RUBIK-Bot: 11 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Aquest vídeo mostra un resum del que es basa en sí el projecte de Laboratori Mecatrònic i els passos necessaris per poder realitzar-ho de manera sortida.

Pas 1: Compra de materials essencials per al projecte

Els elements més importants del projecte que han de comprar son:

- Seis motores a pasos

- Un cubo Rubik al que se le puedan remover los cuadros centrales de cada cara

- Un servomotor (per poder girar un costat del mecanisme per tancar una vegada que es col·loca el cub)

Pas 2: Tomar (o Buscar) Medidas De Los Componentes Comprados

Antes de treballar en el disseny CAD, és important tenir en compte les mesures del cub i el restant dels components per dissenyar les peces a fabricar d'acord a això. Utilitzar equip de medició que té una bona precisió, com un vernier.

Pas 3: Disseny CAD de Las Piezas a Fabricar

1. Seleccioneu un programari CAD amb el que us serveixin de còmode (nosaltres utilitzem SolidWorks).

2. Considera les tècniques de fabricació que pots utilitzar abans de dissenyar les teves peces (en aquest cas, utilitzem una cortadora làser i una dobladora CNC per fabricar les peces principals del prototip, pel que utilitzem la funció de Sheet Metal de SolidWorks per dissenyar moltes) piezas).

3. Las piezas más importantes a diseñar son:

- Quatre bases per contener els motors a passos que mueven les cares laterals del cub

- Una base per contener el motor a passos que mueve la cara superior del cub

- Una base per contener el motor a passos que mueve la cara inferior del cub

- Una base que sosté tots els components

4. Una vegada que totes les peces han estat dissenyades, juntarlas totes en un ensamble per assegurar que les seves mesures siguin correctes

Pas 4: Fabricació De Las Piezas

1. Tenir definits els models CAD.2. Per generar la cara nova del cub emplear un model de fresat on es redondean les esquines de la matèria primera i amb un cortador realitzant l’obertura de la gent que es generarà posteriorment. Verifique que la nova tapa pueda entrar en el cub rubik sense problemes. En aquest prototip s’utilitza el fresc per crear bocins quasi quadrats del mateix tamany que les cares centrals, i es realitzen un rasurat també utilitzant freidora.

3. Para la creación de los coles que tiene el motor se utiliza el proceso de torneado. Primer es va començar per tornar la part inferior de la gent per deixar-la del doble del diàmetre de la fletxa del motor, seguit de això, la part superior de l’acople es va metre a la freidora per generar una espècie de T. Finalment es fa una perforació del diàmetre. de la flecha y una perforación perpendicular a esta para el opresor.

Pas 5: Fabricar Torres Para Sostener Motores

Aquestes torres es fabriquen utilitzant una fulla metàl·lica de calibre 16, es corten amb tall làser CNC i es doblaran utilitzant tall làser CNC. Se han de fabricar quatre.

Pas 6: Fabricar Base Per Sostener El Mecanismo

Pas 7: Hacer Pruebas Mecánicas Antes De Montar

Per assegurar que la mida i el funcionament de les peces fabricades són els correctes, fer un muntatge de les peces

Pas 8: Montar Sistema Mecànic

Per poder muntar el sistema mecànic usarà tornells M3 a 10 mm entre la placa metàl·lica i el motor a passos.

El servomotor també té un tornillo que en el seu eix que va unint la placa amb el i té com a ajuda una roda es troba en el mecanisme que permet obrir i tancar la porta.

Pas 9: Disseny de sistema electrònic

Els principals components que es necessiten per a aquest projecte son:

- Arduino MEGA

Escut RAMPS 1.4

- Placa perforada petita

- Seis controladors de motors a passos

-Font d'alimentació a CD de 12 volts

1.-Per aquesta part es dissenya primer el diagrama elèctric en Eagle i posteriorment es busca la manera d’adaptar aquest diagrama a un escut i adaptar-se a les entrades a una placa perforada.

2.-Es verifica amb continuïtat totes les connexions entre els pins i els motors així com amb la font d'alimentació i es realitzen proves elèctriques dels components.

3.-Si les connexions es van realitzar correctament es col·loca la font d’alimentació dins de la placa que té el robot com es veu en l’última imatge

Pas 10: Programació

Per a aquesta etapa es fa servir un algoritme de matlab en el següent enllaç

la.mathworks.com/matlabcentral/fileexchang…

Per mitjà d’aquest algoritme es troben les rutes per resoldre el cub per mitjà de comandaments que l’usuari meteix com a inputs al programa i els gèneres l’algoritme de resolució. Aquest fa una interfície de comunicació entre Matlab i Arduino per realitzar el control de comunicació adequat.

És important que identifiqui al metre la informació a la interfície de Matlab les cares que es considerin com FRONT, BACK, RIGHT, LEFT, UP y DOWN, pues de esto dependerá si es mana correctament la informació a Arduino, per fer els girs de los 6 motores, uno por cara.

La programació en Arduino es basa en primer reportar els pins de l’Arduino als que estan connectats el STEP, DIRECTION i ENABLE de cada un dels motors.

La manera en què el programa rep les instruccions de moviment és amb comandaments SERIAL que son ingressat en el MONITOR SERIE. Al ingressar un número del 1 al 6 el programa manda llamar la instrucció que la relació amb cada motor, i da un gir de 90 graus a favor de les manecillas del reloj. Per un altre costat quan se li dóna una lletra de A a la F el programa manda llamar el cicle que gira el motor 90 graus en contra de les manecillas del reloj.

Amb la correcta secuència desplegada per MATLAB i ingressat en Arduino, el cub Rubik ha de solucionar-se en menys de 5 segons, sense importar la complexitat de la solució.

Pas 11: Ensamblaje Final Y Pruebas

Si tots els passos anteriors es van realitzar correctament es tendrà un prototip final que lluirà de la següent manera i que ha de funcionar de la millor manera possible, resolent el cub Rubik en temps record.