Synkronisering af ildfluer: 7 trin (med billeder)

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

Har du nogensinde spurgt dig selv, hvordan kan hundreder og tusinder af ildfluer synkronisere sig selv? Hvordan virker det, at de er i stand til at blinke alle sammen uden at have en slags boss -ildflu? Denne instruktive giver en løsning og viser, hvordan denne synkronisering kan opnås. Jeg har altid været fascineret af selvorganisering af insekter. For et par år siden skrev jeg en Java-applet, der simulerer en firkant på tusinder af ildfluer. Det fungerede godt og var sjovt at se. Denne gang har jeg gjort det i hardware. Kreditter til inspirationer går til Keso og hans krukke med ildfluer https://www.instructables.com/id/E7U5HYMSVIEWP86SAL/. Eventuelle kommentarer eller rettelser modtages gerne. Opdatering 2008-09-12: Der er en ny version af ildfluerne online på Synchronizing Firefly Howto. Det har et brugerdefineret printkort til hver ildflue. Og du kan købe et kit i Tinker Store. Her er videoen:

Trin 1: Sådan fungerer det

Algoritmen Det, der kan observeres, er, at ildfluerne starter med tilfældigt blink. Men som tiden går, er de i stand til langsomt at synkronisere med deres nærmeste naboer. Og disse naboer synkroniserer sig selv med deres naboer og så videre og så videre. Indtil hele træet eller hele dalen blinker i samme cyklus. Og hvad er det godt for? Det bruges til at tiltrække andre prøver. Med alt det blinkende i synkronisering er det meget lettere at finde en partner. En af de nemmeste algoritmer til at forklare denne adfærd går sådan her: Du har en værdi, der holder til at blinke. Med tiden vil denne effekt stige en smule. Hvis strømmen når et bestemt niveau, blinker ildfluen, og strømmen forbruges. Den hastighed, hvormed strømmen stiger, er næsten den samme for alle ildfluer. Så de har den samme frekvens, men ikke det samme tidspunkt til at blinke. Mens langsom opladning med strøm er ildfluen i stand til at registrere et blink fra en anden ildflu i nærheden. Det tilføjer derefter en højere værdi til sin effektværdi. En eller anden form for powerboost, hvis du ønsker det. Det betyder, at den næste flash vil forekomme tidligere end den før. Og den næste endnu tidligere, indtil disse to blinker nøjagtigt på samme tidspunkt og med samme hastighed. Du kan finde mere om denne algoritme f.eks. her: Firefly Synchronization Ad Hoc Networks HardwareI besluttede at bruge min tidligere instruerbare (programmerbare LED) som udgangspunkt. Den består af en mikrokontroller, en LED og en lysafhængig modstand (LDR). Det burde være nok til at simulere en simpel ildflue. Det er i stand til at blinke, se og tælle. Jeg var bare nødt til at ændre programmet og orienteringen af LED og LDR. LED og LDR skal placeres på en måde, så et ildfluekredsløb kan forstyrre et andet. Så en LDR skal kunne "se" lysdioden på en anden ildflue. Og det skal ikke kun se en nabo, men flere. Det kan gøres ved at lade LED'en og LDR pege op fra jorden og bruge noget hvidt papir til at afspejle blinkene.

Trin 2: Materialer og værktøjer

Til et gitter med 5 x 5 ildfluer har du brug for:

• 25 x 1K Ohm modstand
• 25 x 100 Ohm modstand
• 25 x LDR (lysafhængig modstand), f.eks. M9960
• 25 x LED, 1.7V, 20mA (reg, grøn, blå, hvad du nogensinde kan lide)
• 25 x ATtiny13, 1KB flash -RAM, 64 Bytes RAM, 64 Bytes EEPROM
• 25 x fatninger
• prototypebord
• tråd

Omkostningerne for en ildflue bør være omkring 1,50 Euro, hvis du får noget rabat ved bestilling i større antal. Stikkontakterne er kun nødvendige, hvis dine programmer er buggy. Hvis du føler dig sikker på dine udviklingsevner, kan du skåne dem.;-) Du kan helt sikkert erstatte ATtiny-chippen med enhver anden mikrokontroller som PIC, PICAXE eller BasicStamp for at nævne nogle få. Tag bare det mindste og billigste, du kan få. Jeg går med Atmel, da jeg allerede havde programmøren, og mit første projekt med en ATtiny13 fungerede fint. Værktøjer

• Loddekolbe
• Loddetråd
• Brødbræt
• AVR programmerer
• 5V Strømforsyning eller
• 4 AA genopladelige

Software