Máy nghiền khoai tây tự động: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Các dự án Fusion 360 »

Ngày xưa, tôi đã thử luộc và nghiền một ít khoai tây. Tôi không có đồ dùng thích hợp cho công việc, vì vậy tôi đã sử dụng một cái rây lọc để thay thế…. nó đã không kết thúc tốt đẹp. Vì vậy, tôi tự nghĩ, "cách dễ nhất để nghiền khoai tây mà không cần một máy nghiền thích hợp là gì?" Rõ ràng, bạn lấy Arduino của mình và một động cơ servo dự phòng và lắp ráp một máy nghiền khoai tây tự động tuyệt vời (nhưng rất phi thực tế)!

Quân nhu

Thiết bị điện tử:

• Arduino Uno (hoặc tương tự)
• DS3218 20kg servo kỹ thuật số (hoặc tương tự)
• Nguồn điện 5V
• Dây Dupont
• cáp USB

Khác. Phần cứng:

• 4 x vít M2x6
• 4 x đai ốc M2
• 4 x vít M3x8
• 4 x M3 đai ốc vuông
• Vòng bi 2 x 3x8x4mm

Bộ phận in 3D:

• Đầu Masher Jaw + Giá đỡ động cơ
• Bottom Masher Jaw
• Tấm Masher phía dưới
• 15 Răng Spur Gear (Trình điều khiển)
• 10 Răng kéo dài Spur Gear (Dẫn động)
• Dấu ngoặc trái
• Dấu ngoặc phải

Các bộ phận hữu cơ:

1 x Spud luộc

Bước 1: Nguyên mẫu ban đầu

Sử dụng thiết kế giá đỡ và bánh răng, chúng tôi có thể dễ dàng chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động thẳng. Hoặc, nói một cách khác, chuyển đổi công suất mô-men xoắn của động cơ thành một lực có hướng vuông góc với bề mặt tấm masher. Mô hình 3D được thực hiện trong Fusion 360, cho phép tạo mẫu nhanh và bẩn trước khi tôi quyết định thiết kế "hoạt động" cuối cùng.

Tuy nhiên, như trong video trên, hoạt động trong thế giới thực không lý tưởng như vậy. Vì tất cả các thành phần đều được in 3D nên tồn tại một lượng lớn ma sát giữa các khớp (cụ thể là hai khớp trượt được thiết kế để ổn định hàm). Thay vì trượt trơn tru lên và xuống trong các kênh, hai khớp hoạt động như một điểm xoay. Và, vì chúng ta đang tác dụng một lực không lệch tâm, được đánh dấu bằng màu hồng (tức là nó không được tác dụng qua trọng tâm của cơ thể), chúng ta nhận được một vòng quay của hàm trên đó về hai điểm tiếp xúc (được đánh dấu là một chấm màu cam, với thời điểm tạo ra được đánh dấu là mũi tên màu cam).

Do đó, một thiết kế lại đã được yêu cầu. Tôi vẫn thích ý tưởng giá đỡ và bánh răng là phương pháp đơn giản nhất để tạo ra chuyển động thẳng từ chuyển động quay, nhưng rõ ràng là chúng tôi yêu cầu lực tác dụng tại nhiều điểm để loại bỏ chuyển động quay của hàm trên.

Và như vậy, phiên bản 2 của máy nghiền khoai tây đã ra đời…

Bước 2: Phiên bản 2 - May mắn lần thứ hai

Quay trở lại với Fusion 360, bước đầu tiên là di chuyển động cơ đến vị trí trung tâm hơn, đặt nó ở giữa hàm trên. Tiếp theo, một bánh răng kéo dài được thiết kế và ăn khớp với bánh răng dẫn động của động cơ. Bánh răng thúc thứ hai này sẽ hoạt động như một bánh răng, và bây giờ sẽ dẫn động một thiết lập thanh răng kép. Như có thể thấy trong sơ đồ trên, điều này sẽ cho phép chúng ta tạo ra các lực đối xứng cần thiết (được mô tả như những mũi tên thẳng màu hồng) để di chuyển hàm masher trên cùng mà không tạo ra chuyển động quay đáng kể của hàm trên về tổng thể.

Một số triển khai thiết kế khác cho phiên bản mới này:

• Vòng bi được sử dụng để gắn bánh răng kéo dài vào mỗi giá đỡ trượt dọc theo giá.
• Tấm mặt nạ dưới cùng, có màu đỏ, được thiết kế để có thể dễ dàng tháo rời cho mục đích rửa.
• Đĩa nghiền dưới cùng để hỗ trợ đâm và nghiền khoai tây.

Bước 3: In 3D, Lắp ráp và Lập trình

Với các thiết kế đã được hoàn thiện, đã đến lúc bắt đầu xây dựng! Việc in được thực hiện trên máy in 3D Artillery Genius, với PLA màu đỏ và đen. Lưu ý: Dây tóc PLA KHÔNG được coi là loại chân. Nếu bạn có ý định chế tạo và sử dụng máy nghiền này để chuẩn bị bữa ăn, vui lòng xem xét việc in bằng PETG hoặc dạng sợi cấp thực phẩm khác.

Servo được gắn vào hàm máy nghiền trên cùng bằng cách sử dụng các vít và đai ốc M3. Tấm mặt nạ trên cùng được gắn vào giá đỡ bằng hai giá đỡ (trái và phải), và được giữ cố định bằng vít và đai ốc M2. Nguồn cung cấp 5V bên ngoài được sử dụng để cấp nguồn cho động cơ servo. Một lưu ý khác: Bạn không nên cố gắng cấp nguồn cho động cơ servo bằng chân 5V trên Arduino. Chân này không thể cung cấp đủ dòng điện để đáp ứng các yêu cầu điện năng tương đối lớn của servo. Làm như vậy có thể dẫn đến việc phun ra khói ma thuật từ Arduino của bạn (tức là thiệt hại không thể phục hồi). Chú ý đến cảnh báo này!

Arduino, servo và nguồn cung cấp được kết nối theo sơ đồ trên. Các cực + ve và -ve của nguồn cung cấp được kết nối với + ve và GND của động cơ, trong khi dây tín hiệu của động cơ được kết nối với chân Arduino 9. Tuy nhiên, một lưu ý khác: Đừng quên kết nối GND của động cơ đối với GND của Arduino. Kết nối này sẽ cung cấp điện áp tham chiếu mặt đất cần thiết cho dây tín hiệu (tất cả các thành phần bây giờ sẽ chia sẻ một tham chiếu nối đất chung). Nếu không có điều này, động cơ của bạn có thể sẽ không di chuyển khi các lệnh được gửi.

Mã Arduino cho dự án này sử dụng thư viện nguồn mở servo.h và là một sửa đổi của mã ví dụ quét từ thư viện đã nói. Do không có quyền truy cập vào các nút bấm tại thời điểm viết bài, tôi buộc phải sử dụng giao tiếp nối tiếp và thiết bị đầu cuối nối tiếp Arduino, làm phương tiện truyền đạt lệnh đến Arduino và động cơ servo. Lệnh "Di chuyển động cơ lên" và "di chuyển động cơ xuống" có thể được gửi tới servo bằng cách gửi "1" và "2", tương ứng, trong đầu nối nối tiếp của máy tính. Trong các phiên bản tương lai, các lệnh này có thể dễ dàng được thay thế bằng các lệnh nút bấm, loại bỏ sự cần thiết của máy tính để giao tiếp với Arduino.

Bước 4: Thành công

Bây giờ, phần quan trọng nhất - luộc khoai tây! Dưới đây là các bước để luộc một củ khoai tây schmick:

1. Đặt một chiếc nồi vừa lên bếp, để lửa vừa và to.
2. Sau khi sôi, cho khoai tây của bạn vào nồi.
3. Đun sôi cho đến khi dễ dàng đâm xuyên qua nĩa, dao chính xác hoặc bất kỳ vật sắc nhọn nào khác. 10-15 phút thường sẽ làm được
4. Sau khi đã sẵn sàng, lọc nước và đặt từng củ khoai tây của bạn vào máy nghiền khoai tây tự động và nhấn play.
5. Cho khoai tây nghiền ra đĩa và thưởng thức!

Et thì đấy! Chúng tôi có một số khoai tây nghiền thú vị !!

Rome có thể không được xây dựng trong một ngày, nhưng ngày nay chúng tôi đã chứng minh rằng những người nghiền khoai tây có thể được!

Bước 5: Cải tiến trong tương lai

Trong khi phiên bản này của máy nghiền khoai tây được chứng minh là một bằng chứng tuyệt vời về khái niệm, có một số cải tiến có thể là những bổ sung có giá trị cho phiên bản tiếp theo. Chúng như sau:

• Các nút bấm để điều khiển hướng động cơ. Rõ ràng, có những hạn chế rõ ràng đối với việc sử dụng màn hình nối tiếp để truyền thông tin
• Có thể nghĩ ra một vỏ bọc - có khả năng được gắn vào hàm máy nghiền trên cùng - có thể được nghĩ ra. Điều này sẽ chứa Arduino, và có thể là pin 5-7V, để làm cho toàn bộ thiết kế trở nên di động hơn.
• Vật liệu PETG, hoặc loại sợi cấp thực phẩm tương tự, sẽ là vật liệu bắt buộc đối với bất kỳ phiên bản nào của sản phẩm này được sử dụng trong môi trường thực tế.
• Sự kết hợp chặt chẽ hơn của bánh răng thúc kéo dài với bánh răng thúc đẩy dẫn động. Có một chút linh hoạt trong thiết kế tổng thể, có thể là do một số thành phần được in 3D mỏng manh. Điều này có nghĩa là các bánh răng có thể nghiền thay vì lưới một cách độc đáo, khi máy nghiền được trình bày với những củ khoai tây lớn hơn (và do đó các mô men xoắn lớn hơn).