Bright Paths (Teaching MST): 5 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Hensikten med Bright Paths er å lære elevene om Minimum Spanning Trees (MSTs). Node A er kilden, og alle de andre nodene har en viss vekt (kostnad) for å komme til dem. Dette læremidlet viser kostnaden ved å dimme hver node, avhengig av kostnaden for den noden. Jeg planlegger å snakke om nodene som om de er butikker som trenger leveranser, og avhengig av veien som blir tatt, vil kostnadene for lys (vekt) være for store. Resultatet av dette er en LED som enten er svak eller avhengig av vekt igjen. Totalt sett en flott måte å forenkle dette problemet for studenter. Dette problemet er også kjent som Traveling Salesman Problem.

Trinn 1: Verktøy og rekvisita

Rekvisita

• Foamcore for å holde MST
• Noen Jumper Wires for å koble beadboardet ditt til MST
• Noen Jumper Wires for å koble Arduino til brødbrettet
• Åtte lysdioder, i samme farge, for å representere noder
• Åtte 220ohm motstander for lysdiodene
• En Arduino for å kontrollere lysstyrken
• Et skiftregister for å få flere PWM -utganger

Verktøy

• Hot Lim Gun for å holde lysdiodene
• Art Supplies for å tegne MST
• Datamaskin for programmering

Trinn 2: Tegning og lysdioder for MST

1. Jeg skrev ut en fra en gammel lærebok av meg og stakk hull, gjennom nodene på utskriften, på skumkjernen.
2. Jeg tegnet kantene med sine respektive vekter på foamcore som også merket nodene A-H.
3. Jeg dyttet lysdiodene gjennom brettet (på toppen av nodene) og holdt den lange pinnen vendt opp, så jeg visste hvilken pinne jeg skulle sende signalet til senere. Skyv også pinnene ned for å holde dem på plass.
4. Varm lim lysdiodene på plass.
5. Sett hunnen til hannledningen på LED -pinnene. Jeg gjorde lysere fargede ledninger på de høye pinnene våre, eller de som vendte opp.

Trinn 3: Brødbrett

Sparkfun har en flott guide for skiftregisteret, og du kan følge dette for alle ledninger. Den eneste forskjellen er at lysdiodene er koblet til med lange jumperkabler, ikke direkte til brettet. For koden min, pin 0-7 på skiftregisteret på linje med A-H på MST.

Trinn 4: Kode

Kodens formål er å endre lysstyrken til lysdiodene basert på vektene til noder. På bildet til høyre viser det wgtA gjennom wgtH. Dette er verdiene du kan endre for å vise vektmengden på en bestemt LED. Endringen i lysstyrke oppnås ved:

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

Denne linjen angir LED til maks lysstyrke dividert med vekt ganger en mengde for å holde lyset synlig. Lysstyrken kan deretter gå ned når vekten øker, og dette gjøres for hver LED.

Trinn 5: Problemer og fremtid

Jeg startet dette prosjektet med fire blå lysdioder og fire grønne lysdioder, men jeg fikk et problem da jeg prøvde å sammenligne lysstyrker. Jeg fikset dette ved å finne fire flere blå, men bare husk dette når du velger lysdioder. Jeg trenger også å bære Arduino, brødbrett og bærbar PC separat, så det ville være en stor fremtidig forbedring å lage et kabinett for å holde Arduino og brødbrett. Det ville også være kult å legge til animasjoner til lysdiodene for å visualisere hvilken vei som tas. Totalt sett en flott måte å vise hvordan MST fungerer, og jeg gleder meg til å bruke det mer.