ARS - Arduino Rubik Solver - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

ARS is een compleet systeem om de kubus van Rubik op te lossen: ja, nog een robot om de kubus op te lossen!

ARS is een drie jaar durend schoolproject gemaakt met 3D-geprinte onderdelen en lasergesneden structuren: een Arduino ontvangt de juiste volgorde die is gegenereerd door een zelfgemaakte software, ARS Studio, via de USB-poort, en beweegt vervolgens zes stappenmotoren vooruit en achteruit tot het einde.

ARS is gebaseerd op geweldige dhr. Kociemba-algoritme: zoals verteld op zijn website, is Herbert Kociemba een Duitse cuber uit Darmstadt, Duitsland, die dit algoritme in 1992 heeft uitgevonden om bijna optimale oplossingen voor de 3x3-kubus te vinden, een verbetering van het Thistlethwaite-algoritme.

In deze Instructable worden instructies uitgelegd over het bouwen van een robotstructuur en het gebruik van de open source-software die is ontwikkeld om de juiste volgorde te genereren die nodig is om de kubus op te lossen met behulp van Kociemba's algoritme.

Meer info over Kociemba en zijn werk:

• over algoritme
• over Gods getal, het aantal zetten dat een algoritme in het ergste geval zou doen om de kubus op te lossen. Eindelijk is aangetoond dat Gods nummer 20 is door Kociemba en zijn vrienden
• een interview met Herbert Kociemba
• info over Kociemba's software, waar ARS Studio vandaan komt

De volgende stappen gaan over de mechanische structuur en het softwaregebruik.

Benodigdheden

Je zal nodig hebben:

• 4x as 8x572mm
• 2x poelie as 8x80mm
• 8x draadstang 6x67mm
• 8x draadstang 6x122mm
• 7x 40x40x10 DC-ventilator
• 32x zeskantbout kwaliteit ab_iso M4x25x14
• 32x zeskantmoer stijl M4
• GT2 distributieriem 2m
• 1x breadboard
• 32x moer M6 blind
• 16x lager LM8UU 8x15x24
• 54x schroef M4 x 7,5 mm
• 54x sluitring 4,5x9x1mm
• 32x schroef M3x15mm
• 1x arduino UNO
• 6x NEMA 17 stappenmotoren
• 6x A4988 Pololu-stuurprogramma's
• 12V voeding: een simpele ATX van een oude computer is goed

Stap 1: ARS - Arduino Rubik Solver: bronnen

Materialen, tekeningen en software zijn hier:

• ARS tekeningen
• ARS Studio-software
• Arduino schets

Stap 2: De structuur monteren: algemeen overzicht

De ARS-robot is gemaakt van een aantal onderdelen en componenten, samengevoegd om het mogelijk te maken om twee wagens met vier stappenmotoren vooruit en achteruit te schuiven.

Stap 3: Montage van de structuur: Arduino en Stepper Drivers Box

"loading="lui" klik op "Stringi pinze" (italiaans voor "Close claws"), dan op "INVIA" (= "GO").

De volgorde wordt naar Arduino gestuurd, die de steppers volgens de volgorde beweegt.

Stap 11: ARS: Arduino Sketch

Arduino-schets is zo lang als eenvoudig.

Arduino ontvangt de reeks van de USB-computerpoort en leest deze uit de seriële monitor. De steppers hebben 12v nodig om te werken, er is een voeding nodig. Het vereist twee magnetische sensoren om goed te werken. Ze bevinden zich onder de motorsteunen, één voor elke sectie. Let bij het aansluiten van de stappenmotoren op A4988-stuurprogramma's en Arduino UNO-pinnen op de richting.

Volgordecommando's zijn:

a = stepper 1 draait 90°

b = stepper 1 roteren voor -90°

c = stepper 2 draait 90°

d = stepper 2 roteren voor -90°

e = stepper 3 draaien 90°

f = stepper 3 roteren voor -90°

g = stepper 4 draaien voor 90°

h = stepper 4 roteren voor -90°

i = stepper 5 open steppers 1 en 3

j = stepper 5 sluit steppers 1 en 3

k = stepper 6 open steppers 2 en 4

l = stepper 6 sluit steppers 2 en 4

m = steppers 1 en 3 draaien op dezelfde manier samen tot 90°

n = steppers 1 en 3 draaien op dezelfde manier samen tot -90°

o = steppers 2 en 4 draaien op dezelfde manier samen tot 90°

p = steppers 2 en 4 draaien op dezelfde manier samen tot -90°

Stap 12: ARS: prijzen

ARS Arduino Rubik Solver won de 1e prijs in de Italiaanse Olympische Problem Solving Games in 2018.

ARS Arduino Rubik Solver won een Maker of Merit op Maker Faire Rome in 2017.

Veel dank aan mijn studenten Paolo Grosso en Alberto Vignolo die dit project volhardend hebben uitgevoerd, aan Mihai Canea en Giorgio Spinoni die de software verbeterden, aan Josef Costamagna die een inkomende webversie begon, aan Alberto Bertola en Edgard Kazimirowicz die de mechanica hebben geperfectioneerd.

Stap 13: ARS Arduino Rubik Solver: volgende stappen

Volgende stap: ARS besturen van waar ook ter wereld, zodat iedereen ermee kan spelen.

We moeten de kleurherkenning verbeteren terwijl de webserver onderweg is, zoals je in de video kunt zien.

Blijf kijken!