Espremedor de batata automático: 5 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Projetos Fusion 360 »

Era uma vez, tentei ferver e amassar algumas batatas. Eu não tinha utensílios adequados para o trabalho, então usei uma peneira em vez disso…. Não acabou bem. Então, pensei comigo mesmo, "qual é a maneira mais fácil de fazer purê de batatas sem um espremedor adequado?" Obviamente, você pega seu Arduino e um servo motor sobressalente e monta uma máquina automática de esmagar batatas épica incrível (mas altamente impraticável)!

Suprimentos

Eletrônicos:

• Arduino Uno (ou similar)
• DS3218 servo digital de 20 kg (ou similar)
• Fonte de alimentação 5V
• Fios Dupont
• cabo USB

Misc. Hardware:

• 4 parafusos M2x6
• 4 x porcas M2
• 4 x parafusos M3x8
• 4 x porcas quadradas M3
• Rolamentos 2 x 3x8x4mm

Peças impressas em 3D:

• Top Masher Jaw + suporte de motor
• Mandíbula Masher Inferior
• Placa de compressão inferior
• Engrenagem de 15 dentes retos (motorista)
• Engrenagem dentada alongada de 10 dentes (acionada)
• Colchete esquerdo
• Colchete direito

Partes orgânicas:

1 x batata cozida

Etapa 1: protótipo inicial

Usando um design de cremalheira e pinhão, somos capazes de converter facilmente o movimento rotacional em movimento linear. Ou, dito de outra forma, converta a saída de torque do motor em uma força dirigida perpendicular à superfície da placa de compressão. A modelagem 3D foi realizada no Fusion 360, o que permitiu uma prototipagem rápida e suja antes de eu decidir por um projeto final "funcional".

Porém, como pode estar no vídeo acima, a operação no mundo real não era tão ideal. Como os componentes são todos impressos em 3D, existe um grande atrito entre as juntas (especificamente as duas juntas deslizantes projetadas para estabilizar as mandíbulas). Em vez de deslizar suavemente para cima e para baixo dentro dos canais, as duas articulações atuam como um ponto de articulação. E, como estamos aplicando uma força não excêntrica, marcada em rosa (ou seja, não é aplicada pelo centro do corpo), obtemos uma rotação da mandíbula superior em torno dos dois pontos de contato (marcados com um ponto laranja, com o momento gerado marcado como uma seta laranja).

Portanto, um redesenho foi necessário. Eu ainda gostava da ideia de cremalheira e pinhão como o método mais simples de gerar movimento linear a partir do movimento rotacional, mas estava claro que precisávamos que forças fossem aplicadas em vários pontos, de modo a cancelar essa rotação da mandíbula superior.

E assim nasceu a versão 2 do espremedor de batatas …

Etapa 2: Versão 2 - Sorte pela segunda vez

Voltando ao Fusion 360, o primeiro passo foi mover o motor para uma posição mais central, colocando-o no meio da mandíbula superior. Em seguida, uma engrenagem dentada alongada foi projetada e engrenada com a engrenagem motriz do motor. Essa segunda engrenagem dentada atuaria como o pinhão e agora acionaria uma configuração de cremalheira dupla. Como pode ser visto no diagrama acima, isso nos permitiria gerar as forças simétricas necessárias (representadas como setas retas rosa) para mover a mandíbula superior do esmagador, sem gerar rotação significativa da mandíbula superior em geral.

Algumas outras implementações de design para esta nova versão:

• Rolamentos usados para montar a engrenagem dentada alongada em cada um dos suportes que deslizam ao longo dos racks.
• A placa espremedor de fundo, representada em vermelho, foi projetada para que pudesse ser facilmente removida para fins de lavagem.
• Prato espremedor de fundo ralado para ajudar na perfuração e esmagamento da batata.

Etapa 3: impressão 3D, montagem e programação

Com os projetos finalizados, era hora de começar a construção! A impressão foi feita em uma impressora 3D Artillery Genius, com PLA vermelho e preto. Nota: o filamento PLA NÃO é considerado para pés. Se você pretende construir e usar este espremedor para preparar uma refeição, considere a impressão em PETG ou outro filamento de qualidade alimentar.

O servo foi montado na mandíbula superior do masher usando os parafusos e porcas M3. A placa masher superior foi fixada aos racks usando os dois suportes (esquerdo e direito) e presa no lugar com os parafusos M2 e porcas. Uma fonte externa de 5 V foi usada para alimentar o servo motor. Outra observação: você não deve tentar alimentar o servo motor usando o pino de 5 V no Arduino. Este pino não pode fornecer corrente suficiente para saciar os requisitos de energia relativamente grandes do servo. Isso pode resultar na ejeção de fumaça mágica de seu Arduino (ou seja, danos irreparáveis). Preste atenção a este aviso!

O Arduino, o servo e a alimentação foram conectados de acordo com o diagrama acima. Os terminais + ve e -ve da fonte foram conectados a + ve e GND do motor, enquanto o fio de sinal do motor foi conectado ao pino 9 do Arduino. Mais uma observação: Não se esqueça de conectar o GND do motor para o GND do Arduino também. Esta conexão fornecerá a tensão de referência de aterramento necessária para o fio de sinal (todos os componentes agora compartilharão uma referência de aterramento comum). Sem isso, seu motor provavelmente não se moverá quando os comandos forem enviados.

O código do Arduino para este projeto utiliza a biblioteca de código aberto servo.h e é uma modificação do código de exemplo de varredura da referida biblioteca. Devido à minha falta de acesso aos botões de pressão no momento da escrita, fui forçado a usar a comunicação serial e o terminal serial do Arduino como meio de transmitir comandos ao Arduino e ao servo motor. As instruções "Mova o motor para cima" e "Mova o motor para baixo" podem ser enviadas ao servo enviando um "1" e um "2", respectivamente, no terminal serial de um computador. Em versões futuras, esses comandos podem ser facilmente substituídos por comandos de botão de pressão, eliminando a necessidade de o computador interagir com o Arduino.

Etapa 4: sucesso

Agora, a parte mais importante - ferver a batata! Aqui estão as etapas para ferver uma batata schmick:

1. Coloque uma panela média no fogão, em fogo médio-alto.
2. Depois de ferver, coloque as batatas na panela.
3. Ferva até que seja facilmente perfurado com um garfo, faca ou qualquer outro objeto pontiagudo. 10-15 minutos geralmente bastam
4. Quando estiver pronto, escorra a água e coloque as batatas, uma de cada vez, no espremedor automático de batatas e aperte o play.
5. Raspe o purê de batata no prato e divirta-se!

Et voila! Temos um delicioso purê de batata !!

Roma pode não ter sido construída em um dia, mas hoje provamos que os espremedores de batata podem ser!

Etapa 5: melhorias futuras

Embora esta versão do espremedor de batatas tenha provado ser uma grande prova de conceito, existem alguns refinamentos que podem ser adições valiosas à próxima versão. Eles são os seguintes:

• Botões de pressão para controle da direção do motor. Obviamente, existem limitações gritantes ao uso do monitor serial para comunicação
• Um invólucro - provavelmente montado na mandíbula superior do espremedor - poderia ser idealizado. Isso acomodaria o Arduino e, possivelmente, uma bateria de 5-7 V, para tornar todo o projeto mais portátil.
• O material PETG, ou filamento similar de qualidade alimentar, seria uma obrigação para qualquer versão deste produto que fosse usada em um cenário do mundo real.
• Engrenagem mais firme da engrenagem reta alongada com a engrenagem reta motriz. Havia um pouco de flexibilidade no design geral, provavelmente devido a alguns frágeis componentes impressos em 3D. Isso significa que as engrenagens podem moer em vez de engrenar bem, quando o espremedor é apresentado com batatas maiores (e, portanto, torques maiores).