Tabla de contenido:
- Paso 1: herramientas y suministros
- Paso 2: dibujo y LED para el MST
- Paso 3: tablero de pruebas
- Paso 4: Código
- Paso 5: Problemas y futuro
Video: Bright Paths (Enseñanza de MST): 5 pasos
2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42
El propósito de Bright Paths es enseñar a los estudiantes sobre los árboles de expansión mínimos (MST). El nodo A es la fuente y todos los demás nodos tienen un cierto peso (costo) para llegar a ellos. Esta ayuda didáctica muestra ese costo atenuando cada nodo, dependiendo del costo para ese nodo. Planeo hablar de los nodos como si fueran tiendas que necesitan entregas y dependiendo del camino que se tome, el costo de la luz (peso) será demasiado alto. El resultado de esto es un LED que se atenúa o se apaga dependiendo nuevamente del peso. En general, es una excelente manera de simplificar este problema para los estudiantes. Este problema también se conoce como el problema del vendedor ambulante.
Paso 1: herramientas y suministros
Suministros
- Foamcore para sujetar tu MST
- Algunos cables de puente para conectar su tablero de abalorios al MST
- Algunos cables de puente para conectar el Arduino a la placa de pruebas
- Ocho LED, del mismo color, para representar los nodos
- Ocho resistencias de 220ohm para los LED
- Un Arduino para controlar los Brillos
- Un registro de cambio para obtener más salidas PWM
Instrumentos
- Pistola de pegamento caliente para sujetar los LED
- Suministros de arte para dibujar el MST
- Computadora para programar
Paso 2: dibujo y LED para el MST
- Imprimí uno de un viejo libro de texto mío y hice agujeros, a través de los nodos de la impresión, en el núcleo de espuma.
- Dibujé los bordes con sus respectivos pesos en el núcleo de espuma también etiquetando los nodos A-H.
- Empujé los LED a través de la placa (en la parte superior de los nodos) manteniendo el pin largo hacia arriba para saber a qué pin enviar la señal más tarde. Además, empuje los pasadores hacia abajo para mantenerlos en su lugar.
- Pega los LED en su lugar con pegamento caliente.
- Coloque los cables hembra a macho en los pines LED. Hice cables de colores más claros en nuestros pines altos, o en los que están hacia arriba.
Paso 3: tablero de pruebas
Sparkfun tiene una gran guía para el registro de cambios y puede seguirla para todo el cableado. La única diferencia es que los LED están conectados por cables de puente largos, no directamente a la placa. Para mi código, el pin 0-7 en el registro de desplazamiento se alinea con A-H en el MST.
Paso 4: Código
El propósito del código es cambiar el brillo de los LED en función del peso de los nodos. En la imagen de la derecha, muestra de wgtA a wgtH. Estos son los valores que puede cambiar para mostrar la cantidad de peso en un LED determinado. El cambio de brillo se logra mediante:
sr.set (ledA, 255 / wgtA * 1.1)
Esta línea establece el LED en el brillo máximo dividido por el peso por una cantidad para mantener la luz visible. Luego, el brillo puede disminuir a medida que aumenta el peso y esto se hace para cada LED.
Paso 5: Problemas y futuro
Comencé este proyecto con cuatro LED azules y cuatro LED verdes, pero encontré un problema al intentar comparar los brillos. Arreglé esto encontrando cuatro azules más, pero solo tenlo en cuenta al elegir los LED. También necesito tener que llevar el Arduino, la placa de pruebas y la computadora portátil por separado, por lo que hacer un gabinete para sostener el Arduino y la placa de pruebas sería una gran mejora en el futuro. También sería genial agregar animaciones a los LED para ayudar a visualizar qué camino se está tomando. En general, es una excelente manera de mostrar cómo funcionan los MST y espero usarlo más.
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