ประสานหิ่งห้อย: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:08

คุณเคยถามตัวเองไหมว่าหิ่งห้อยนับแสนตัวสามารถซิงโครไนซ์ตัวเองได้อย่างไร? มันทำงานอย่างไรที่พวกเขาสามารถกระพริบตาด้วยกันโดยไม่ต้องมีหัวหน้าหิ่งห้อย?คำแนะนำนี้ให้วิธีแก้ปัญหาและแสดงให้เห็นว่าการซิงโครไนซ์นี้สามารถทำได้อย่างไรฉันหลงใหลในการจัดระเบียบตัวเองของแมลงมาโดยตลอด สองสามปีที่แล้ว ฉันเขียน Java-Applet ที่จำลองหิ่งห้อยจำนวนหลายพันสี่เหลี่ยม มันใช้งานได้ดีและสนุกที่ได้ดู ครั้งนี้ฉันทำในฮาร์ดแวร์แล้ว เครดิตสำหรับแรงบันดาลใจไปที่ Keso และ Jar of fireflies ของเขา https://www.instructables.com/id/E7U5HYMSVIEWP86SAL/ ยินดีต้อนรับความคิดเห็นหรือการแก้ไขใด ๆ อัปเดต 2008-09-12: มี เป็นเวอร์ชันใหม่ของหิ่งห้อยออนไลน์ที่ Synchronizing Firefly Howto มี PCB แบบกำหนดเองสำหรับหิ่งห้อยทุกตัว และคุณสามารถซื้อชุดอุปกรณ์ได้ที่ Tinker Store นี่คือวิดีโอ:

ขั้นตอนที่ 1: มันทำงานอย่างไร

อัลกอริธึมสิ่งที่สังเกตได้คือหิ่งห้อยเริ่มต้นด้วยการกะพริบแบบสุ่ม แต่เมื่อเวลาผ่านไป พวกเขาสามารถค่อยๆ ประสานกับเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดได้ และเพื่อนบ้านเหล่านี้กำลังประสานตัวเองกับเพื่อนบ้านเป็นต้น จนต้นไม้ทั้งต้นหรือทั้งหุบเขากระพริบเป็นวัฏจักรเดียวกัน มีประโยชน์อย่างไร? ใช้เพื่อดึงดูดตัวอย่างอื่นๆ ด้วยการกะพริบตาทั้งหมด การหาคู่หูจึงง่ายกว่ามาก หนึ่งในอัลกอริธึมที่ง่ายที่สุดในการอธิบายลักษณะการทำงานนี้มีลักษณะดังนี้: คุณมีค่าที่มีพลังในการกะพริบ เมื่อเวลาผ่านไปพลังนี้จะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย หากพลังงานถึงระดับหนึ่ง หิ่งห้อยจะกะพริบและใช้พลังงานหมด อัตราการเพิ่มพลังนั้นใกล้เคียงกันสำหรับหิ่งห้อยทุกตัว ดังนั้นพวกมันจึงมีความถี่เท่ากันแต่ไม่ใช่จุดเดียวกันในเวลาที่จะแฟลช ในขณะที่ชาร์จพลังงานอย่างช้าๆ หิ่งห้อยก็สามารถตรวจจับแสงวาบของหิ่งห้อยตัวอื่นในบริเวณใกล้เคียงได้ มันเพิ่มมูลค่าที่สูงขึ้นให้กับค่าพลังงานของมัน เพิ่มพลังบางอย่างถ้าคุณต้องการ นั่นหมายความว่าแฟลชครั้งต่อไปจะเกิดขึ้นเร็วกว่าแฟลชก่อนหน้านี้ และอีกอันก่อนหน้านั้น จนกว่าทั้งสองจะกะพริบตรงจุดเดียวกันและด้วยความเร็วเท่ากัน คุณสามารถหาข้อมูลเพิ่มเติมได้จากอัลกอริธึมนี้ เช่น ที่นี่:หิ่งห้อย Synchronization Ad Hoc Networksฮาร์ดแวร์ฉันตัดสินใจใช้คำสั่งก่อนหน้าของฉัน (Programmable LED) เป็นจุดเริ่มต้น ประกอบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์, LED และ Light Dependent Resistor (LDR) นั่นน่าจะเพียงพอแล้วสำหรับการจำลองหิ่งห้อยธรรมดาๆ มันสามารถแฟลช ดู และนับได้ ฉันแค่ต้องปรับเปลี่ยนโปรแกรมและทิศทางของ LED และ LDR ต้องวาง LED และ LDR ในลักษณะที่วงจรหิ่งห้อยตัวหนึ่งสามารถรบกวนวงจรอื่นได้ ดังนั้น LDR หนึ่งตัวจะต้องสามารถ "เห็น" LED ของหิ่งห้อยตัวอื่นได้ และไม่ควรเห็นเพื่อนบ้านเพียงคนเดียว แต่ควรดูให้มากกว่านี้ สามารถทำได้โดยปล่อยให้ LED และ LDR ชี้ขึ้นจากพื้น และใช้กระดาษสีขาวเพื่อสะท้อนแสงแฟลช

ขั้นตอนที่ 2: วัสดุและเครื่องมือ

สำหรับตารางหิ่งห้อย 5 คูณ 5 คุณต้อง:

• ตัวต้านทาน 25 x 1K โอห์ม
• ตัวต้านทาน 25 x 100 โอห์ม
• 25 x LDR (ตัวต้านทานแบบพึ่งพาแสง) เช่น M9960
• 25 x LED, 1.7V, 20mA (reg, เขียว, น้ำเงิน, อะไรก็ได้ตามใจชอบ)
• 25 x ATtiny13, 1KB แฟลชแรม, 64 ไบต์ RAM, 64 ไบต์ EEPROM
• ซ็อกเก็ต 25 x
• บอร์ดต้นแบบ
• ลวด

ค่าใช้จ่ายสำหรับหิ่งห้อยหนึ่งตัวควรอยู่ที่ประมาณ 1.50 ยูโร หากคุณได้รับราคาเมื่อสั่งซื้อจำนวนมากขึ้น ซ็อกเก็ตจำเป็นเท่านั้นหากโปรแกรมของคุณมีปัญหา หากคุณรู้สึกมั่นใจในทักษะการพัฒนาของคุณ คุณสามารถสำรองไว้ได้;-) คุณสามารถเปลี่ยนชิป ATtiny ด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์อื่น ๆ เช่น PIC, PICAXE หรือ BasicStamp ได้อย่างแน่นอน เพียงแค่ใช้ที่เล็กที่สุดและถูกที่สุดที่คุณจะได้รับ ฉันใช้ Atmel เนื่องจากฉันมีโปรแกรมเมอร์อยู่แล้ว และโปรเจ็กต์แรกของฉันกับ ATtiny13 ก็ใช้ได้ดี เครื่องมือ

• หัวแร้ง
• ลวดบัดกรี
• เขียงหั่นขนม
• โปรแกรมเมอร์ AVR
• แหล่งจ่ายไฟ 5V หรือ
• ถ่านชาร์จ AA 4 ก้อน

ซอฟต์แวร์