Synkronisera eldflugor: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Har du någonsin frågat dig själv hur hundratusentals eldflugor kan synkronisera sig själva? Hur fungerar det, att de kan blinka tillsammans utan att ha en slags chefseldfluga? Denna instruerbara ger en lösning och visar hur denna synkronisering kan uppnås. Jag har alltid fascinerats av självorganisation av insekter. För ett par år sedan skrev jag en Java-applet som simulerar en kvadrat med tusentals eldflugor. Det fungerade bra och var kul att titta på. Den här gången har jag gjort det i hårdvara. Krediter för inspirationer går till Keso och hans burk med eldflugor https://www.instructables.com/id/E7U5HYMSVIEWP86SAL/. Alla kommentarer eller korrigeringar är välkomna. Uppdatering 2008-09-12: Där är en ny version av eldflugorna online på Synchronizing Firefly Howto. Den har ett anpassat kretskort för varje eldfluga. Och du kan köpa ett kit i Tinker Store. Här är videon:

Steg 1: Hur det fungerar

Algoritmen Det som kan observeras är att eldflugorna börjar med slumpmässigt blinkande. Men när tiden går kan de långsamt synkronisera med sina närmaste grannar. Och dessa grannar synkroniserar sig själva med sina grannar och så vidare. Tills hela trädet eller hela dalen blinkar i samma cykel. Och vad är det bra för? Det används för att locka till sig andra exemplar. Med allt blinkande i synk är det mycket lättare att hitta en partner. En av de enklaste algoritmerna för att förklara detta beteende går så här: Du har ett värde som håller kraften att blinka. Med tiden kommer denna kraft att öka något. Om strömmen når en viss nivå blinkar eldflugan och strömmen förbrukas. Hastigheten med vilken kraften höjs är nästan densamma för alla eldflugor. Så de har samma frekvens men inte samma tidpunkt att blinka. Medan långsamt laddas med ström kan eldflugan upptäcka en blixt från en annan eldfluga i närheten. Det lägger sedan till ett högre värde till sitt effektvärde. Någon slags kraftförstärkning, om du vill. Det betyder att nästa blixt kommer att inträffa tidigare än den tidigare. Och nästa ännu tidigare, tills dessa två blinkar exakt vid samma tidpunkt och med samma hastighet. Du kan hitta mer om denna algoritm t.ex. här: Firefly Synchronization Ad Hoc -nätverk HardwareI bestämde mig för att använda min tidigare instruerbara (programmerbara LED) som utgångspunkt. Den består av en mikrokontroller, en LED och en Light Dependent Resistor (LDR). Det borde räcka för att simulera en enkel eldfluga. Den kan blinka, se och räkna. Jag var bara tvungen att ändra programmet och orienteringen av lysdioden och LDR. LED och LDR måste placeras på ett sätt så att en eldflugskrets kan störa en annan. Så en LDR måste kunna "se" lysdioden på en annan eldfluga. Och det ska inte bara se en granne utan fler. Det kan göras genom att låta lysdioden och LDR peka upp från marken och använda lite vitt papper för att reflektera blixtarna.

Steg 2: Material och verktyg

För ett rutnät med 5 gånger 5 eldflugor behöver du:

• 25 x 1K Ohm motstånd
• 25 x 100 Ohm motstånd
• 25 x LDR (ljusberoende motstånd), t.ex. M9960
• 25 x LED, 1.7V, 20mA (reg, grön, blå, vad du än vill)
• 25 x ATtiny13, 1KB flashminne, 64 Bytes RAM, 64 Bytes EEPROM
• 25 x uttag
• prototyper
• tråd

Kostnaden för en eldfluga bör vara cirka 1,50 euro om du får lite rabat vid beställning i större antal. Uttagen är bara nödvändiga om dina program är buggiga. Om du känner dig trygg med dina utvecklingskunskaper kan du skona dem.;-) Du kan säkert byta ut ATtiny-chipet mot alla andra mikrokontroller som PIC, PICAXE eller BasicStamp för att nämna några. Ta bara det minsta och billigaste du kan få. Jag går med Atmel eftersom jag redan hade programmeraren och mitt första projekt med en ATtiny13 fungerade bra. Verktyg

• Lödkolv
• Lödtråd
• Bakbord
• AVR -programmerare
• 5V Strömförsörjning eller
• 4 AA laddningsbara

programvara