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非常荣幸入围 EEPW 联合 e 络盟举办的【Raspberry Pi 5 开发板方案创意赛】，感谢主办方提供这么好的平台和学习机会！盼了快2周，终于收到了心心念念的树莓派 5 开发板，迫不及待开箱体验，同时也和大家分享我的参赛方案～

一、树莓派 5 4GB 版开箱实录

本次选购的是 Raspberry Pi 5 4GB 内存版本（型号 RP15-4GB-SINGLE），从 e 络盟官网下单后，物流体验十分顺畅，包装防护也相当到位。

快递盒上清晰印着 e 络盟的品牌标识、发货单信息，还有 各种温馨提示，细节满满。拆开外层包装，树莓派 5 开发板采用原厂包装，密封完好。附带我另外采购了一张闪迪 32GB microSDHC UHS-I 存储卡，A1 级别高速性能，读取速度高达 120MB / 秒，刚好满足系统安装和程序运行的存储需求。

取出开发板本体，第一感觉就是做工扎实精良。板卡布局规整，元器件焊接均匀饱满，边缘切割光滑无毛刺。核心搭载 Broadcom BCM2712 处理器，64 位 ARM Cortex-A76 4 核架构，主频高达 2.4GHz，相比前代性能提升显著。板载 4GB RAM，配备 MicroSD 卡槽、双 HDMI 接口、Wi-Fi 模块，还有经典的 40 引脚 GPIO 接口，丰富的外设为后续项目开发提供了充足的硬件支持。板身还印有 FCC ID、KCC 等认证标识，品质有保障。

话不多说，直接附上开箱实拍图，一起感受树莓派 5 的硬核质感：

二、参赛方案：双臂 2 自由度智能解魔方机器人

1. 方案核心思路

树莓派 5 的硬件优势让复杂项目落地成为可能 —— 其丰富的 GPIO 接口可直接输出开关量信号和高速脉冲信号，驱动步进电机、电磁铁等执行机构；强大的处理器性能支持 Linux 系统流畅运行，既能通过 OpenCV 实现机器视觉识别，也能搭载 Python 跑 AI 算法，甚至可安装工业控制软件变身小型 PLC，完美契合多任务协同的控制需求。

基于此，我计划打造一台双臂 2 自由度智能解魔方机器人，全程仅以树莓派 5 作为唯一控制核心，整合视频采集、视觉识别、算法求解、实时控制、电机驱动、上位机监控等功能，实现魔方全自动快速还原。

2. 硬件组成与控制逻辑

• 机械结构：采用 3D 打印定制双臂机械手爪，每个手臂具备 2 自由度 —— 由 1 台步进电机控制      90°/180° 旋转，模拟人手拧动魔方的动作；由 1 个电磁铁控制夹爪开合，精准调节夹紧力度，还原手指松紧手感。

  
  

• 控制接口：步进电机接收两路树莓派 GPIO 信号（一路正反转方向信号，一路高速脉冲信号），实现转速和转向的精准控制；夹爪电磁铁接收一路树莓派电平信号，通过高低电平切换控制开合。

• 视觉采集：顶部安装 4 个摄像头，全方位拍摄打乱魔方的 6 面色块，通过树莓派采集接口将图像数据实时传输至控制程序。

3. 软件与算法实现

• 视觉识别：基于 OpenCV 开发图像识别程序，精准提取魔方每个面的色块颜色信息，确定魔方初始状态。

• 求解算法：采用科先巴算法（Korf's algorithm），快速计算出魔方还原的最优步骤，确保还原效率。

• 动作转换：通过深度优先算法，将还原步骤转化为双臂和夹爪的协同控制动作，生成树莓派 GPIO 的输出指令序列。

• 上位机监控：开发 Web 端监控页面，实时显示 4 个摄像头的拍摄画面、机器人运行状态及控制中间变量，支持手机、Pad、PC 多设备无线访问，操作便捷。

4. 预期效果

将任意打乱的魔方放入机器人指定位置后，设备自动启动：摄像头采集图像→视觉识别魔方状态→算法求解还原步骤→树莓派控制双臂和夹爪精准动作→10-15 秒内完成魔方全自动还原。整个系统整合度高、体积小巧，全程无需人工干预，充分发挥树莓派 5 的多任务处理和硬件驱动能力。

项目本身不小，涉及到不光光是电子和编程，更重要的是 机械设计等硬件支撑。 项目的创意呢，也是从去年就开始有了，稀稀拉拉带着3个大二的学生在做，并且各个子模块都有了基础的可行性验证。接下来将着手进行 3D 打印、电路连接和程序开发，后续会持续更新开发进度和调试细节。期待通过树莓派 5 的强大性能，让这个创意方案完美落地，也欢迎大家交流探讨，提出宝贵建议！