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Rub1k Cube solver

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Message  F6FCO Sam 8 Juin 2024 - 10:27

Hello les gens,
Je démarre un projet qui me titille depuis longtemps, un petit robot capable de résoudre le Rubik-cube 3x3. Aboutira ? aboutira pas ? scratch, en tout cas çà promet d'être amusant.
Il existe déjà des projets similaires, mais comme je n'aime rien faire comme les autres je vais faire ma petite cuisine perso.
- Je vais tenter de n'utiliser que 3 pap
- ils seront mobiles et glisseront sur des rails pour prendre le cube ou le lâcher
- Il seront mus sur les rails par des servo-moteurs de modélisme.
- cerveau: un PIC18F4525 de 40pins, si c'est juste je passerai sur un 18F8722 qui en offre le double.
- Programmation en assembleur PIC.

Les deux gros challenges seront:
- la lecture des couleurs du cube mélangé
- la préhension du cube par des systèmes de pinces, j'ai déjà fais quelques essais qui n'ont pas été très concluants.

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Message  F6FCO Sam 8 Juin 2024 - 10:27

Et on fonce dans le vif du sujet.

Un Rubik-cube 3x3 est composé 6 faces, chacune avec un centre fixe et immuable, tout bouge dans le Rubik sauf les centres. Une bonne chose, çà fait une base de départ.
Reste à faire bouger des mini-cubes formant des arêtes de 2 couleurs et des coins de 3 couleurs.
La première question qu'on se pose c'est comment démarrer ?
La meilleure façon c'est de simuler la réflexion humaine et d'y aller par étapes.

Un humain normal commence par tourner le cube mélangé dans tous les sens pour l'analyser et voir ce qu'il peut en faire, par quelle couleur il va démarrer, ou sont placés les mini-cubes de cette couleur et comment les amener au bon endroit.
Donc en premier lieu le robot va devoir être capable de tourner le cube dans tous les sens, analyser les couleurs de tous les minicubes et se les mettre en mémoire.
On va commencer par là, gros challenge, le reste viendra plus tard.
Pour un autre projet tout autre j'avais déjà fait des essais d'analyse de couleur qui marchait pas si mal. On utilise le même principe que le radar, on envoie, çà se réfléchit et çà revient, on regarde ce qu'on a obtenu. En utilisant le principe qu'une lumière colorée sera le mieux réfléchie par une surface de même couleur j'avais fait un petit montage avec une LDR (résistance dont la valeur varie selon la lumière reçue) et des diodes LED rouges, vertes et bleues. La LDR est montée en pont diviseur et on regarde la tension à la sortie suivant la lumière reçue.
Par exemple on allume les leds rouges pour éclairer une surface rouge, la lumière réfléchie par la surface est captée par la LDR et la tension issue sera supérieure que celle obtenue si on avait illuminé cette même surface rouge avec les Leds vertes ou bleues. Et lycée de Versailles.

Rub1k  Cube solver P1060819

Ma petite platine d'essai, au milieu du cylindre en alu c'est la LDR qui lit la couleur réfléchie par la surface colorée, autour une led rouge, une verte, une bleue, une jaune et une blanche. Prototype qui marche bien sauf que sur mon Rubik il a du mal à faire la différence entre le rouge et le orange  Crying or Very sad .
La devise de la maison c'est de tout faire soi-même mais là obligé de passer au plan B, après recherches j'ai vu qu'il existe un petit module dédié à l'analyse de couleurs, le GY31 qui a été développé pour l'arduino.

Rub1k  Cube solver P1060818

On en voit un ici à coté de mon prototype. La différence entre les deux c'est que mon proto renvoie une tension alors que le GY31 renvoie une fréquence.

Rub1k  Cube solver P1060820

Premiers essais avec le GY31 et c'est concluant, il faut bien la différence entre les 6 couleurs du cube  Smile. Les fréquences obtenues sont suffisamment tranchées pour pouvoir les différencier par le PIC. Ensuite ce ne sera qu'une question de tests conditions dans le programme pour savoir qui est qui.
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Message  dh42 Sam 8 Juin 2024 - 23:33

Salut,

Encore un beau casse tête cheers

J'avais vu ça à la TV il n'y a pas longtemps, un robot solveur fait en Lego ... c'était dingue la vitesse à laquelle ça fonctionnait !

Par contre, les routines pour solutionner l'équation, ça ne va pas être simple !

++
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Message  KOKO 57 Dim 9 Juin 2024 - 8:36

Salut à tous.....................le plus dur ce sera de bien différencier les différentes couleurs de chaque petit carré sur chaque face,et en premier de pouvoir le tenir correctement ainsi que de le tourner,

pour le reste,la façon de réaliser le cube,comme pour nous les humains,ce n'est que des formules à appliquer en fonction des couleurs de chaque pièce,en premier réaliser une croix blanche et ainsi de suite ................. Very Happy Very Happy
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Message  F6FCO Dim 9 Juin 2024 - 14:14

Salut,
Les routines ne m'inquiètent pas trop, il y aura un max de conditions c'est clair, je pensais comme vous au début et finalement les premiers soucis viennent d'ailleurs.

En premier c'était la reconnaissance des couleurs, j'ai fini par y arriver avec le module GY31 mais nouveau défi: comment lire tous les carrés d'une face en ne scrutant qu'un carré à la fois ?

Rub1k  Cube solver P1060821
Si on le positionne fixe on ne peut lire qu'un cube par face, comme on peut le voir sur la photo le module est plus grand qu'un carré de couleur.
Si on le fait se déplacer çà devient une usine à gaz et on ne peut pas en mettre plusieurs côte à côte car le module est plus grand qu'une carré.
J'ai résolu le problème (pas encore testé) en commandant 3 TCS3200 qui équipent le GY31 et en les rassemblant sur une même plaque imprimée en prenant soin que chaque lecteur ait la même dimension qu'un carré de couleur. Je les ai placés de telle façon qu'on puisse lire tous les cubes en seulement 4 rotations de la face. Le centre sera lu 4 fois mais ce n'est pas un souci.

Rub1k  Cube solver Capteu10Rub1k  Cube solver Capteu11

Le PCB avec les trois TCS3200, chacun avec ses 4 leds d'illumination. Je viens de le monter mais pas encore testé, il faudra le disposer judicieusement devant la face et qu'il ne gêne pas non plus la rotation du cube. Chacun des lecteurs TCS/Leds fait 19mmx19mm, la taille exacte d'un carré de couleur de mon cube.

Rub1k  Cube solver P1060910

Surface pas très jolie vue de près, c'est la laque à cheveux que je vaporise pour éviter l'oxydation, laque à 2 balles elle fait une réaction avec la résine de la soudure et çà laisse des dépôts gris. Je suis en train de tester le vernis pour PCB pour la remplacer.
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