נתיבים בהירים (הוראת MST): 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

מטרתו של נתיבים בהירים היא ללמד את התלמידים על עצים משתרעים מינימליים (MST). צומת A היא המקור ולכל הצמתים האחרים יש משקל מסוים (עלות) להגיע אליהם. עזרת הוראה זו מראה את העלות הזו על ידי עמעום כל צומת, בהתאם לעלות לאותו צומת. אני מתכוון לדבר על הצמתים כאילו מדובר בחנויות הזקוקות למשלוחים ובהתאם לנתיב שעולה, עלות האור (משקל) תהיה גדולה מדי. התוצאה של זה היא LED שהוא עמום או כבוי בהתאם שוב למשקל. בסך הכל, דרך מצוינת לפשט את הבעיה הזו לסטודנטים. בעיה זו ידועה גם בשם בעיית איש המכירות הנודד.

שלב 1: כלים וציוד

אספקה

• Foamcore כדי להחזיק את ה- MST שלך
• כמה חוטי מגשר לחיבור לוח החרוזים שלך ל- MST
• כמה חוטי מגשר לחיבור הארדואינו ללוח הלחם
• שמונה נוריות, באותו צבע, לייצוג צמתים
• שמונה נגדים של 220 אוהם לנוריות
• ארדואינו לשליטה על בהירות
• רשימת משמרות כדי להשיג יותר תפוקות PWM

כלים

• אקדח דבק חם להחזיק את הנורות
• ציוד אמנותי לצייר את ה- MST
• מחשב לתכנות

שלב 2: ציור ולדים עבור ה- MST

1. הדפסתי אחד מתוך ספר לימוד ישן שלי וחיטטתי חורים, דרך הצמתים שעל ההדפס, על ליבת הקצף.
2. ציירתי את הקצוות עם המשקולות המתאימות שלהם על ה- foamcore וסימנו גם את הצמתים A-H.
3. דחפתי את נוריות הלוח דרך הלוח (על גבי הצמתים) והשארתי את הסיכה הארוכה כלפי מעלה כדי שאדע לאיזה סיכה לשלוח את האות מאוחר יותר. כמו כן, דחיפת הסיכות כלפי מטה כדי להחזיק אותן במקומן.
4. הדבק חם את הנורות במקום.
5. שים את הנקבה לחוטי זכר על סיכות ה- LED. עשיתי חוטים בהירים יותר על הסיכות הגבוהות שלנו, או אלה הפונים כלפי מעלה.

שלב 3: לוח לחם

ל- Sparkfun יש מדריך מצוין לרשם המשמרות ותוכל לעקוב אחר כל החיווט. ההבדל היחיד הוא שנורות הלדים מחוברות בכבלי המגשר הארוכים, לא ישירות ללוח. עבור הקוד שלי, הצמד 0-7 על רישום המשמרת בשורה אחת עם A-H ב- MST.

שלב 4: קוד

מטרת הקוד היא לשנות את בהירות הנורות על בסיס משקולות הצמתים. בתמונה מימין, הוא מציג את wgtA דרך wgtH. אלה הם הערכים שניתן לשנות על מנת להציג את כמות המשקל על נורית מסוימת. השינוי בהירות מושג על ידי:

סט sr. (ledA, 255/wgtA*1.1)

קו זה קובע את הבהירות המרבית לחלוקה לפי משקל כפול כמות בכדי לשמור על אור גלוי. הבהירות יכולה לרדת ככל שהמשקל עולה וזה נעשה עבור כל LED.

שלב 5: בעיות ועתיד

התחלתי את הפרויקט הזה עם ארבע נוריות כחולות וארבע נוריות ירוקות אבל נתקלתי בבעיה כשניסיתי להשוות בהירות. תיקנתי זאת על ידי מציאת ארבעה כחולים נוספים אך רק זכור זאת בעת בחירת נוריות LED. אני גם צריך לסחוב בנפרד את הארדואינו, קרש הלחם והמחשב הנייד, כך שייצור מארז שיכיל את הארדואינו ולוח הלחם יהיה שיפור עתידי גדול. זה יהיה מגניב גם להוסיף אנימציות לנורות הלדים כדי לעזור לדמיין את הנתיב שעובר. בסך הכל, דרך מצוינת להראות כיצד MST פועלים ואני מצפה להשתמש בה יותר.