Q -Bot - Open Source Rubik's Cube Solver: 7 Kauj Ruam (nrog Duab)

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:25

Xav txog tias koj tau rub lub Rubik lub Cube sib tsoo, koj paub tias daim ntawv sib dhos sib tw hauv 80s uas txhua tus muaj tab sis tsis muaj leej twg paub yuav daws li cas tiag, thiab koj xav coj nws rov mus rau nws tus qauv qub. Luckily hnub no nws yooj yim heev los nrhiav cov lus qhia daws. Yog li, mus hauv online saib cov vis dis aus kawm yuav ua li cas tig ob sab kom coj koj zoo siab. Tom qab ua ob peb zaug, txawm li cas los xij, koj yuav paub tias muaj qee yam ploj lawm. Lub qhov sab hauv uas tsis tuaj yeem ntim tau. Cov kws tsim txuj ci/tsim khoom/hacker hauv koj tsuas yog tsis tuaj yeem txaus siab nrog kev daws qee yam zoo li ntawd hauv txoj kev yooj yim. Puas yog nws yuav tsum tau sau paj huam ntau dua yog tias koj muaj lub tshuab ua txhua qhov kev daws teeb meem rau koj? Yog tias koj tau tsim qee yam uas koj cov phooj ywg yuav xav tsis thoob? Kuv tuaj yeem lav koj tias nws tsis tau txais txiaj ntsig zoo dua li saib koj qhov kev tsim ua qhov zoo thiab daws Rubik's Cube. Yog li, tuaj koom nrog kuv ntawm txoj kev taug kev zoo ntawm kev tsim Q-Bot, qhib qhov Rubik's Cube Solver uas feem ntau yeej yuav tsis yeej ib qho ntaub ntawv hauv ntiaj teb, tab sis yuav ua rau koj muaj sijhawm zoo siab (tom qab tau mus dhau txhua qhov kev ntxhov siab. thaum lub tsev txheej txheem).

Kauj Ruam 1: Tsim Kho Vajtse

Kev daws teeb meem tiav tau tsim nrog CAD hauv Catia. Txoj hauv kev no feem ntau ntawm kev tsim teeb meem tuaj yeem pom thiab kho ua ntej tsim ib qho khoom siv lub cev. Feem ntau ntawm cov neeg daws teeb meem yog 3D luam tawm hauv PLA siv lub tshuab luam ntawv prusa MK3. Ntxiv rau, cov cuab yeej hauv qab no tau siv:

• 8 daim ntawm 8 hli txhuas pas nrig (10cm ntev)
• 8 linear pob bearings (LM8UU)
• me ntsis qis dua 2 m ntawm GT2 6mm lub sijhawm siv + qee qhov rub
• 6 NEMA 17 bipolar stepper motors
• 6 Polulu 4988 tus tsav tsheb tsav
• Arudino Mega ua tus tswj hwm rau txoj haujlwm
• 12V 3A fais fab mov
• ib kauj ruam nqis hloov pauv kom nyab xeeb rau lub zog arduino
• qee qhov ntsia hlau thiab txuas
• qee cov plywood rau lub hauv paus

Kev piav qhia kho vajtse

Nqe lus luv luv no qhia txog yuav ua li cas Q-Bot txawm ua haujlwm thiab qhov twg cov khoom siv tau hais los saum no tau siv. Hauv qab no koj tuaj yeem pom qhov ua tau ntawm kev ua tiav CAD ua qauv.

Q-bot ua haujlwm los ntawm kev muaj plaub lub tshuab txuas ncaj qha rau Rubik's Cube nrog 3D luam ntawv grippers. Qhov no txhais tau tias sab laug, sab xis, pem hauv ntej thiab nraub qaum tuaj yeem tig ncaj qha. Yog tias sab saum toj lossis hauv qab yuav tsum tau tig, tag nrho lub voos xwmfab yuav tsum tau tig thiab yog li ob lub cav yuav tsum tau txav mus deb. Qhov no yog ua tiav los ntawm kev txuas txhua tus tuav lub cav mus rau cov sleds uas tau tsav los ntawm lwm lub tshuab hluav taws xob thiab lub sijhawm siv raws txoj kab tsheb nqaj hlau. Txoj kev tsheb nqaj hlau muaj ob lub 8 pob kabmob uas tau teeb tsa rau hauv kab noj hniav hauv qhov swb thiab tag nrho cov kev caij tsheb nqaj hlau ntawm ob lub 8 hli txhuas ncej. Hauv qab no koj tuaj yeem pom qhov sib dhos ua ke ntawm ib txoj kab ntawm tus neeg daws teeb meem.

X- thiab y-axis yog qhov zoo ib yam lawv tsuas yog sib txawv hauv qhov siab ntawm qhov taw tes ntawm txoj siv, qhov no yog li tsis muaj kev sib tsoo ntawm ob txoj siv thaum ua tiav.

Kauj Ruam 2: Xaiv Cov Tsav Tsheb Zoo

Tau kawg, xaiv lub cav uas raug yog qhov tseem ceeb heev ntawm no. Qhov tseem ceeb yog tias lawv yuav tsum muaj zog txaus kom muaj peev xwm tig Rubik lub voos xwmfab. Qhov teeb meem tsuas yog ntawm no yog tias tsis muaj cov chaw tsim khoom ntawm Rubik lub voos muab lub zog ntsuas. Yog li, kuv yuav tsum tau tsim kho thiab ua kuv tus kheej ntsuas.

Feem ntau lub zog tau txhais los ntawm lub zog qhia ncaj qha rau txoj haujlwm ntawm qhov taw tes ntawm qhov nrug r:

Yog li, yog tias kuv tuaj yeem ntsuas qee qhov quab yuam siv rau lub voos xwmfab kuv tuaj yeem suav lub zog. Uas yog raws nraim qhov kuv tau ua. Kuv clamp kuv lub voos xwmfab rau lub txee hauv txoj kev uas tsuas yog ib sab tuaj yeem txav tau. Tias txoj hlua tau khi nyob ib ncig ntawm lub voos xwmfab thiab lub hnab txuas rau hauv qab. Tam sim no txhua yam uas tau ua kom maj mam nce qhov hnyav hauv lub hnab kom txog thaum lub voos xwmfab tig. Rau qhov tsis muaj qhov hnyav tiag kuv tau siv cov qos yaj ywm thiab ntsuas lawv tom qab. Tsis yog txoj kev tshawb fawb tshaj plaws tab sis vim kuv tsis tau sim nrhiav qhov tsawg kawg nkaus lub zog nws txaus txaus.

Kuv tau ntsuas qhov ntsuas peb zaug thiab coj tus nqi siab tshaj plaws tsuas yog kom nyab xeeb. Qhov hnyav tau yog 0.52 kg. Tam sim no vim yog Sir Isaac Newton peb paub tias Force sib npaug huab hwm coj lub sijhawm nrawm.

Qhov nrawm, qhov no, yog qhov nrawm nrawm. Yog li qhov xav tau lub zog tau muab los ntawm

Plugging hauv txhua qhov txiaj ntsig, suav nrog ib nrab ntawm kab pheeb ces kaum ntawm Rubik lub voos xwmfab, thaum kawg qhia qhov xav tau lub zog.

Kuv tau mus nrog stepper lub cev muaj zog uas tuaj yeem thov txog 0.4Nm uas yog tej zaum yuav dhau mus, tab sis kuv xav kom nyab xeeb.

Kauj Ruam 3: Tsim Lub Hauv Paus

Lub hauv paus muaj lub thawv ntoo yooj yim heev thiab nws muaj txhua yam khoom siv hluav taws xob xav tau. Nws nta lub ntsaws kom qhib thiab tua lub tshuab, LED los qhia yog tias nws tau qhib, USB B chaw nres nkoj thiab lub qhov (socket) rau lub hwj chim muab ntsaws rau. Nws tau tsim tsa siv 15mm plywood, qee qhov ntsia hlau thiab me ntsis kua nplaum.

Kauj Ruam 4: Sib dhos Cov Khoos Phis Tawj

Tam sim no nrog txhua qhov xav tau, suav nrog lub hauv paus, Q-bot tau npaj los sib sau ua ke. Cov khoom siv tau raug luam tawm 3D thiab hloov kho qhov twg xav tau. Koj tuaj yeem rub tawm tag nrho cov ntaub ntawv CAD tom kawg ntawm ible. Lub rooj sib txoos suav nrog ua kom haum txhua qhov 3D luam tawm ntu nrog qhov yuav khoom, txuas cov kab hluav taws xob thiab txuas txhua qhov ntawm lub hauv paus. Ib qho ntxiv, Kuv muab lub tes tsho nyob ib puag ncig cov kab hluav taws xob, tsuas yog ua kom zoo saib me ntsis, thiab ntxiv JST txuas rau lawv qhov kawg.

Txhawm rau qhia qhov tseem ceeb ntawm lub hauv paus kuv tsim, ntawm no yog ua ntej thiab tom qab txhaj tshuaj ntawm qhov kev sib dhos zoo li cas. Tiding txhua yam me ntsis tuaj yeem ua qhov sib txawv loj.

Kauj ruam 5: Electronics

Raws li rau cov khoom siv hluav taws xob txoj haujlwm yog qhov yooj yim dua. Muaj lub zog 12V tseem ceeb, uas tuaj yeem xa mus txog 3A ntawm tam sim no, uas ua rau lub zog muaj zog. Cov kauj ruam-nqes nqes tau siv los ua kom muaj hwj chim nyab xeeb rau Arduino thiab kev tiv thaiv kev tiv thaiv rau Arduino tau tsim los uas muaj tsev nyob tag nrho cov tsav tsheb tsav tsheb. Cov tsav tsheb ua kom tswj tau cov motors yooj yim dua. Tsav tsheb stepper lub cev muaj zog yuav tsum muaj kev tswj hwm tshwj xeeb tab sis los ntawm kev siv lub tshuab tsav peb tsuas yog xav tsim kom muaj lub plawv dhia siab rau txhua kauj ruam uas lub cav yuav tig. Ib qho ntxiv, qee qhov txuas txuas jst tau ntxiv rau daim ntaub thaiv kom ua txuas cov motors yooj yim dua. Cov ntaub thaiv npog rau Arduino tau ua tsis zoo rau ntawm ib daim perfboard thiab tom qab ua kom ntseeg tau tias txhua yam ua haujlwm raws li nws xav tau nws tau tsim los ntawm jlc pcb.

Nov yog qhov ua ntej thiab tom qab ntawm tsab ntawv pov thawj thiab tsim pcb.

Kauj Ruam 6: Software & Serial Interface

Q-Bot tau muab faib ua ob ntu. Ntawm qhov one tes muaj cov kho vajtse uas tau tswj los ntawm Arduino, ntawm qhov tod tes muaj ib qho software uas xam cov kev daws teeb meem rau lub voos xwmfab raws li kev sib tw tam sim no. Lub khoos phis tawj khiav ntawm Arduino tau sau los ntawm kuv tus kheej tab sis txhawm rau ua kom phau ntawv qhia luv luv no kuv yuav tsis nkag mus rau cov ntsiab lus hais txog nws ntawm no. Yog tias koj xav saib nws thiab ua si ib puag ncig nrog nws, qhov txuas rau kuv qhov chaw cia khoom git yuav muab rau thaum kawg ntawm daim ntawv no. Lub software uas xam cov kev daws teeb meem ua haujlwm ntawm lub tshuab qhov rais thiab tau sau los ntawm ib tus npoj yaig ntawm kuv, rov txuas mus rau nws qhov chaws tuaj yeem pom tom kawg ntawm ible. Ob ntu sib txuas lus siv qhov yooj yim serial interface. Nws suav qhov kev daws teeb meem raws Kociemba ob theem txheej txheem. Kev daws teeb meem software xa cov lus txib suav nrog ob bytes rau tus neeg daws teeb meem thiab tos kom nws rov qab los 'ACK'. Txoj hauv kev no tus neeg daws teeb meem tuaj yeem raug sim thiab debugged siv cov ntsuas yooj yim. Cov ntawv qhia ua tiav tuaj yeem pom hauv qab no.

Cov lus txib kom tig txhua lub cav rau ib kauj ruam yog qhov ua haujlwm rau teeb meem qhov twg qee tus neeg tsav tsheb yuav ua haujlwm dhia me me thaum lub zog nce. Txhawm rau them nyiaj rau qhov no lub cav tuaj yeem hloov kho rau lawv txoj haujlwm thawj zaug ua ntej kev daws teeb meem.

Kauj Ruam 7: Xaus

Tom qab yim lub hlis ntawm kev txhim kho, cog lus, ntaus keyboard thiab seev cev Q-bot thaum kawg ntawm qhov chaw uas ua tiav nws thawj Rubik lub voos xwmfab. Kev sib tsoo ntawm lub voos xwmfab yuav tsum tau muab tso rau hauv tus kheej rau hauv software tswj, tab sis txhua yam ua haujlwm tau zoo.

Kuv ntxiv qhov nce rau lub vev xaib ob peb lub lis piam tom qab thiab kuv lub tsev kawm qib siab tau hloov kho software los nyeem lub voos xwmfab tau txais los ntawm cov duab coj. Txawm li cas los xij, qhov no tseem tsis tau tshuaj ntsuam zoo thiab tseem xav tau qee qhov kev txhim kho.

Yog tias cov lus qhia no ua rau koj txaus siab tsis txhob ua siab deb thiab pib tsim koj tus kheej li version ntawm Q-bot. Nws yuav zoo li txaus ntshai thaum xub thawj, tab sis nws muaj nqis heev rau kev siv zog thiab yog tias kuv tuaj yeem ua nws yog li koj tuaj yeem ua tau.

Cov peev txheej:

Source Code ntawm Firmware:

github.com/Axodarap/QBot_firmware

Source Code ntawm kev tswj software

github.com/waldhube16/Qbot_SW