D-modellering werd uitgevoerd in Fusion 360, wat een snelle en vuile prototyping mogelijk maakte voordat ik besloot tot een definitief "werkend" ontwerp.

Zoals in de video hierboven kan zijn, was de operatie in de echte wereld echter niet zo ideaal. Omdat de componenten allemaal 3D-geprint zijn, bestaat er een grote hoeveelheid wrijving tussen de verbindingen (met name de twee glijdende verbindingen die zijn ontworpen om de kaken te stabiliseren). In plaats van soepel op en neer te schuiven binnen de kanalen, fungeren de twee gewrichten als een draaipunt. En aangezien we een niet-excentrische kracht uitoefenen, aangegeven in roze (dwz het wordt niet uitgeoefend door het midden van het lichaam), krijgen we een rotatie van die bovenkaak rond de twee contactpunten (gemarkeerd als een oranje stip, met het gegenereerde moment gemarkeerd als een oranje pijl).

Daarom was een herontwerp nodig. Ik vond het idee van tandheugel nog steeds de meest eenvoudige methode om lineaire beweging te genereren uit rotatiebeweging, maar het was duidelijk dat we op meerdere punten krachten moesten uitoefenen om deze rotatie van de bovenkaak teniet te doen.

En zo werd versie 2 van de aardappelstamper geboren…

Stap 2: Versie 2 - Tweede keer geluk

Terugkerend naar Fusion 360, was de eerste stap om de motor naar een meer centrale positie te verplaatsen, in het midden van de bovenkaak. Vervolgens werd een langwerpig tandwiel ontworpen en ingepast in het aandrijftandwiel van de motor. Dit tweede tandwiel zou fungeren als het rondsel en zou nu een opstelling met dubbele tandheugel aandrijven. Zoals te zien is in het bovenstaande diagram, zou dit ons in staat stellen om de nodige symmetrische krachten te genereren (afgebeeld als roze rechte pijlen) om de bovenkaak te bewegen, zonder dat de bovenkaak in het algemeen significant wordt gedraaid.

Enkele andere ontwerpimplementaties voor deze nieuwe versie:

• Lagers die worden gebruikt om het langwerpige tandwiel te monteren op elk van de beugels die langs de rekken glijden.
• De onderste stamperplaat, afgebeeld in rood, is zo ontworpen dat deze gemakkelijk kan worden verwijderd voor wasdoeleinden.
• Stamperplaat met geraspte bodem om te helpen bij het doorboren en pletten van de aardappel.

Stap 3: 3D printen, assembleren en programmeren

Toen de ontwerpen klaar waren, was het tijd om met de bouw te beginnen! Er werd geprint op een Artillery Genius 3D-printer, met rood en zwart PLA. Opmerking: PLA-filament wordt NIET als voetkwaliteit beschouwd. Als je WEL van plan bent om deze stamper te bouwen en te gebruiken voor het bereiden van een maaltijd, overweeg dan om te printen in PETG of ander filament van voedingskwaliteit.

De servo werd met behulp van de M3-schroeven en moeren op de bovenste stamperbek gemonteerd. De bovenste stamperplaat werd met de twee beugels (links en rechts) aan de rekken bevestigd en op zijn plaats vastgezet met de M2-schroeven en moeren. Een externe 5V-voeding werd gebruikt om de servomotor van stroom te voorzien. Nog een opmerking: u moet niet proberen de servomotor van stroom te voorzien met behulp van de 5V-pin op de Arduino. Deze pin kan niet genoeg stroom leveren om te voldoen aan de relatief grote vermogensvereisten van de servo. Als u dit doet, kan er magische rook uit uw Arduino komen (d.w.z. onherstelbare schade). Let op deze waarschuwing!

De Arduino, servo en voeding waren bedraad volgens het bovenstaande diagram. De +ve en -ve klemmen van de voeding waren verbonden met +ve en GND van de motor, terwijl de signaaldraad van de motor was verbonden met Arduino pin 9. Nog een opmerking: vergeet niet de GND van de motor aan te sluiten ook naar de GND van de Arduino. Deze verbinding levert de benodigde aardingsreferentiespanning voor de signaaldraad (alle componenten delen nu een gemeenschappelijke aardingsreferentie). Zonder dit zal uw motor waarschijnlijk niet bewegen wanneer opdrachten worden verzonden.

De Arduino-code voor dit project maakt gebruik van de servo.h open-sourcebibliotheek en is een wijziging van de sweep-voorbeeldcode uit de bibliotheek. Omdat ik op het moment van schrijven geen toegang had tot drukknoppen, was ik genoodzaakt om seriële communicatie en de Arduino seriële terminal te gebruiken als een middel om commando's over te brengen naar de Arduino en servomotor. "Move motor up" en "move motor down" instructies kunnen naar de servo worden gestuurd door respectievelijk een "1" en een "2" in de seriële terminal van een computer te sturen. In toekomstige versies kunnen deze opdrachten eenvoudig worden vervangen door drukknopopdrachten, waardoor de computer niet meer hoeft te communiceren met de Arduino.

Stap 4: Succes

Nu het belangrijkste: de aardappel koken! Hier zijn de stappen om een schmick-aardappel te koken:

1. Zet een middelgrote pan op het fornuis, op middelhoog vuur.
2. Zodra het kookt, voeg je de aardappelen toe aan de pan.
3. Kook tot het gemakkelijk doorboord kan worden met een vork, een exact mes of een ander scherp voorwerp. 10-15 minuten is meestal voldoende
4. Eenmaal klaar, zeef het water en plaats je aardappelen, één voor één, in de automatische aardappelstamper en druk op play.
5. Schraap de aardappelpuree op je bord en eet smakelijk!

En voila! We hebben heerlijke aardappelpuree!!

Rome is misschien niet in een dag gebouwd, maar vandaag hebben we bewezen dat aardappelstampers dat kunnen zijn!

Stap 5: Toekomstige verbeteringen

Hoewel deze versie van de aardappelstamper een geweldige proof-of-concept bleek te zijn, zijn er enkele verfijningen die waardevolle toevoegingen kunnen zijn aan de volgende versie. Ze zijn als volgt:

• Drukknoppen voor controle van de motorrichting. Het is duidelijk dat er duidelijke beperkingen zijn aan het gebruik van de seriële monitor voor communicatie
• Er zou een behuizing kunnen worden bedacht - die waarschijnlijk op de bovenbek van de stamper zal worden gemonteerd. Dit zou de Arduino bevatten, en mogelijk een 5-7V-batterij, om het hele ontwerp draagbaarder te maken.
• PETG-materiaal, of vergelijkbaar filament van voedingskwaliteit, zou een must zijn voor elke versie van dit product die in een echt scenario zou worden gebruikt.
• Nauwere ingrijping van het langgerekte tandwiel met het aandrijvende tandwiel. Er was een beetje flex in het algehele ontwerp, wat waarschijnlijk te wijten was aan enkele dunne 3D-geprinte componenten. Dit betekende dat de tandwielen mooi kunnen malen in plaats van fijnmazig, wanneer de stamper wordt gepresenteerd met grotere aardappelen (en dus grotere koppels).