ब्रिककुबेर प्रोजेक्ट - रास्पबेरी पाई रूबिक्स क्यूब सॉल्विंग रोबोट: 5 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

ब्रिककुबेर एक रूबिक क्यूब को लगभग 2 मिनट से भी कम समय में हल कर सकता है।

ब्रिककुबेर एक खुला स्रोत रूबिक का क्यूब सॉल्विंग रोबोट है जिसे आप स्वयं बना सकते हैं।

हम रास्पबेरी पाई के साथ रूबिक्स क्यूब सॉल्विंग रोबोट बनाना चाहते थे। गति के लिए जाने के बजाय, हम सादगी के साथ गए: यदि आपके पास रास्पबेरी पाई, ब्रिकपी किट और एक मानक लेगो माइंडस्टॉर्म ईवी 3 या एनएक्सटी किट है, तो आप आसानी से हमारे नक्शेकदम पर चलने में सक्षम होना चाहिए। सॉफ्टवेयर पायथन प्रोग्रामिंग भाषा में लिखा गया है। आप यहां जीथब पर सभी स्रोत-कोड देख सकते हैं।

पृष्ठभूमि रूबिक क्यूब ने हाल ही में वापसी करना शुरू किया है। 1974 में आविष्कार किया गया, यह दुनिया का सबसे ज्यादा बिकने वाला खिलौना है। लेकिन उन्हें हल करने के लिए विचार, प्रयास और कौशल की आवश्यकता होती है।.. तो क्यों न रोबोट को ऐसा करने दिया जाए? इस परियोजना में, हम एक रास्पबेरी पाई, एक ब्रिकपी और लेगो माइंडस्टॉर्म का एक सेट लेते हैं और रूबिक के क्यूब सॉल्विंग रोबोट का निर्माण करते हैं। सॉल्वर में बस एक अनसुलझा रूबिक क्यूब रखें, पायथन प्रोग्राम चलाएं, और आपका रूबिक क्यूब हल हो गया है! परियोजना रूबिक के घन को सीधे हल करने के लिए पाई का उपयोग करती है। BrickPi3 अनसुलझा रूबिक क्यूब लेता है और रास्पबेरी पाई रास्पबेरी पाई कैमरा के साथ रूबिक क्यूब के प्रत्येक पक्ष की एक तस्वीर लेता है। पाई रंग वर्गों का एक टेक्स्ट मैप बनाता है जो दिखाता है कि वे क्यूब पर कहाँ स्थित हैं। जब यह क्यूब को पूरी तरह से मैप कर लेता है, तो पाई रूबिक क्यूब को हल करने के लिए आवश्यक चालों को मैप करने के लिए "कोसीम्बा" पायथन लाइब्रेरी का उपयोग करता है। यह जानकारी पाई और ब्रिकपी3 द्वारा लेगो मोटर्स का उपयोग करके रूबिक के क्यूब को हल करने के लिए ली गई है। परिणाम: रूबिक क्यूब का हल।

चरण 1: उपकरण और सामग्री

• BrickPi3 - हम रूबिक के क्यूब सॉल्वर को हल करने वाले लेगो मोटर्स को नियंत्रित करने के लिए ब्रिकपी का उपयोग करेंगे।
• रास्पबेरी पाई - पाई प्रसंस्करण कर रही होगी, तस्वीरें ले रही होगी और ब्रिकपी को कमांड कर रही होगी।
• रास्पबेरी पाई कैमरा - पाई कैमरा अनसुलझे रूबिक क्यूब की तस्वीर लेगा।
• ईथरनेट केबल - इंटरनेट से कनेक्ट होने के लिए आपको अपनी मशीन की आवश्यकता होगी। यदि आप इसे वाईफाई पर करना चाहते हैं, तो यह भी ठीक है!
• रोबोट एसडी कार्ड के लिए रास्पियन - रास्पबेरी पाई चलाने वाला सॉफ्टवेयर। यह इस ट्यूटोरियल के लिए आवश्यक अधिकांश सॉफ़्टवेयर के साथ आता है। आप सॉफ्टवेयर को मुफ्त में भी डाउनलोड कर सकते हैं।
• लेगो माइंडस्टॉर्म EV3 किट (३१३१३) - आपको लेगो के ढेर और दो बड़े मोटर्स, और एक सर्वो मोटर, और अल्ट्रासोनिक सेंसर की आवश्यकता होगी।
• रूबिक्स क्यूब - हमें एक ऐसा क्यूब मिला जो यहां काफी स्वतंत्र रूप से घूमता है। हालांकि आप किसी भी 9x9x9 रूबिक क्यूब का उपयोग कर सकते हैं।

चरण 2: इसे बनाएं

सॉल्वर का निर्माण

यह डिज़ाइन लेगो EV3 के लिए MindCub3r डिज़ाइन से प्रेरित था। BricKuber को बनाने के लिए, MindCub3r का निर्माण शुरू करें। पूर्ण लेगो निर्माण निर्देश यहां देखे जा सकते हैं।

रूबिक्स क्यूब सॉल्वर डिज़ाइन में तीन प्रमुख गतिमान भाग होते हैं। पहला रूबिक क्यूब को पकड़ने के लिए एक पालना है। दूसरा शफलर है, एक हाथ जिसका उपयोग रूबिक के घन को पलटने के लिए किया जाता है।

अंत में, हम एक कैमरा आर्म जोड़ते हैं। MindCubr द्वारा मूल डिज़ाइन में, इसने रूबिक क्यूब के ऊपर EV3 रंग सेंसर रखा। हमारे संशोधित डिज़ाइन में, यह रूबिक क्यूब के ऊपर रास्पबेरी पाई कैमरा रखता है। हम क्यूब में हेरफेर करने के लिए दो लेगो माइंडस्टॉर्म मोटर्स का उपयोग करते हैं: पहला क्यूब को घुमाने के लिए क्रैडल के नीचे बैठता है, और दूसरा क्यूब को विपरीत अक्ष पर घुमाने के लिए शफलर आर्म को घुमाता है।

BrickPi3 को इकट्ठा करें

आप यहाँ BrickPi3 के लिए असेंबली निर्देश पा सकते हैं। हमें मामले को इकट्ठा करना होगा, ब्रिकपी 3, रास्पबेरी पाई, रास्पबेरी पाई कैमरा संलग्न करना होगा, एक एसडी कार्ड जोड़ना होगा और बैटरी जोड़ना होगा। सॉफ़्टवेयर को सेटअप करना आसान बनाने के लिए, रोबोट के लिए रास्पियन अधिकांश सॉफ़्टवेयर के साथ आता है जिसकी आपको पहले से ही सेटअप की आवश्यकता होगी। आपको कम से कम 8 जीबी एसडी कार्ड की आवश्यकता होगी, और आप एसडी कार्ड के पूर्ण आकार में फिट होने के लिए डिस्क का विस्तार करना चाहेंगे।

BrickPi3 संलग्न करें

हम BrickPi3 को लेगो असेंबली में जोड़ते हैं। हमने BrickPi3 को सपोर्ट करने के लिए LEGO EV3 "विंग्स" का उपयोग किया और इसे BricKuber बॉडी के साथ समतल किया। पावर पैक में 8XAA बैटरी जोड़ने और लेगो असेंबली में BrickPi3 पावर पैक संलग्न करने के लिए यह एक अच्छा कदम है। प्रोग्रामिंग के लिए आप BrickPi3 को USB पावर के माध्यम से रास्पबेरी पाई में पावर कर सकते हैं, हालांकि मोटर्स को स्थानांतरित करने के लिए आपको पावर पैक के साथ बिजली की आपूर्ति करने की आवश्यकता होगी।

मोटर्स को BrickPi3. से कनेक्ट करें

शफलर मोटर को मोटर पोर्ट "एमडी" से जोड़ें। क्रैडल मोटर को BrickPi3 पर "MA" पोर्ट से जोड़ दें। कैमरा सेंसर मोटर को "MC" पोर्ट से जोड़ें (यह छोटी सर्वो जैसी मोटर है)। भले ही हम कैमरा नहीं चलाएंगे, आप मोटरों का उपयोग करके कैमरे के स्थान को समायोजित करना चाह सकते हैं।

रास्पबेरी पाई कैमरा संलग्न करें

लेगो कैमरा समर्थन का उपयोग करते हुए, कैमरा संलग्न करें। कैमरे का छोटा काला लेंस दो लेगो बीम सपोर्ट के बीच फिट होना चाहिए। कुछ बिजली के टेप के साथ लेगो समर्थन के लिए कैमरे को सुरक्षित करें। यह सुनिश्चित करने का एक अच्छा समय है कि कैमरा पूरे रूबिक क्यूब को कैप्चर करने में सक्षम होने की स्थिति में है। आप रास्पिस्टिल कमांड के साथ एक परीक्षण तस्वीर ले सकते हैं

रास्पिस्टिल -ओ कैम.jpg

जांचें कि घन चित्र के बीच में अच्छी तरह से केंद्रित है।

चरण 3: सॉफ्टवेयर तैयार करें

आप रोबोट के लिए रास्पियन या रास्पियन के किसी भी संस्करण का उपयोग कर सकते हैं, हमारी कस्टम छवि जो पहले से स्थापित BrickPi3 के साथ आती है। यदि आप रास्पियन के मानक संस्करण का उपयोग करते हैं, तो आप कमांड का उपयोग करके BrickPi3 पुस्तकालय स्थापित कर सकते हैं

सुडो कर्ल -केएल dexterindustries.com/update_brickpi3 | दे घुमा के

यह चरण आपकी रास्पियन छवि पर BrickPi3 चलाने के लिए आवश्यक सभी पुस्तकालयों को स्थापित करेगा। यदि आप रोबोट के लिए रास्पियन का उपयोग कर रहे हैं तो इस चरण को छोड़ दें: BrickPi3 पहले से स्थापित है।

अंत में, कमांड का उपयोग करके सभी प्रोजेक्ट निर्भरताएँ स्थापित करें:

सुडो कर्ल https://raw.githubusercontent.com/DexterInd/Brick… | दे घुमा के

इस चरण के लिए आपके BrickPi3 को इंटरनेट से कनेक्ट करना होगा। कई पुस्तकालय हैं जिन पर परियोजना निर्भर करती है, जिसमें गिथब पर डैनियल वाल्टन (@ dwalton76) द्वारा कुछ महत्वपूर्ण पुस्तकालय शामिल हैं, जिनका उपयोग रूबिक के घन को हल करने के लिए किया जाता है।

चरण 4: रूबिक क्यूब को हल करें

पालने में एक अनसुलझा रूबिक क्यूब रखें। कमांड चलाएँ

sudo python ~/Dexter/BrickPi3/Projects/BricKuber/BricKuber.py

रोबोट क्यूब को प्रत्येक चेहरे पर घुमाएगा और कैमरा 6 तस्वीरें लेगा, क्यूब के प्रत्येक पक्ष में से एक। रास्पबेरी पाई छह चित्रों से घन विन्यास का निर्धारण करेगी। एक कुशल समाधान खोजने के लिए क्यूब कॉन्फ़िगरेशन को कोसीम्बा पायथन लाइब्रेरी में पास किया जाएगा। अंत में, रोबोट रूबिक क्यूब को हल करने के लिए चालों को अंजाम देगा!

चरण 5: स्रोत कोड

BricKuber के सभी सोर्स कोड हमारे ओपन सोर्स जीथब रेपो में पाए जा सकते हैं।

यह प्रोजेक्ट कमांड द्वारा स्थापित निम्नलिखित सॉफ्टवेयर पैकेजों का उपयोग करता है