Bright Paths (Teaching MST): 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Syftet med Bright Paths är att lära eleverna om Minimum Spanning Trees (MST). Nod A är källan och alla andra noder har en viss vikt (kostnad) för att komma till dem. Detta läromedel visar den kostnaden genom att dimma varje nod, beroende på kostnaden för den noden. Jag tänker prata om noder som om det är butiker som behöver leveranser och beroende på vilken väg som tas, blir kostnaden för ljus (vikt) för stor. Resultatet av detta är en lysdiod som antingen är svag eller släckt beroende på vikten igen. Sammantaget ett bra sätt att förenkla detta problem för studenter. Detta problem är också känt som Traveling Salesman Problem.

Steg 1: Verktyg och tillbehör

Tillbehör

• Foamcore för att hålla din MST
• Några Jumper Wires för att ansluta din beadboard till MST
• Några Jumper Wires för att ansluta Arduino till brödbrädet
• Åtta lysdioder, av samma färg, för att representera noder
• Åtta 220ohm motstånd för lysdioderna
• En Arduino för att styra ljusstyrkan
• Ett skiftregister för att få fler PWM -utgångar

Verktyg

• Hot Glue Gun för att hålla lysdioderna
• Art Supplies för att rita MST
• Dator för programmering

Steg 2: Ritning och lysdioder för MST

1. Jag skrev ut en från en gammal lärobok och petade hål, genom noderna på trycket, på skumkärnan.
2. Jag ritade kanterna med sina respektive vikter på foamcore som också märkte noderna A-H.
3. Jag tryckte lysdioderna genom kortet (ovanpå noder) med den långa stiftet uppåt så jag visste vilken stift jag skulle skicka signalen till senare. Tryck också ner stiften för att hålla dem på plats.
4. Varm lim fast lysdioderna på plats.
5. Sätt hona till hankablar på LED -stiften. Jag gjorde ljusare färgade trådar på våra höga stift, eller de som vändes uppåt.

Steg 3: Brödbräda

Sparkfun har en bra guide för skiftregistret och du kan följa detta för alla ledningar. Den enda skillnaden är att lysdioderna är inkopplade av de långa bygelkablarna, inte direkt till kortet. För min kod, stift 0-7 på skiftregistret i linje med A-H på MST.

Steg 4: Kod

Kodens syfte är att ändra ljusstyrkan på lysdioderna baserat på vikten av noder. På bilden till höger visar det wgtA genom wgtH. Detta är de värden som du kan ändra för att visa viktmängden på en viss lysdiod. Förändringen i ljusstyrka uppnås genom att:

sr.set (ledA, 255/wgtA*1.1)

Denna linje anger LED till max ljusstyrka dividerat med vikt gånger en mängd för att hålla ljuset synligt. Ljusstyrkan kan sedan gå ner när vikten ökar och detta görs för varje LED.

Steg 5: Problem och framtid

Jag startade detta projekt med fyra blå lysdioder och fyra gröna lysdioder men jag stötte på ett problem när jag försökte jämföra ljusstyrkor. Jag fixade detta genom att hitta fyra fler blå men tänk bara på detta när du väljer lysdioder. Jag behöver också bära Arduino, brödbräda och bärbar dator separat så att göra ett hölje för att hålla Arduino och brödbräda skulle vara en stor framtida förbättring. Det skulle också vara häftigt att lägga till animationer till lysdioderna för att visualisera vilken väg som tas. Sammantaget ett bra sätt att visa hur MST fungerar och jag ser fram emot att använda det mer.