Q -Bot - ওপেন সোর্স রুবিক্স কিউব সলভার: 7 টি ধাপ (ছবি সহ)

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:57

কল্পনা করুন যে আপনার একটি রুবিক্স কিউব রয়েছে, আপনি জানেন যে ধাঁধাটি 80 এর দশকে তৈরি হয়েছে যা প্রত্যেকেরই আছে কিন্তু কেউই জানেন না কিভাবে সমাধান করতে হয় এবং আপনি এটিকে তার মূল প্যাটার্নে ফিরিয়ে আনতে চান। সৌভাগ্যবশত এই দিনগুলি সমাধানের নির্দেশাবলী খুঁজে পাওয়া খুব সহজ। সুতরাং, একটি ভিডিও দেখুন অনলাইনে দেখুন কিভাবে আপনি আনন্দ আনতে পাশ ঘুরিয়ে দিতে হয়। এটি কয়েকবার করার পরে, তবে আপনি বুঝতে পারবেন যে কিছু অনুপস্থিত। ভিতরে একটি গর্ত যা পূরণ করা যাবে না। আপনার মধ্যে প্রকৌশলী/নির্মাতা/হ্যাকার এত সহজ উপায়ে এত আশ্চর্যজনক কিছু সমাধান করে সন্তুষ্ট হতে পারে না। আপনার যদি এমন একটি মেশিন থাকে যা আপনার জন্য সমস্ত সমাধান করে তবে এটি আরও বেশি কাব্যিক হবে না? আপনি যদি কিছু বানিয়ে থাকেন তাহলে আপনার সব বন্ধুরা বিস্মিত হবে? আমি আপনাকে গ্যারান্টি দিতে পারি যে এটি আপনার সৃষ্টির বিস্ময়কর কাজ দেখার এবং রুবিক্স কিউব সমাধান করার চেয়ে অনেক ভাল হবে না। সুতরাং, আসুন এবং Q-Bot তৈরির চমৎকার যাত্রায় আমার সাথে যোগ দিন, ওপেন সোর্স রুবিক্স কিউব সলভার যা অবশ্যই কোন বিশ্ব রেকর্ডকে হারাবে না, তবে আপনাকে আনন্দের ঘন্টা দেবে (অবশ্যই সব হতাশার মধ্য দিয়ে যাওয়ার পরে) বিল্ডিং প্রক্রিয়ার সময়)।

ধাপ 1: হার্ডওয়্যার ডিজাইন করা

সম্পূর্ণ সমাধানকারীটি ক্যাটিয়াতে সিএডি দিয়ে ডিজাইন করা হয়েছিল। এইভাবে নকশার বেশিরভাগ ত্রুটি খুঁজে পাওয়া যায় এবং কোনো শারীরিক উপাদান তৈরির আগে সংশোধন করা যায়। বেশিরভাগ সমাধানকারী পিএলএতে প্রুসা এমকে 3 প্রিন্টার ব্যবহার করে 3D মুদ্রিত হয়েছিল। উপরন্তু, নিম্নলিখিত হার্ডওয়্যার ব্যবহার করা হয়েছিল:

• 8 মিমি অ্যালুমিনিয়াম রডের 8 টুকরা (10 সেমি দৈর্ঘ্য)
• 8 রৈখিক বল বিয়ারিং (LM8UU)
• GT2 6mm টাইমিং বেল্টের 2 মিটারের নিচে একটু + কিছু পুলি
• 6 NEMA 17 বাইপোলার স্টেপার মোটর
• 6 Polulu 4988 stepper ড্রাইভার
• একটি Arudino মেগা প্রকল্পের নিয়ামক হিসাবে
• একটি 12 V 3A পাওয়ার সাপ্লাই
• আরডুইনোকে নিরাপদে পাওয়ার জন্য একটি স্টেপ ডাউন কনভার্টার
• কিছু স্ক্রু এবং সংযোগকারী
• বেসের জন্য কিছু পাতলা পাতলা কাঠ

হার্ডওয়্যারের বর্ণনা

এই বিভাগটি সংক্ষিপ্তভাবে কভার করে কিভাবে Q-Bot এমনকি কাজ করে এবং উপরে উল্লিখিত উপাদানগুলি কোথায় ব্যবহার করা হয়। নীচে আপনি সম্পূর্ণরূপে একত্রিত সিএডি মডেলের একটি রেন্ডারিং দেখতে পারেন।

Q-bot কাজ করে চারটি মোটরকে সরাসরি রুবিক্স কিউবের সাথে 3D মুদ্রিত গ্রিপার দিয়ে সংযুক্ত করে। এর মানে হল যে বাম, ডান, সামনে এবং পিছনে সরাসরি ঘুরানো যাবে। যদি উপরের বা নিচের দিকে ঘুরতে হয়, তাহলে পুরো কিউবটি ঘুরিয়ে দিতে হবে এবং তাই দুটি মোটরকে সরে যেতে হবে। এটি প্রতিটি স্ট্রিপিং মোটর দ্বারা চালিত স্লেজে প্রতিটি লিপিং মোটর সংযুক্ত করে এবং একটি রৈখিক রেল ব্যবস্থার সাথে একটি টাইমিং বেল্ট দিয়ে করা হয়। রেল ব্যবস্থায় দুটি ball টি বল বিয়ারিং রয়েছে যা স্লেজে গহ্বরে মাউন্ট করা হয় এবং পুরো স্লেজ দুটি mm মিমি অ্যালুমিনিয়াম শ্যাফ্টে চড়ে। নীচে আপনি সমাধানকারী এক অক্ষের উপ সমাবেশ দেখতে পারেন।

X- এবং y- অক্ষ মূলত অভিন্ন তারা শুধুমাত্র বেল্টের মাউন্টিং পয়েন্টের উচ্চতায় ভিন্ন, এটি এমনভাবে যাতে সম্পূর্ণরূপে একত্রিত হওয়ার সময় দুটি বেল্টের মধ্যে কোন সংঘর্ষ না হয়।

ধাপ 2: সঠিক মোটর বাছাই

অবশ্যই, সঠিক মোটর নির্বাচন এখানে খুবই গুরুত্বপূর্ণ। মূল অংশটি হল যে তাদের যথেষ্ট শক্তিশালী হওয়া দরকার যাতে তারা রুবিক্স কিউব চালু করতে পারে। এখানে একমাত্র সমস্যা হল যে রুবিকস কিউবের কোন নির্মাতা টর্ক রেটিং দেয় না। সুতরাং, আমাকে উন্নতি করতে হয়েছিল এবং আমার নিজের পরিমাপ করতে হয়েছিল।

সাধারণত ঘূর্ণন বিন্দুর অবস্থানের দিকে লম্ব নির্দেশিত বল দ্বারা টর্ককে সংজ্ঞায়িত করা হয় r:

সুতরাং, যদি আমি কিউবকে প্রয়োগ করা বলকে একরকম পরিমাপ করতে পারি তবে আমি টর্ক গণনা করতে পারি। যা আমি ঠিক করেছি। আমি আমার কিউবকে একটি শেলফের সাথে এমনভাবে আটকে দিলাম যাতে কেবল একপাশে চলাচল করতে পারে। যে কিউব এবং নীচে একটি ব্যাগ সংযুক্ত চারপাশে একটি স্ট্রিং বাঁধা ছিল। এখন যা করা বাকি ছিল তা হল ধীরে ধীরে ব্যাগের ওজন বাড়ানো যতক্ষণ না ঘন হয়ে যায়। কোন সঠিক ওজনের অভাবের জন্য আমি আলু ব্যবহার করেছি এবং পরে তাদের পরিমাপ করেছি। সবচেয়ে বৈজ্ঞানিক পদ্ধতি নয় কিন্তু যেহেতু আমি ন্যূনতম টর্ক খুঁজে বের করার চেষ্টা করছি না এটি যথেষ্ট যথেষ্ট।

আমি তিনবার পরিমাপ করেছি এবং নিরাপদ থাকার জন্য সর্বোচ্চ মূল্য গ্রহণ করেছি। ফলে ওজন ছিল 0.52 কেজি। এখন স্যার আইজ্যাক নিউটনের কারণেই আমরা জানি যে ফোর্স ভর বার ত্বরণের সমান।

এই ক্ষেত্রে ত্বরণ হল মহাকর্ষীয় ত্বরণ। তাই প্রয়োজনীয় টর্ক দেওয়া হয়

রুবিক্স কিউবের অর্ধেক তির্যক সহ সমস্ত মানগুলিতে প্লাগ করা অবশেষে প্রয়োজনীয় টর্ক প্রকাশ করে।

আমি স্টেপার মোটরগুলির সাথে গিয়েছিলাম যা 0.4Nm পর্যন্ত প্রয়োগ করতে সক্ষম যা সম্ভবত একটি ওভারকিল, কিন্তু আমি নিরাপদ থাকতে চেয়েছিলাম।

ধাপ 3: বেস নির্মাণ

বেসটি একটি খুব সাধারণ কাঠের বাক্স নিয়ে গঠিত এবং এতে সমস্ত প্রয়োজনীয় ইলেকট্রনিক্স রয়েছে। এটি মেশিনটি চালু এবং বন্ধ করার জন্য একটি প্লাগ, এটি চালু থাকলে নির্দেশ করার জন্য একটি LED, একটি USB B পোর্ট এবং পাওয়ার সাপ্লাই প্লাগ ইন করার জন্য একটি সকেট রয়েছে। এটি 15 মিমি পাতলা পাতলা কাঠ, কিছু স্ক্রু এবং কিছুটা আঠালো ব্যবহার করে নির্মিত হয়েছিল।

ধাপ 4: হার্ডওয়্যার একত্রিত করা

এখন বেস সহ সমস্ত প্রয়োজনীয় অংশগুলির সাথে, Q-bot একত্রিত হওয়ার জন্য প্রস্তুত ছিল। কাস্টম যন্ত্রাংশগুলি 3D মুদ্রিত এবং যেখানে প্রয়োজন সেখানে সমন্বয় করা হয়েছিল। আপনি এই ible এর শেষে সব CAD ফাইল ডাউনলোড করতে পারেন। অ্যাসেম্বলিতে 3 ডি মুদ্রিত অংশগুলি কেনা অংশগুলির সাথে ফিট করা, মোটর তারগুলি প্রসারিত করা এবং সমস্ত অংশকে বেসে স্ক্রু করা অন্তর্ভুক্ত ছিল। উপরন্তু, আমি মোটর তারের চারপাশে হাতা রাখি, শুধু একটু পরিচ্ছন্ন দেখানোর জন্য, এবং তাদের প্রান্তে JST সংযোগকারী যুক্ত করেছি।

আমার নির্মিত বেসের গুরুত্ব তুলে ধরার জন্য, সমাবেশটি কেমন ছিল তার আগে এবং পরে শট দেওয়া হয়েছে। সবকিছুকে একটু গুছিয়ে রাখা একটি বিশাল পার্থক্য আনতে পারে।

ধাপ 5: ইলেকট্রনিক্স

ইলেকট্রনিক্সের জন্য প্রকল্পটি বেশ সহজ। একটি প্রধান 12V বিদ্যুৎ সরবরাহ রয়েছে, যা 3A পর্যন্ত বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে পারে, যা মোটরগুলিকে শক্তি দেয়। আরডুইনোকে নিরাপদে পাওয়ার জন্য একটি স্টেপ-ডাউন মডিউল ব্যবহার করা হয় এবং আরডুইনোর জন্য একটি কাস্টম ieldাল ডিজাইন করা হয়েছিল যা সমস্ত স্টেপার মোটর চালকদের বাস করে। ড্রাইভার মোটর নিয়ন্ত্রণ অনেক সহজ করে তোলে। একটি স্টেপার মোটর চালানোর জন্য একটি নির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ ক্রম প্রয়োজন কিন্তু মোটর ড্রাইভার ব্যবহার করে আমাদের কেবলমাত্র প্রতিটি ধাপের জন্য একটি উচ্চ পালস তৈরি করতে হবে মোটরটি চালু হবে। এছাড়াও, মোটরগুলিকে সংযুক্ত করা সহজ করার জন্য কিছু জেএসটি সংযোগকারী ieldালটিতে যুক্ত করা হয়েছিল। Arduino জন্য ieldাল দৃ perf়ভাবে পারফোর্ডের একটি টুকরা উপর নির্মিত হয়েছিল এবং নিশ্চিত করার পরে যে সবকিছু যেমন এটি অনুমিত ছিল যে এটি jlc pcb দ্বারা নির্মিত হয়েছিল।

প্রোটোটাইপ এবং উত্পাদিত পিসিবি এর আগে এবং পরে এখানে।

ধাপ 6: সফ্টওয়্যার এবং সিরিয়াল ইন্টারফেস

Q-Bot দুটি ভাগে বিভক্ত। একদিকে হার্ডওয়্যার রয়েছে যা আরডুইনো দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, অন্যদিকে একটি সফ্টওয়্যার রয়েছে যা বর্তমান ঝগড়ার উপর ভিত্তি করে ঘনক্ষেত্রের সমাধানের পথ গণনা করে। আরডুইনোতে চলমান ফার্মওয়্যারটি আমার নিজের লেখা ছিল কিন্তু এই গাইডটি সংক্ষিপ্ত রাখার জন্য আমি এখানে এ সম্পর্কে বিস্তারিত কিছু বলব না। আপনি যদি এটির দিকে নজর দিতে চান এবং এটির সাথে খেলতে চান তবে এই নথির শেষে আমার গিট সংগ্রহস্থলের লিঙ্ক সরবরাহ করা হবে। সমাধান গণনা করা সফ্টওয়্যারটি একটি উইন্ডোজ মেশিনে চলে এবং আমার একজন সহকর্মী লিখেছিলেন, আবার তার সোর্স কোডের লিঙ্ক এই ible এর শেষে পাওয়া যাবে। দুটি অংশ একটি সাধারণ সিরিয়াল ইন্টারফেস ব্যবহার করে যোগাযোগ করে। এটি Kociemba এর দুই ফেজ অ্যালগরিদমের উপর ভিত্তি করে সমাধান গণনা করে। সমাধানকারী সফ্টওয়্যারটি সমাধানকারীর কাছে দুটি বাইট সমন্বিত একটি কমান্ড পাঠায় এবং এটি একটি 'ACK' ফেরত দেওয়ার জন্য অপেক্ষা করে। এইভাবে সমাধানকারী একটি সাধারণ সিরিয়াল মনিটর ব্যবহার করে পরীক্ষা এবং ডিবাগ করা যায়। সম্পূর্ণ নির্দেশ সেট নীচে পাওয়া যাবে।

প্রতিটি মোটরকে এক ধাপের জন্য চালু করার কমান্ডগুলি এমন একটি সমস্যার সমাধান যেখানে সমস্যার সমাধান করার জন্য কিছু স্টেপার এলোমেলোভাবে বিদ্যুতের উপর ছোট ছোট জাম্প করবে। এর জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে মোটরগুলিকে সমাধান প্রক্রিয়ার আগে তাদের প্রাথমিক অবস্থানে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে।

ধাপ 7: উপসংহার

ডেভেলপমেন্ট, শপথ, কিবোর্ডে আঘাত করা এবং কি-বট নাচানোর আট মাস পরে অবশেষে এমন একটি স্থানে এসেছিলেন যেখানে সফলভাবে তার প্রথম রুবিক্স কিউব সমাধান করা হয়েছে। কিউবের স্ক্র্যাম্বলটি ম্যানুয়ালি কন্ট্রোল সফ্টওয়্যারে ertedুকিয়ে দিতে হয়েছিল, কিন্তু সবকিছু ভালভাবে কাজ করেছে।

আমি কয়েক সপ্তাহ পরে একটি ওয়েবক্যামের জন্য একটি মাউন্ট যোগ করেছিলাম এবং আমার কলেজ নেওয়া ছবিগুলি থেকে স্বয়ংক্রিয়ভাবে কিউব পড়ার জন্য সফ্টওয়্যারটি সামঞ্জস্য করেছিল। যাইহোক, এটি এখনও ভালভাবে পরীক্ষা করা হয়নি এবং এখনও কিছু উন্নতি প্রয়োজন।

যদি এই নির্দেশযোগ্য আপনার আগ্রহ বাড়িয়ে দেয় তাহলে দ্বিধা করবেন না এবং Q-bot এর আপনার নিজস্ব সংস্করণ তৈরি করতে শুরু করুন। এটি প্রথমে ভয়ঙ্কর মনে হতে পারে, তবে এটি প্রচেষ্টার জন্য অনেক মূল্যবান এবং যদি আমি এটি করতে পারি তবে আপনিও এটি করতে পারেন।

সম্পদ:

ফার্মওয়্যারের সোর্স কোড:

github.com/Axodarap/QBot_firmware

কন্ট্রোল সফটওয়্যারের সোর্স কোড

github.com/waldhube16/Qbot_SW