Jalur Cerah (Mengajar MST): 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Tujuan dari Bright Paths adalah untuk mengajarkan siswa tentang Minimum Spanning Trees (MSTs). Node A adalah sumbernya dan semua node lainnya memiliki bobot (biaya) tertentu untuk sampai ke sana. Alat peraga ini menunjukkan bahwa biaya dengan meredupkan setiap node, tergantung pada biaya untuk node tersebut. Saya berencana berbicara tentang node seolah-olah mereka adalah toko yang membutuhkan pengiriman dan tergantung pada jalur yang diambil, biaya ringan (berat) akan terlalu besar. Hasilnya adalah LED yang redup atau mati tergantung lagi pada beratnya. Secara keseluruhan, cara yang bagus untuk menyederhanakan masalah ini bagi siswa. Masalah ini juga dikenal sebagai Travelling Salesman Problem.

Langkah 1: Alat dan Perlengkapan

Perlengkapan

• Foamcore untuk menahan MST Anda
• Beberapa Kabel Jumper untuk menghubungkan beadboard Anda ke MST
• Beberapa Kabel Jumper untuk menghubungkan Arduino ke papan tempat memotong roti
• Delapan LED, dengan warna yang sama, untuk mewakili node
• Delapan Resistor 220ohm untuk LED
• Arduino untuk mengontrol Kecerahan
• Shift Register untuk mendapatkan lebih banyak output PWM

Peralatan

• Hot Glue Gun untuk menahan LED
• Perlengkapan Seni untuk menggambar MST
• Komputer untuk pemrograman

Langkah 2: Menggambar dan LED untuk MST

1. Saya mencetak satu dari buku teks lama saya dan membuat lubang, melalui simpul pada cetakan, pada inti busa.
2. Saya menggambar tepi dengan bobot masing-masing pada inti busa juga memberi label pada simpul A-H.
3. Saya mendorong LED melalui papan (di atas node) menjaga pin panjang menghadap ke atas sehingga saya tahu pin mana yang akan mengirim sinyal nanti. Juga, dorong pin ke bawah untuk menahannya di tempatnya.
4. Lem panas LED di tempatnya.
5. Pasang kabel betina ke jantan pada pin LED. Saya membuat kabel berwarna lebih terang pada pin tinggi kami, atau yang menghadap ke atas.

Langkah 3: Papan tempat memotong roti

Sparkfun memiliki panduan hebat untuk register geser dan Anda dapat mengikuti ini untuk semua kabel. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa LED dihubungkan oleh kabel jumper panjang, tidak langsung ke papan. Untuk kode saya, pin 0-7 pada register geser sejajar dengan A-H pada MST.

Langkah 4: Kode

Tujuan kode ini adalah untuk mengubah kecerahan LED berdasarkan bobot node. Pada gambar di sebelah kanan, ini menunjukkan wgtA melalui wgtH. Ini adalah nilai yang dapat Anda ubah untuk menunjukkan jumlah berat pada LED tertentu. Perubahan kecerahan dicapai dengan:

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

Baris ini mengatur led ke kecerahan maksimal dibagi dengan berat dikalikan jumlah agar cahaya tetap terlihat. Kecerahan kemudian bisa turun saat bobot bertambah dan ini dilakukan untuk setiap LED.

Langkah 5: Masalah dan Masa Depan

Saya memulai proyek ini dengan empat LED biru dan empat LED hijau, tetapi saya mengalami masalah saat mencoba membandingkan kecerahan. Saya memperbaikinya dengan menemukan empat yang biru lagi, tetapi ingatlah ini saat memilih LED. Saya juga harus membawa Arduino, papan tempat memotong roti, dan laptop secara terpisah sehingga membuat penutup untuk menahan Arduino dan papan tempat memotong roti akan menjadi perbaikan besar di masa depan. Juga akan keren untuk menambahkan animasi ke LED untuk membantu memvisualisasikan jalur apa yang sedang diambil. Secara keseluruhan, cara yang bagus untuk menunjukkan cara kerja MST dan saya berharap dapat menggunakannya lebih banyak lagi.