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Resultado del I Concurso “Think in Arduino” Navidad 2012

¡¡¡Por fin tenemos un ganador del I Concurso “Think in Arduino” Navidad 2012!!!

 

De entre todas las divertidas e innovadoras ideas que hemos recibido, hemos seleccionado una que se salía un poco del resto de propuestas. Quizá no sea la que más os guste a algunos, puesto que no es un gadget futurista lleno de leds y movimientos imposibles, pero reúne en un sólo proyecto electrónica, mecánica, gastronomía, diversión y, sobre todo, espíritu navideño.

Por tanto, nuestro ganador del I Concurso “Think in Arduino” Navidad 2012 es Vasil, con su Máquina Elaboradora de Galletas. Y tal y como nos ha pedido, aquí lo tenéis:

No tengo cuenta de twitter pero agradecería si se menciona el proyecto CloneWars para que toda persona interesada en CNC pueda empaparse de información y que la comunidad siga creciendo.

Funcionamiento resumido:

El proyecto de Vasil intenta conseguir la “fabricación” de galletas de navidad, similares a éstas:

Galletas de Navidad

  • Se ponen los ingredientes dentro del depósito.
  • La máquina los mezcla automáticamente el tiempo programado.
  • Cuando termina la masa se expulsa mediante un pistón a través de un orificio rectangular. Así la masa queda extendida uniformemente encima de una bandeja.
  • La bandeja se desplaza hasta la 2ª sección, que correponde a un cortador + impresor de glaseado CNC.
  • La máquina CNC dispone de 2 cabezales, primero uno “imprime” los glaseados de diferentes colores encima de la masa.
  • Tras añadir los glaseados, se cambia de cabezal al “cortador”, el cual corta las galletas con la forma que hemos programado.
  • Se extrae la bandeja, se retira la masa sobrante a mano y directo al horno!
Esquema básico de Máquina de Galletas con Arduino
Esquema del Proyecto


Explicación más detallada:

Para entenderlo un poco mejor, dividamos la máquina en dos partes diferenciadas unidas por una bandeja extraible.

Mezclador

Dentro del mezclador se vierten los ingredientes de la masa para ser mezclados hasta que, finalmente, la masa quede extendida de forma uniforme encima de la bandeja.

Consiste en un depósito prismático con esquinas redondeadas,  fabricado de un material que no libere toxinas en la comida, ya sea plástico de origen vegetal como el PLA o acero inoxidable, entre otros. Este depósito tiene 2 peculiaridades:

“Pistón” interior

Está formado por una placa del tamaño del lateral posterior del depósito. Tiene una ligera inclinación en su parte superior, con el fin de empujar la masa hacia abajo. El movimiento se realiza mediante un motor de continua con reductor que desplaza las cremalleras (ejes).

Ranura

Ésta se ubica en la parte inferior del depósito (opuesta al pistón). La abertura tiene el ancho de la bandeja, y la altura determina el espesor de la masa una vez distribuida sobre la plataforma (veremos este proceso más tarde).

El mezclador obviamente tiene una herramienta que permite mezclar los ingredientes de la masa. Dado que el interior del depósito debe ser accesible para añadir ingredientes o limpiar, la herramienta “mezcladora” se introduce/extrae mediante una articulación rotacional (implementada con un servomotor).

Cortador/impresora:

Es una máquina CNC (control numérico), como otras tantas de open-hardware que existen (mantis,prusa,printrbot,etc).

En este caso se opta por una solución basada en correas como ésta, ya que permite un buen equilibrio velocidad-precisión-fuerza, pero con la diferencia de que el carro está personalizado para alojar los 2 cabezales distintos -cortador e impresor-.

– Cortador: Permite cortar la masa con las formas que deseemos. Está formado por una punta metálica que gira mediante un pequeño motor DC adjunto.

– Impresor: Permite depositar la decoración sobre la masa, haciendo los dibujos que hayamos programado.  Este cabezal se alimenta a través de un tubo que conecta con los frascos de diferentes colores. Cada frasco dispone de una electro-válvula que abre o cierra el paso del contenido según el color que deseemos.

Dado que la masa queda extendida sobre la bandeja, los dos cabezales deben tener alturas distintas. El cortador debe hacer la incisión profunda, mientras que el impresora se mueve sobre la superficie. Este problema se soluciona creando una pequeña “báscula” con un servomotor, que sube o baja cada cabezal según se necesite.

Otro hardware

Toda la máquina se controla mediante uno o dos Arduinos comunicados entre sí (entre motores DC, servos, motores PaP, etc. tenemos una cantidad importante de actuadores).

Los drivers correspondientes quedan repartidos en distintos shields según la función a la que están destinados, el voltaje al que funcionan, así como otras consideraciones.

Software

Todo el proceso está “hosteado” por un ordenador, el cual genera las instrucciones necesarias para llevar a cabo la tarea.

El software es una solución que incluye:

– diseño de las galletas (CAD).
– interpretación del diseño a G-code, necesario para que la CNC replique el diseño sobre la masa de galletas.- ejecución de la tarea (interfaz con arduino).

El programa genera dos rutinas/procesos diferenciadas:

Proceso 1: Introducción/extracción de la herramienta mezcladora. Mezclado temporizado. Control de la velocidad del pistón y la bandeja para que la masa de las galletas quede extendida uniformemente.

Proceso 2: Preparación de la bandeja en su lugar inicial para empezar el proceso de CNC. Selección del cabezal correcto. Control CNC. Control de las válvulas para el glaseado, etc.

Otros

Dado que la máquina es incapaz de remover automáticamente la masa sobrante de forma eficiente, este último paso se hace manualmente. Una vez retirado el material sobrante se desacopla la bandeja y se introduce en el horno.

Y hasta aquí el proyecto presentado por Vasil, que recordemos que se lleva para casa ¡¡un Arduino Mega 2560 totalmente GRATIS!! Que lo disfrutes.

Queremos dar las gracias a todos los participantes en el concurso, y animaros a participar en los próximos, porque ya veis lo fácil que resulta llevarse un regalito por la cara.


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