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電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子資料下載>電子資料>自動(dòng)大理石迷宮求解器

自動(dòng)大理石迷宮求解器

2022-12-15 | zip | 0.57 MB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

描述

主意

我從 Ahmed Azouz 項(xiàng)目中獲得靈感,因?yàn)樗菣C(jī)械工程和編程的完美結(jié)合。但我不想只是復(fù)制他的作品,我想使用一種新的功能方法。

方法

我的方法是編寫一個(gè)求解算法來找到穿過每個(gè)迷宮的方法,并計(jì)算 2 個(gè)伺服電機(jī)(X 和 Y 軸)的參數(shù),以控制 X/Y 平臺(tái),使大理石通過迷宮移動(dòng)。

設(shè)置

我為迷宮選擇了12cmx12cm(每個(gè)正方形1cmx1cm)的尺寸。任何其他大小也可以,并且可以在代碼的標(biāo)題中進(jìn)行調(diào)整。無論如何,12x12 足夠大,足以顯示算法的原理,并且是可行的,因?yàn)槟仨殞⒚總€(gè)迷宮粘合在一起。

迷宮的建造

我使用了一個(gè) 1cmx1cm 矩形的打印模板。然后我在上面畫一個(gè)迷宮。從起點(diǎn) (S) 到終點(diǎn) (E) 應(yīng)該至少有一種解決方案/方式。

pYYBAGOYAcqAKKpWAACuJEtWwD8967.jpg
每個(gè)迷宮的底板 12cmx12cm
?

下一步是將紙板粘在陰影區(qū)域(墻壁)上。高度應(yīng)在0.5-1cm之間。確保球能夠一直通過,尤其是。邊緣。

pYYBAGOYAc-AJ7HAAADfWMbW7qs651.jpg
迷宮#2。組裝完成。
?

機(jī)器的構(gòu)造

主要建筑材料是紙板。隨著時(shí)間的推移,我對這些 12 毫米 3 層紙板有了很好的體驗(yàn)。它易于處理且堅(jiān)固耐用。對于這個(gè)項(xiàng)目,我使用了 OLED I2C 128x64,因?yàn)槲乙郧皬奈词褂眠^,我很高興能使用它們。OLED 的使用需要一些庫。我選擇 Adafruit 的。它們很容易處理。然而,巨大的尺寸需要一個(gè) MEGA 板。如果您想使用沒有任何動(dòng)畫的標(biāo)準(zhǔn) LCD,Arduino UNO 就可以了。作為輸入設(shè)備,我使用了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 4x4 鍵盤,它也可以在手動(dòng)模式下控制彈珠。

poYBAGOYAdSAY_qEAADsrKaPc5U048.jpg
帶有鍵盤和 Arduino 板的底板。
?

?

pYYBAGOYvcuAPvYaAABw9N3MGow581.jpg
帶有膠合鍵盤和 Arduino 凹槽的底板
?

下一步是為 x 和 y 維度構(gòu)建可移動(dòng)平臺(tái)。標(biāo)準(zhǔn)步進(jìn)電機(jī) SG90 完全適合該用例。12 毫米厚的紙板使它們保持穩(wěn)定的位置。也使用了熱膠。電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸應(yīng)恰好在側(cè)壁的中間。平臺(tái)。

poYBAGOYvc6ASP2UAAEde62AxY8931.jpg
Y軸平臺(tái)后側(cè)壁,X軸平臺(tái)用SG90電機(jī)
?

?

poYBAGOYvdKAIGVCAADvqj-7mfY570.jpg
X軸平臺(tái)組裝成Y軸平臺(tái)
?

確保電機(jī)的孔至少在 x 軸上正好位于側(cè)壁的中間。

pYYBAGOYvdWAMYO4AACPkcI0IV0798.jpg
將 Y 軸平臺(tái)安裝到底板的主側(cè)壁上。
?

Y 軸平臺(tái)安裝在 SG-90 小齒輪的左側(cè)。在右側(cè),我用 appr 打了一個(gè)洞。6-7mm 直徑,確保 M5 螺絲穿過并可以輕松轉(zhuǎn)動(dòng),但不太容易。在墻壁之間,您應(yīng)該使用一些墊圈。最后一步是 X 軸平臺(tái)的組裝。現(xiàn)在兩個(gè)平臺(tái)都可以相互獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)。

pYYBAGOYvdeAEeJaAADQWwSqyY4954.jpg
就快結(jié)束了。
?

迷宮可以放置在 x 軸平臺(tái)上。

pYYBAGOYveOAA_NSAAYQUHP50mM190.jpg
終機(jī)。
?

維度的一些數(shù)據(jù)。

dimension in (cm)             X    Y    Z 
Base plate:                  30   26    -
Side walls (on the bottom):  -    18   20
Side walls (on the top):     -     8   20
Y-axis-platform (outer d.):  15  16.5   6
X-axis-platform (outer d.):  13   13    4
?

?

算法

紙板迷宮用 0 和 1 進(jìn)行二進(jìn)制編碼(0 - 墻壁;1 - 空格)。您可以對任何迷宮進(jìn)行編碼。為了計(jì)算從起始點(diǎn) (S) 到結(jié)束位置 (E) 的路徑,我使用了左手算法。該算法可能找不到最短路徑。在下一個(gè)軟件版本中,我將考慮不同的算法。在計(jì)算出方式之后,必須確定電機(jī)控制參數(shù)。為了方便起見,選擇的每個(gè)平臺(tái)的傾斜角度在每個(gè)方向上定義為 10 度。另一個(gè)參數(shù)是平臺(tái)保持在 -10/0/+10 度的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間取決于大理石的先前運(yùn)動(dòng)。如果彈子已經(jīng)朝著一個(gè)特定的方向前進(jìn),那么在同一方向上下一步的時(shí)間會(huì)更短,因?yàn)閺椬右呀?jīng)加速到特定的速度。

看法

迷宮應(yīng)該用 Pixy2 相機(jī)自動(dòng)記錄。到目前為止,迷宮是用矩陣中的二進(jìn)制代碼(0/1)描述的。然后計(jì)算路徑(現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn))并控制球。一種新方法是使用攝像頭監(jiān)控球的速度和位置,并在必要時(shí)調(diào)整電機(jī)參數(shù),例如簡單版本的機(jī)器學(xué)習(xí)。一個(gè)目標(biāo)可以是最快的可能速度,也可以是從開始到結(jié)束的最短時(shí)間。


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