Rubics Küp Çözücü Botu: 5 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Fiziksel bir Rubik küpünü çözen otonom bir robot yapmak. Bu, Robotik Kulübü, IIT Guwahati kapsamında bir projedir.

Kolayca bulunabilen basit malzemeler kullanılarak yapılmıştır. Temelde onları kontrol etmek için Servo motorlar ve bir Arduino, Akrilik levhalar, kırık bir Mini Draft, L-kelepçeler ve Çift Bantlar kullandık!

Küp çözme algoritmasını elde etmek için github'dan cubejs kitaplığını kullandık.

Adım 1: Kullanılan Malzemeler

1. 6 Servo motor
2. Arduino Uno
3. 3 hücreli LiPo pil
4. Akrilik Levha (8mm ve 5mm kalınlık)
5. Isı tabancası(
6. Matkap makinesi
7. Demir testeresi
8. L kelepçeler
9. Alüminyum şeritler
10. Mini Taslak/ metal çubuklar
11. Çift Bant
12. Fevi Hızlı
13. Somun Cıvataları
14. Atlama telleri

Adım 2: Mekanik Yapının Hazırlanması

Temel çerçeve

• Yaklaşık 50cm * 50cm'lik 8mm kalınlığında bir akrilik levha alın ve tüm kenarların ortasını işaretleyin (bu robotunuzun tabanı olacaktır).
• Kırık bir taslak alın ve içindeki 4 çelik çubuğu çıkarın..(bu çubuklar kaydırıcınız için yol görevi görecektir).
• İki dikdörtgen akrilik parçasına (herhangi bir boyutta) birbirine paralel iki çubuk sabitleyin ve bu düzeneğin iki çiftini yapın.
• Ardından, bir sürgü yapmak için, iki küçük akrilik parçasını, aralarında dört köşede ara parçalar olacak şekilde üst üste istifleyin ve ara parçalardaki cıvatalarla sabitleyin. Bu tür 4 kaydırıcıya ihtiyacınız olacak.
• İki sürgüyü bağlamadan önce, ara parçaları çubukların dış yüzeyine değecek şekilde önceden sabitlenmiş paralel çubukları aralarından geçirin.
• Her bir paralel çubuk çifti için üzerlerinde iki kaydırıcı geçirin.
• Bu hazır olduğunda, çubuk çiftini 90 derecelik bir haç şeklinde düzenleyin. Çaprazın her iki ucunda bir kaydırıcı olduğundan emin olun.

• Şimdi tek yapmanız gereken bu çapraz yolu robotunuzun tabanına tabandan biraz yukarıda tutturmak. (Yükseltinin bir servo motorun yüksekliğinden daha büyük olduğundan emin olun)

  Bunun için bizim yaptığımız gibi L-kelepçeli akrilik montaj aparatları kullanabilirsiniz yada başka bir yöntem yeterli olacaktır

Bundan sonra yapınız görüntü gibi görünmelidir.

Temel servoların takılması

• İki temel servo, servo, çaprazın kolunun altında ve merkezden ofset olacak şekilde takılmalıdır.
• Servolar, uzun cıvatalar kullanılarak delikli bir silikon gofrete yatay konumda takılır, bu da L-kelepçe ve iki yönlü bant ile tabana bağlanır.

İtme-çekme çubuklarının yapılması

• Servo açısını sıfıra ayarlayın ve servonun külbütör kolunu uygun bir konuma takın.
• En yakın konumdaki kaydırıcının mesafesini tahmin etmek için küpü çaprazın ortasına yerleştirin ve kaydırıcıları bu konumlara yerleştirin.
• Çift bant kullanarak her kaydırıcının altına L şeklinde alüminyum şeritler takın.
• Şimdi, her bir alüminyum şeridin, kendi düzleminde bulunan servo rocker'ın üstünden veya altından olan mesafesini ölçmek için, bu, itme-çekme çubuğunuzun uzunluğu olacaktır.
• Uzunluklar belirlendikten sonra itme çubuğu, alüminyum şerit veya başka bir şey delinerek sabitlenebilir.

Üst servoların montajı

• Küpünüzün hangi yükseklikte çözüleceğine karar verin. Servo motorun ekseni bu yükseklikte olmalıdır.
• Dört servo motoru, her biri dikey konumda cıvatalar kullanarak delikli bir silikon levhaya takın.
• Gofret şimdi, tabanı kaydırıcıya uygun bir yükseklikte sabitlenen L-şekilli bir alüminyum şerit üzerine monte edilmiştir, böylece servo ekseni küpün merkezinde yer alır.

C-pençeleri

• Pençeler, küpün bir kenarına tam olarak oturacak şekilde olmalı ve üst ve alt bölümlerin uzunluğu bir küpün bir kenarını geçmemelidir.
• Bunun için yeterli kalınlıkta bir akrilik şerit alın ve ısıtın. Eridikten sonra yeniden şekillendirin, küpün bir tarafını tam olarak tutacak şekilde C şeklinde bir kelepçe oluşturur.
• C-pençenin merkezini işaretleyin ve bu kelepçeyi ortasındaki servo rocker'a sabitleyin.

Her bir kelepçenin aynı yükseklikte olması için gerekirse bazı küçük ayarlamalar yapın.

Bu robotunuzun mekanik yapısını tamamlar, devre bağlantılarına geçelim……..

Adım 3: Devre Bağlantıları

Botu kontrol etmek için bir Arduino, voltaj regülatörü ve 3 hücreli (12v) LiPo pil kullandık.

Servo Motorlar Çok Güç Çektiğinden Her motor için bir adet olmak üzere 6 adet voltaj regülatörü kullandık.

Motorların sinyal girişleri (üçünün en açık renkli kablosu) Arduino'nun dijital PWM pinleri 3, 5, 6, 9, 10, 11'e bağlandı.

Voltaj regülatörü breadboard üzerine bağlandı ve 12 voltluk pil ile beslendi. Çıkış (5V) beslemesi doğrudan motorlara beslenmiştir. Motorların topraklaması da breadboard'a bağlanmıştır. Ortak zemin Arduino'ya da bağlandı.

4. Adım:

Adım 5: Kod:

Verilen iki dosya, Arduino kullanılarak belirli adımlar için motorlara komut vermek için yazılan kodu göstermektedir.

İlk dosya ana işlevi ve diğer değişken tanımlarını içerir. İkinci dosya, bir küpü çözmede kullanılan her hareket için işlevler içerir (ör. 'yukarı yüz saat yönünde döndürme' için U; 'sağ yüz saat yönünün tersine hareket' için R1 vb.)

Küp çözme algoritmasını elde etmek için github'dan cubejs kitaplığını kullandık.

Algoritma, Arduino koduyla tamamlanan 'yüz hareketlerinde' doğrudan çıktı verir.