Diseño de una mezcladora
Una mezcladora es una herramienta esencial en la cocina para mezclar, batir o triturar ingredientes. Este proyecto desarrolla una mezcladora en tres fases: una versión manual, una eléctrica con dos velocidades controladas por pulsadores y una versión final con velocidad variable controlada por un potenciómetro. El diseño prioriza la seguridad, la ergonomía y la eficiencia, utilizando piezas de LEGO para los prototipos.
Fase 1: Mezcladora Manual
Objetivo
Diseñar, construir y probar una mezcladora manual utilizando piezas de LEGO para mezclar ingredientes de manera eficiente mediante rotación manual.
Materiales
Piezas de LEGO (para el cuerpo, mango y cuchillas de mezclado).
Ejes y engranajes (piezas LEGO Technic para el mecanismo de rotación).
Recipiente.
Proceso de Diseño del Prototipo
Investigación: Investigar diseños de mezcladoras manuales, centrándose en mangos ergonómicos y formas de cuchillas efectivas para mezclar.
Diseño: Crear una estructura estable de LEGO con un mango conectado a un eje giratorio que accione las cuchillas. Asegurar que las cuchillas estén bien fijadas y sean seguras para uso manual.
Mejoras: Listar posibles mejoras, como optimizar el ángulo de las cuchillas, mejorar la comodidad del agarre o agregar un sistema de engranajes para aumentar la eficiencia de rotación.
Construcción
Construir el cuerpo de la mezcladora con ladrillos LEGO, asegurando un marco resistente.
Diseñar las cuchillas de mezclado con piezas LEGO planas o formas personalizadas para maximizar la eficiencia.
Conectar el mango a las cuchillas mediante un eje y un sistema de engranajes LEGO para amplificar la rotación manual.
Comprueba
Probar la mezcladora con ingredientes blandos (p. ej., masa o materiales similares a una crema).
Evaluar la facilidad de uso, la eficiencia de mezclado y la estabilidad estructural.
Registrar observaciones y sugerir mejoras.
Cuestiones
Investigar diferentes diseños de cuchillas (p. ej., planas, curvas o tipo batidor) y probar al menos 3 prototipos diferentes para comparar su rendimiento.
Analizar cómo los engranajes pueden aumentar la velocidad de rotación o el torque para facilitar la operación manual.
Proponer un diseño para un sistema de cuchillas desmontables que facilite la limpieza o el cambio de cuchillas.
Comparte
Crear un informe breve o una presentación que explique el proceso de diseño, construcción, resultados de las pruebas y mejoras propuestas. Incluir fotos del prototipo y de los tres diseños de cuchillas probados.
Fase 2: Mezcladora Eléctrica de Dos Velocidades
Objetivo
Actualizar la mezcladora manual a una versión eléctrica con un motor DC, controlada por una micro:bit y una placa Nezha, con dos velocidades (50% y 100%) mediante los botones “A” y “B”, y parada mediante el sensor táctil de la micro:bit.
Materiales
Todos los materiales de la Fase 1.
Tarjeta micro:bit.
Placa de expansión Nezha de Elecfreaks.
Motor DC (compatible con la placa Nezha).
Cables de conexión.
Ordenador con el software MakeCode.
Cable micro USB.
Proceso de Diseño del Prototipo
Adaptación: Modificar la estructura LEGO de la Fase 1 para incorporar el motor DC, asegurando que accione las cuchillas de manera efectiva.
Integración Electrónica: Conectar el motor DC a la placa Nezha y la micro:bit para su control.
Seguridad: Diseñar una carcasa LEGO que proteja el motor y las cuchillas, garantizando un funcionamiento seguro.
Mejoras: Listar mejoras, como estabilizar el soporte del motor o optimizar la fijación de las cuchillas para velocidades altas.
Construcción
Modificar el cuerpo LEGO para alojar el motor DC, conectándolo al eje de las cuchillas.
Conectar el motor al puerto correspondiente de la placa Nezha.
Conectar la micro:bit a la placa Nezha mediante su ranura dedicada.
Programación
Usar MakeCode para programar la micro:bit con las siguientes funciones:
Pulsar botón “A”: El motor funciona al 50% de velocidad.
Pulsar botón “B”: El motor funciona al 100% de velocidad.
Tocar el logo de la micro:bit (sensor táctil): El motor se detiene.
Código
Comprueba
Crear y descargar el programa a la micro:bit usando MakeCode.
Conectar la micro:bit a la placa Nezha y encender el sistema.
Probar la mezcladora a ambas velocidades (50% y 100%) y con el sensor táctil para detenerla.
Verificar la estabilidad del motor, el rendimiento de las cuchillas y la seguridad durante el funcionamiento.
Cuestiones
Probar los diseños de cuchillas de la Fase 1 a ambas velocidades para evaluar su rendimiento con energía eléctrica.
Investigar cómo la colocación del motor afecta el equilibrio y la vibración, y proponer soluciones basadas en LEGO para minimizar el movimiento.
Crear un programa alternativo usando el sensor táctil para un control más avanzado (p. ej., un toque para 50% de velocidad, dos toques para 100% de velocidad, tres toques para detener).
Comparte
Grabar un video que demuestre:
El diseño y construcción de la mezcladora eléctrica.
Funcionamiento a ambas velocidades y parada mediante el sensor táctil.
Comparación del rendimiento de las cuchillas y mejoras estructurales.
Fase 3: Mezcladora Eléctrica de Velocidad Variable
Objetivo
Mejorar la mezcladora eléctrica para incluir un control de velocidad variable mediante un potenciómetro.
Materiales
Todos los materiales de la Fase 2.
Potenciómetro (compatible con la placa Nezha).
Cables adicionales para la conexión del potenciómetro.
Proceso de Diseño del Prototipo
Integración: Modificar la estructura LEGO para incorporar el potenciómetro, asegurando que sea accesible para ajustes.
Electrónica: Conectar el potenciómetro a un puerto de entrada analógica de la placa Nezha.
Calibración: Asegurar que el potenciómetro proporcione un control de velocidad suave y preciso de 0% a 100%.
Mejoras: Listar mejoras, como ajustar la sensibilidad del potenciómetro o agregar una pantalla en la micro:bit para mostrar la velocidad.
Construcción
Agregar un soporte LEGO para el potenciómetro, asegurando que esté firmemente fijado y accesible.
Conectar el potenciómetro a un pin de entrada analógica en la placa Nezha (p. ej., P1).
Verificar que el conjunto de motor y cuchillas de la Fase 2 funcione correctamente a velocidades variables.
Programación
El potenciómetro ajusta la velocidad de forma continua de 0% a 100%.
Código
Comprueba
Crear y descargar el programa actualizado a la micro:bit.
Conectar el potenciómetro al puerto analógico de la placa Nezha y encender el sistema.
Probar la mezcladora de control variable con el potenciómetro.
Evaluar la suavidad del control de velocidad y la estabilidad del prototipo a diferentes velocidades.
Cuestiones
Calibrar el potenciómetro para garantizar un rango de velocidad preciso y evitar fluctuaciones en el motor.
Investigar cómo mostrar la velocidad actual en la pantalla de la micro:bit (p. ej., usando un mapeo de 0-100 para mostrar un porcentaje).
Probar diferentes materiales o configuraciones de cuchillas para optimizar el rendimiento a velocidades variables.
Comparte
Grabar un video que explique:
El diseño final y la integración del potenciómetro.
Demostración del funcionamiento de control variable.
Resultados de las pruebas y mejoras implementadas (p. ej., calibración del potenciómetro o ajustes en las cuchillas).
Nota. La fase 1 del proyecto fue creada usando piezas de diferentes kits de LeGo. Las fases 2 y 3 han sido construidas con las piezas del Inventor Kit de Elecfreaks.
Vídeos de ejemplo:
https://www.youtube.com/shorts/9sSLXVET59s
https://www.youtube.com/shorts/xvP8DjPLZzg
https://www.youtube.com/shorts/4L2HNb75Pm0