Presse-purée automatique : 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Projets Fusion 360 »

Il était une fois, j'ai essayé de faire bouillir et d'écraser des pommes de terre. Je n'avais pas d'ustensiles appropriés pour le travail, alors j'ai utilisé une passoire à la place…. Cela ne s'est pas bien terminé. Alors, je me suis dit: « Quelle est la façon la plus simple de réduire en purée les pommes de terre sans un presse-purée approprié ? » De toute évidence, vous prenez votre Arduino et un servomoteur de rechange et installez une machine à purée de pommes de terre automatisée épique (mais très peu pratique) !

Fournitures

Électronique:

• Arduino Uno (ou similaire)
• DS3218 20kg servo numérique (ou similaire)
• Alimentation 5V
• Fils Dupont
• cable USB

Divers Matériel:

• 4 vis M2x6
• 4 écrous M2
• 4 vis M3x8
• 4 x écrous carrés M3
• 2 roulements 3x8x4mm

Pièces imprimées en 3D:

• Top Masher Mâchoire + Support Moteur
• Mâchoire inférieure du presse-purée
• Plaque de presse-purée inférieure
• Engrenage droit à 15 dents (conducteur)
• Engrenage droit allongé à 10 dents (entraîné)
• Support gauche
• Support droit

Parties organiques:

1 x patate bouillie

Étape 1: prototype initial

En utilisant une conception à crémaillère et pignon, nous sommes en mesure de convertir facilement un mouvement de rotation en mouvement linéaire. Ou, en d'autres termes, convertissez le couple de sortie du moteur en une force dirigée perpendiculairement à la surface du presse-purée. La modélisation 3D a été réalisée dans Fusion 360, ce qui a permis un prototypage rapide et simple avant de me décider sur une conception finale "de travail".

Cependant, comme cela peut être dans la vidéo ci-dessus, le fonctionnement du monde réel n'était pas si idéal. Comme les composants sont tous imprimés en 3D, il existe une grande quantité de friction entre les articulations (en particulier les deux articulations coulissantes conçues pour stabiliser les mâchoires). Au lieu de glisser doucement de haut en bas dans les canaux, les deux articulations agissent comme un point de pivot. Et, puisque nous appliquons une force non excentrique, marquée en rose (c'est-à-dire qu'elle n'est pas appliquée par le centre du corps), nous obtenons une rotation de cette mâchoire supérieure autour des deux points de contact (marqué comme un point orange, avec le moment généré marqué par une flèche orange).

Une refonte s'imposait donc. J'aimais toujours l'idée de la crémaillère comme méthode la plus simple pour générer un mouvement linéaire à partir d'un mouvement de rotation, mais il était clair que nous devions appliquer des forces en plusieurs points, afin d'annuler cette rotation de la mâchoire supérieure.

Et voilà, la version 2 du presse purée est née…

Étape 2: Version 2 - Deuxième chance

De retour à Fusion 360, la première étape consistait à déplacer le moteur vers une position plus centrale, en le plaçant au milieu de la mâchoire supérieure. Ensuite, un engrenage droit allongé a été conçu et engrené avec l'engrenage d'entraînement du moteur. Ce deuxième engrenage droit agirait comme le pignon et entraînerait maintenant une configuration à double crémaillère. Comme on peut le voir dans le diagramme ci-dessus, cela nous permettrait de générer les forces symétriques nécessaires (représentées par des flèches droites roses) pour déplacer la mâchoire supérieure du presse-purée, sans générer une rotation significative de la mâchoire supérieure dans son ensemble.

Quelques autres implémentations de conception pour cette nouvelle version:

• Roulements utilisés pour monter l'engrenage droit allongé sur chacun des supports qui glissent le long des crémaillères.
• La plaque inférieure du presse-purée, représentée en rouge, a été conçue de manière à pouvoir être facilement retirée à des fins de lavage.
• Plaque de presse-purée inférieure râpée pour aider au perçage et à l'écrasement de la pomme de terre.

Étape 3: Impression 3D, assemblage et programmation

Les conceptions étant finalisées, il était temps de commencer la construction ! L'impression a été réalisée sur une imprimante 3D Artillery Genius, avec du PLA rouge et noir. Remarque: le filament PLA n'est PAS considéré comme du pied. Si vous avez l'intention de construire et d'utiliser ce presse-purée pour préparer un repas, veuillez envisager d'imprimer en PETG ou un autre filament de qualité alimentaire.

Le servo a été monté sur la mâchoire supérieure du presse-purée à l'aide des vis et des écrous M3. La plaque supérieure du presse-purée a été fixée aux racks à l'aide des deux supports (gauche et droit) et fixée en place avec les vis et écrous M2. Une alimentation externe 5V a été utilisée pour alimenter le servomoteur. Autre remarque: vous ne devez pas essayer d'alimenter le servomoteur à l'aide de la broche 5V de l'Arduino. Cette broche ne peut pas fournir suffisamment de courant pour satisfaire les exigences de puissance relativement importantes du servo. Cela pourrait entraîner l'éjection de fumée magique de votre Arduino (c'est-à-dire des dommages irréparables). Tenez compte de cet avertissement !

L'Arduino, le servo et l'alimentation ont été câblés selon le schéma ci-dessus. Les bornes +ve et -ve de l'alimentation étaient connectées à +ve et GND du moteur, tandis que le fil de signal du moteur était connecté à la broche Arduino 9. Encore une autre note: n'oubliez pas de connecter le GND du moteur au GND de l'Arduino également. Cette connexion fournira la tension de référence de masse nécessaire pour le fil de signal (tous les composants partageront désormais une référence de masse commune). Sans cela, votre moteur ne bougera probablement pas lorsque les commandes seront envoyées.

Le code Arduino pour ce projet utilise la bibliothèque open source servo.h et est une modification du code d'exemple de balayage de ladite bibliothèque. En raison de mon manque d'accès aux boutons-poussoirs au moment de la rédaction, j'ai été obligé d'utiliser la communication série et le terminal série Arduino comme moyen de transmettre des commandes à l'Arduino et au servomoteur. Les instructions "Move motor up" et "move motor down" peuvent être envoyées au servo en envoyant un "1" et un "2", respectivement, dans le terminal série d'un ordinateur. Dans les versions futures, ces commandes peuvent facilement être remplacées par des commandes de bouton-poussoir, éliminant ainsi la nécessité pour l'ordinateur de s'interfacer avec l'Arduino.

Étape 4: Succès

Maintenant, le plus important - faire bouillir la pomme de terre ! Voici les étapes pour faire bouillir une pomme de terre schmick:

1. Placez une casserole moyenne sur la cuisinière, à feu moyen-élevé.
2. Une fois à ébullition, ajoutez vos pommes de terre dans la casserole.
3. Faire bouillir jusqu'à ce qu'il soit facilement percé avec une fourchette, un exacto-couteau ou tout autre objet pointu. 10-15 minutes suffisent généralement
4. Une fois prêt, filtrez l'eau et placez vos pommes de terre, une à la fois, dans le presse-purée automatique et appuyez sur play.
5. Grattez la purée de pommes de terre dans votre assiette et dégustez !

Et voilà! Nous avons une délicieuse purée de pommes de terre !!

Rome ne s'est peut-être pas construite en un jour, mais aujourd'hui, nous avons prouvé que les purées de pommes de terre peuvent l'être !

Étape 5: Améliorations futures

Alors que cette version du presse-purée s'est avérée être une excellente preuve de concept, certaines améliorations pourraient être des ajouts précieux à la prochaine version. Ils sont les suivants:

• Boutons-poussoirs pour le contrôle de la direction du moteur. De toute évidence, il existe des limitations flagrantes à l'utilisation du moniteur série pour la communication
• Un boîtier - susceptible d'être monté sur la mâchoire supérieure du presse-purée - pourrait être imaginé. Cela abriterait l'Arduino, et éventuellement une batterie 5-7V, pour rendre l'ensemble de la conception plus portable.
• Le matériau PETG, ou un filament similaire de qualité alimentaire, serait un must pour toute version de ce produit qui serait utilisée dans un scénario du monde réel.
• Engrenage plus étroit de l'engrenage droit allongé avec l'engrenage droit d'entraînement. Il y avait un peu de flexibilité dans la conception globale, ce qui était probablement dû à certains composants imprimés en 3D fragiles. Cela signifiait que les engrenages pouvaient bien moudre au lieu de s'engrener correctement, lorsque le presse-purée est présenté avec des pommes de terre plus grosses (et donc des couples plus importants).