Automatischer Kartoffelstampfer - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Fusion 360-Projekte »

Ich habe einmal versucht, ein paar Kartoffeln zu kochen und zu zerstampfen. Ich hatte nicht die richtigen Utensilien für den Job, also habe ich stattdessen ein Sieb verwendet…. es endete nicht gut. Also dachte ich mir: "Was ist der einfachste Weg, Kartoffeln ohne einen richtigen Stampfer zu zerstampfen?" Offensichtlich schnappen Sie sich Ihren Arduino und einen Ersatz-Servomotor und bauen eine episch großartige (aber sehr unpraktische) automatische Kartoffelstampfmaschine auf!

Lieferungen

Elektronik:

• Arduino Uno (oder ähnlich)
• DS3218 20kg Digitalservo (oder ähnlich)
• 5V Netzteil
• Dupont-Drähte
• USB-Kabel

Sonstiges Hardware:

• 4 x M2x6 Schrauben
• 4 x M2 Muttern
• 4 x M3x8 Schrauben
• 4 x M3 Vierkantmuttern
• 2 x 3x8x4mm Lager

3D-gedruckte Teile:

• Obere Stampferbacke + Motorhalterung
• Untere Stampferbacke
• Untere Stampferplatte
• 15-Zahn-Stirnrad (Treiber)
• 10 Zähne verlängertes Stirnrad (angetrieben)
• Linke Klammer
• Rechte Halterung

Organische Teile:

1 x Gekochter Spud

Schritt 1: Erster Prototyp

Mit einem Zahnstangen-Ritzel-Design sind wir in der Lage, Rotationsbewegungen einfach in Linearbewegungen umzuwandeln. Oder anders ausgedrückt, die Drehmomentabgabe des Motors in eine Kraft umwandeln, die senkrecht zur Stampferplattenoberfläche gerichtet ist. Die 3D-Modellierung wurde in Fusion 360 durchgeführt, was ein schnelles und schmutziges Prototyping ermöglichte, bevor ich mich für ein endgültiges "funktionierendes" Design entschied.

Wie im obigen Video zu sehen ist, war der reale Betrieb jedoch nicht so ideal. Da die Komponenten alle 3D-gedruckt sind, besteht eine große Reibung zwischen den Gelenken (insbesondere den beiden Gleitgelenken zur Stabilisierung der Kiefer). Anstatt in den Kanälen sanft auf und ab zu gleiten, fungieren die beiden Gelenke als Drehpunkt. Und da wir eine nicht-exzentrische Kraft anwenden, die rosa markiert ist (dh sie wird nicht durch die Körpermitte ausgeübt), erhalten wir eine Drehung dieses Aufsatzkiefers um die beiden Kontaktpunkte (markiert als oranger Punkt, mit dem erzeugten Moment als oranger Pfeil markiert).

Daher war eine Neugestaltung erforderlich. Die Idee mit Zahnstangen und Ritzel gefiel mir immer noch als einfachste Methode, um eine Linearbewegung aus einer Rotationsbewegung zu erzeugen, aber es war klar, dass wir Kräfte an mehreren Punkten aufbringen mussten, um diese Rotation der Aufsatzbacke aufzuheben.

Und so war Version 2 des Kartoffelstampfers geboren…

Schritt 2: Version 2 - Zweites Mal Glück

Zurück zu Fusion 360 bestand der erste Schritt darin, den Motor in eine zentrale Position zu bringen und ihn in der Mitte des Aufsatzbackens zu platzieren. Als nächstes wurde ein längliches Stirnrad konstruiert und mit dem Antriebszahnrad des Motors kämmt. Dieses zweite Stirnrad würde als Ritzel fungieren und würde nun eine Doppelzahnstangenanordnung antreiben. Wie in obigem Diagramm zu sehen ist, könnten wir damit die notwendigen symmetrischen Kräfte (dargestellt als rosa gerade Pfeile) erzeugen, um die Aufsatzbacke zu bewegen, ohne dass eine signifikante Rotation der Aufsatzbacke insgesamt erzeugt wird.

Einige andere Designimplementierungen für diese neue Version:

• Lager, die verwendet werden, um das längliche Stirnrad an jeder der Halterungen zu montieren, die entlang der Zahnstangen gleiten.
• Die untere Stampferplatte, rot dargestellt, wurde so gestaltet, dass sie zum Waschen leicht herausgenommen werden kann.
• Geriebener Bodenstampfer zum Einstechen und Zerkleinern der Kartoffel.

Schritt 3: 3D-Druck, Montage und Programmierung

Nachdem die Entwürfe fertig waren, war es an der Zeit, mit dem Bau zu beginnen! Gedruckt wurde auf einem Artillery Genius 3D-Drucker mit rotem und schwarzem PLA. Hinweis: PLA-Filament gilt NICHT als fußtauglich. Wenn Sie beabsichtigen, diesen Stampfer für die Zubereitung einer Mahlzeit zu bauen und zu verwenden, ziehen Sie bitte den Druck in PETG oder einem anderen lebensmitteltauglichen Filament in Betracht.

Das Servo wurde mit den M3-Schrauben und Muttern an der oberen Stampferbacke montiert. Die obere Stampferplatte wurde mit den beiden Halterungen (links und rechts) an den Racks befestigt und mit den M2-Schrauben und Muttern gesichert. Zur Stromversorgung des Servomotors wurde eine externe 5V-Versorgung verwendet. Noch ein Hinweis: Sie sollten nicht versuchen, den Servomotor über den 5V-Pin des Arduino mit Strom zu versorgen. Dieser Pin kann nicht genug Strom liefern, um den relativ großen Leistungsbedarf des Servos zu decken. Dies kann dazu führen, dass Ihr Arduino magischen Rauch ausstößt (dh irreparable Schäden). Beachten Sie diese Warnung!

Arduino, Servo und Versorgung wurden gemäß obigem Diagramm verdrahtet. Die Anschlüsse +ve und -ve der Versorgung wurden mit +ve und GND des Motors verbunden, während das Signalkabel des Motors mit Arduino Pin 9 verbunden war. Noch ein Hinweis: Vergessen Sie nicht, den GND des Motors anzuschließen auch an den GND des Arduino. Diese Verbindung liefert die erforderliche Massereferenzspannung für die Signalleitung (alle Komponenten teilen sich jetzt eine gemeinsame Massereferenz). Ohne dies wird sich Ihr Motor wahrscheinlich nicht bewegen, wenn Befehle gesendet werden.

Der Arduino-Code für dieses Projekt verwendet die Open-Source-Bibliothek servo.h und ist eine Modifikation des Sweep-Beispielcodes aus dieser Bibliothek. Da ich zum Zeitpunkt des Schreibens keinen Zugriff auf Drucktasten hatte, war ich gezwungen, die serielle Kommunikation und das serielle Arduino-Terminal als Mittel zur Übermittlung von Befehlen an den Arduino und den Servomotor zu verwenden. Die Anweisungen "Motor nach oben bewegen" und "Motor nach unten bewegen" können an den Servo gesendet werden, indem eine "1" bzw. eine "2" an den seriellen Anschluss eines Computers gesendet wird. In zukünftigen Versionen können diese Befehle stattdessen einfach durch Drucktastenbefehle ersetzt werden, sodass der Computer nicht mehr mit dem Arduino verbunden sein muss.

Schritt 4: Erfolg

Jetzt das Wichtigste - die Kartoffel kochen! Hier sind die Schritte, um eine Schmick-Kartoffel zu kochen:

1. Stellen Sie einen mittelgroßen Topf auf den Herd, bei mittlerer Hitze.
2. Nach dem Kochen die Kartoffeln in den Topf geben.
3. Kochen, bis es leicht mit einer Gabel, einem Exacto-Messer oder einem anderen scharfen Gegenstand durchstochen wird. 10-15 Minuten reichen normalerweise aus
4. Sobald Sie fertig sind, das Wasser abseihen und Ihre Kartoffeln nacheinander in den automatischen Kartoffelstampfer geben und auf Play drücken.
5. Kratzen Sie das Kartoffelpüree auf Ihren Teller und genießen Sie es!

Et voila! Wir haben ein köstliches Kartoffelpüree! !

Rom wurde vielleicht nicht an einem Tag erbaut, aber heute haben wir bewiesen, dass Kartoffelstampfer es können!

Schritt 5: Zukünftige Verbesserungen

Während sich diese Version des Kartoffelstampfers als großartiger Proof-of-Concept erwiesen hat, gibt es einige Verfeinerungen, die wertvolle Ergänzungen für die nächste Version sein könnten. Sie sind wie folgt:

• Drucktasten zur Steuerung der Motordrehrichtung. Offensichtlich gibt es eklatante Einschränkungen bei der Verwendung des seriellen Monitors für die Kommunikation
• Ein Gehäuse, das wahrscheinlich auf die obere Brechbacke montiert wird, könnte erdacht werden. Dies würde das Arduino und möglicherweise eine 5-7V-Batterie beherbergen, um das gesamte Design tragbarer zu machen.
• PETG-Material oder ein ähnliches Filament in Lebensmittelqualität ist ein Muss für jede Version dieses Produkts, die in einem realen Szenario verwendet wird.
• Engerer Eingriff des verlängerten Stirnrades mit dem antreibenden Stirnrad. Das Gesamtdesign war etwas flexibel, was wahrscheinlich auf einige fadenscheinige 3D-gedruckte Komponenten zurückzuführen war. Dies bedeutete, dass die Zahnräder gut mahlen, anstatt zu kämmen, wenn dem Stampfer größere Kartoffeln (und damit größere Drehmomente) präsentiert werden.