Chemins lumineux (enseignement MST): 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Le but de Bright Paths est d'enseigner aux étudiants les arbres de portée minimale (MST). Le nœud A est la source et tous les autres nœuds ont un certain poids (coût) pour y accéder. Cette aide pédagogique montre ce coût en diminuant chaque nœud, en fonction du coût pour ce nœud. Je prévois de parler des nœuds comme s'il s'agissait de magasins qui ont besoin de livraisons et selon le chemin emprunté, le coût de la légèreté (poids) sera trop élevé. Le résultat de ceci est une LED qui est soit faible soit éteinte en fonction encore une fois du poids. Dans l'ensemble, un excellent moyen de simplifier ce problème pour les étudiants. Ce problème est également connu sous le nom de problème du voyageur de commerce.

Étape 1: Outils et fournitures

Fournitures

• Foamcore pour maintenir votre MST
• Quelques fils de liaison pour connecter votre tringle au MST
• Quelques fils de connexion pour connecter l'Arduino à la planche à pain
• Huit LED, de la même couleur, pour représenter les nœuds
• Huit résistances de 220 ohms pour les LED
• Un Arduino pour contrôler les Luminosités
• Un registre à décalage pour gagner plus de sorties PWM

Outils

• Pistolet à colle chaude pour tenir les LED
• Fournitures d'art pour dessiner le MST
• Ordinateur pour la programmation

Étape 2: Dessin et LED pour le MST

1. J'en ai imprimé un à partir d'un de mes vieux manuels et j'ai percé des trous, à travers les nœuds de l'impression, sur le noyau en mousse.
2. J'ai dessiné les bords avec leurs poids respectifs sur le noyau en mousse étiquetant également les nœuds A-H.
3. J'ai poussé les LED à travers la carte (au-dessus des nœuds) en gardant la longue broche vers le haut afin que je sache à quelle broche envoyer le signal plus tard. Aussi, poussez les broches vers le bas pour les maintenir en place.
4. Collez à chaud les LED en place.
5. Mettez les fils femelle à mâle sur les broches LED. J'ai fait des fils de couleur plus claire sur nos broches hautes, ou celles orientées vers le haut.

Étape 3: Planche à pain

Sparkfun a un excellent guide pour le registre à décalage et vous pouvez le suivre pour tout le câblage. La seule différence est que les LED sont câblées par les longs câbles de démarrage, pas directement sur la carte. Pour mon code, la broche 0-7 sur le registre à décalage s'aligne avec A-H sur le MST.

Étape 4: Coder

Le but du code est de modifier la luminosité des LED en fonction du poids des nœuds. Dans l'image de droite, il montre wgtA à wgtH. Ce sont les valeurs que vous pouvez modifier afin d'afficher la quantité de poids sur une certaine LED. Le changement de luminosité est obtenu par:

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

Cette ligne règle la led à la luminosité maximale divisée par le poids multiplié par une quantité pour garder la lumière visible. La luminosité peut alors baisser au fur et à mesure que le poids augmente et cela est fait pour chaque LED.

Étape 5: Problèmes et avenir

J'ai commencé ce projet avec quatre LED bleues et quatre LED vertes, mais j'ai rencontré un problème en essayant de comparer les luminosités. J'ai corrigé ce problème en trouvant quatre autres bleus, mais gardez cela à l'esprit lorsque vous choisissez des LED. Je dois également transporter l'Arduino, la planche à pain et l'ordinateur portable séparément, donc faire un boîtier pour contenir l'Arduino et la planche à pain serait une grande amélioration future. Il serait également intéressant d'ajouter des animations aux LED pour aider à visualiser le chemin emprunté. Dans l'ensemble, c'est un excellent moyen de montrer comment fonctionnent les MST et j'ai hâte de l'utiliser davantage.