Bright Paths (Teaching MST): 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Formålet med Bright Paths er at lære eleverne om minimumspanningstræer (MST'er). Node A er kilden, og alle de andre noder har en vis vægt (pris) for at komme til dem. Dette læremiddel viser denne pris ved at dæmpe hver knude, afhængigt af omkostningerne til denne knude. Jeg planlægger at tale om knudepunkterne, som om de er butikker, der har brug for leverancer, og afhængigt af den vej, der er taget, vil omkostningerne ved lys (vægt) være for store. Resultatet af dette er en LED, der enten er dæmpet eller slukket afhængigt igen af vægten. Samlet set en fantastisk måde at forenkle dette problem for studerende. Dette problem er også kendt som Traveling Salesman Problem.

Trin 1: Værktøjer og forbrugsvarer

Forbrugsvarer

• Foamcore til at holde din MST
• Nogle Jumper Wires til at forbinde dit beadboard til MST
• Nogle Jumper Wires til at forbinde Arduino til brødbrættet
• Otte lysdioder i samme farve, der repræsenterer noder
• Otte 220ohm modstande til lysdioderne
• En Arduino til at styre lysstyrkerne
• Et skiftregister for at få flere PWM -output

Værktøjer

• Hot Lim Gun til at holde lysdioderne
• Art Supplies til at tegne MST
• Computer til programmering

Trin 2: Tegning og lysdioder til MST

1. Jeg udskrev en fra min gamle lærebog og stikkede huller gennem skiltets noder på skumkernen.
2. Jeg tegnede kanterne med deres respektive vægte på foamcore, der også mærkede knudepunkterne A-H.
3. Jeg skubbede lysdioderne gennem brættet (oven på knuderne) og holdt den lange stift opad, så jeg vidste, hvilken pin jeg senere skulle sende signalet til. Skub også stifterne ned for at holde dem på plads.
4. Varm lim LED'erne på plads.
5. Sæt hun- til han -ledningerne på LED -stifterne. Jeg lavede lysere farvede tråde på vores høje stifter, eller dem der vendte opad.

Trin 3: Brødbræt

Sparkfun har en god guide til skiftregistret, og du kan følge dette for alle ledninger. Den eneste forskel er, at lysdioderne er forbundet med de lange jumperkabler, ikke direkte til kortet. For min kode, pin 0-7 på skiftregistret på linje med A-H på MST.

Trin 4: Kode

Kodens formål er at ændre lysstyrken på lysdioderne baseret på nodes vægte. På billedet til højre viser det wgtA gennem wgtH. Dette er de værdier, du kan ændre for at vise vægtmængden på en bestemt LED. Ændringen i lysstyrke opnås ved:

sr. sæt (ledA, 255/wgtA*1.1)

Denne linje indstiller LED til maksimal lysstyrke divideret med vægt gange en mængde for at holde lyset synligt. Lysstyrken kan derefter falde, når vægten stiger, og dette gøres for hver LED.

Trin 5: Problemer og fremtid

Jeg startede dette projekt med fire blå lysdioder og fire grønne lysdioder, men jeg stødte på et problem, da jeg forsøgte at sammenligne lysstyrker. Jeg fikset dette ved at finde fire mere blå, men husk bare dette, når du vælger lysdioder. Jeg har også brug for at bære Arduino, brødbræt og bærbar computer separat, så det ville være en stor fremtidig forbedring at lave et kabinet til Arduino og brødbræt. Det ville også være fedt at tilføje animationer til lysdioderne for at hjælpe med at visualisere, hvilken vej der bliver taget. Samlet set en fantastisk måde at vise, hvordan MST'er fungerer, og jeg ser frem til at bruge det mere.