Lub Tshuab Algorithm: 13 Kauj Ruam (nrog Duab)

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:26

Kuv tau qhia computer science ntawm qib kawm qib siab tau 15 xyoos, thiab txawm hais tias kuv qhov kev paub zoo dua nyob rau ntawm lub phiaj xwm, kuv tseem siv sijhawm ntau heev los npog cov txheej txheem txheej txheem rau kev tshawb fawb thiab txheeb xyuas. Los ntawm kev qhia pom qhov teeb meem hauv nruab nrab yog qhov nyuaj ntawm kev suav: ntau npaum li cas txhua lub sijhawm xav tau, muab cov tswv yim ntawm qhov loj me? Tab sis muaj ntau ntau nuances. Piv txwv li, ua cov txheej txheem txheej txheem muaj qhov sib txawv runtimes nyob ntawm qhov tshwj xeeb cov tswv yim qhov tseem ceeb (tsis zoo li qhov loj me)? Hauv cov xwm txheej twg koj yuav xaiv ib qho kev txheeb xyuas qhov sib txawv ntawm lwm qhov? Txawm hais tias peb tham txog cov teeb meem no hauv qhov tsis paub daws teeb, nws ib txwm bugged kuv tias tsis muaj txoj hauv kev yooj yim los saib yuav ua li cas algorithms sib txawv ua haujlwm nyob rau ntau yam xwm txheej.

Lub Hom Phiaj

Kuv lub hom phiaj tseem ceeb rau txoj haujlwm no yog tsim kom muaj kev sib tham sib tham rau cov tub ntxhais kawm kom pom kev thiab tshawb nrhiav cov txheej txheem. Kuv txwv kuv tus kheej rau cov txheej txheem uas ua haujlwm ntawm arrays ntawm qhov muaj nuj nqis (cov lej), yog li kuv tuaj yeem siv qhov chaw nyob RGB LED sawb kom pom cov ntsiab lus array. Cov kab ntawv muaj 100 lub ntsiab lus, thiab txhua tus lej tau teeb tsa rau xim hauv zaj sawv, yog li nws pom tseeb tam sim thaum cov pawg tau txheeb, cais ib nrab, lossis xaiv. Ntxiv nrog rau qhov muaj txiaj ntsig, txawm li cas los xij, kuv xav tau txoj hauv kev pom kev tswj hwm ntawm cov txheej txheem - piv txwv li, cov ntsiab lus ntawm cov kab lus tam sim no raug piv lossis pauv pauv.

Lub hom phiaj tshwj xeeb yog:

- Muab ntau yam kev tshawb fawb thiab txheeb cov txheej txheem

- Pom cov txiaj ntsig hauv kab hauv ib txoj hauv kev uas qhia txog kev ua tiav ntawm algorithm

- Pom kev tswj hwm algorithm; tshwj xeeb, cov ntsiab lus raug txiav txim siab.

- Tso cai rau cov neeg siv xaiv cov qauv ntaub ntawv nkag mus ntau dua li ib txwm tsim cov txiaj ntsig tsis raug

- Tso cai rau cov neeg siv los tswj qhov nrawm thiab ncua lub algorithm

-Tso cai rau cov neeg siv yuam qhov xwm txheej zoo tshaj plaws, qhov phem tshaj plaws, tus cwj pwm nruab nrab (txheej txheem tshwj xeeb)

- Qhia tus lej ntawm cov kauj ruam raws li txheej txheem txheej txheem txheej txheem

Pom kev

Los ntawm qhov pom ntawm lub cev tsim qhov ntxim nyiam tshaj plaws ntawm txoj haujlwm no yog kev pom ntawm cov khoom. Kuv tawm tsam nrog yuav ua li cas qhia cov ntaub ntawv thiab kev tswj hwm, thiab yuav tsim lub cuab yeej khoom siv nws tus kheej li cas. Kuv lub hom phiaj yog los qhia cov ntaub ntawv qhov tseem ceeb raws li cov voj voog xim thiab cov ntsiab lus tswj raws li cov xub xim uas taw tes ntawm cov ntaub ntawv qhov tseem ceeb. Tom qab qee qhov kev sim kuv tau txiav txim siab ntawm qhov tsim nrog ob kab sib dhos ntawm 100 RGB LEDs (WS2812) nrog daim npog ntsej muag ncig txhua cov ntaub ntawv LED thiab daim npog ntsej muag daim duab peb sab ntawm txhua qhov tswj LED. Kuv tau ua tus qauv 3D ntawm daim npog nrog 10 khub ntawm lub voj voog thiab peb tog, thiab tom qab ntawd 3D luam tawm 10 ntawm cov qauv no rau tag nrho ntawm 100 lub voj voog thiab 100 daim duab peb sab. Qhov loj me thiab qhov sib nrug ntawm kuv daim npog ntsej muag yog tsim rau kab xev nrog 100 LEDs ib lub 'meter'. Cov qauv ntaub ntawv 3D tau muab tom qab hauv cov lus piav qhia no.

Electronics thiab cov ntaub ntawv

Tus so ntawm lub cuab yeej yog ncaj, los ntawm cov khoom siv hluav taws xob. Ntxiv nrog rau ob daim kab xev LED, muaj cov pawg nyees khawm ib ntus, tus lej nkag teb chaws (rau kev tswj ceev), thiab 7-ntu tso saib (qhia cov kauj ruam). Nrog ntau lub khawm thiab tswj kuv tau xaiv siv ESP32 microcontroller vim tias nws nthuav tawm ntau tus pin thiab vim tias nws muaj zog txaus. Kuv yuav mus hla lub tswv yim thaiv, tab sis nws yog qhov yooj yim heev. Koj tuaj yeem zaum ua qee yam ntse nrog hloov npe yog tias koj xav siv tus lej tsawg dua.

Koj tuaj yeem tsim lub thaiv rau cov cuab yeej no hauv ntau yam sib txawv. Kuv xub xav txog nws li lub rooj sib tham plaub fab loj nrog LED kab txaij hla saum toj, thiab kab sib chaws ntawm cov nyees khawm nyob hauv nruab nrab. Daim ntawv uas kuv tau xaus nrog yog kev tshoov siab los ntawm hom 1960 qhov pom ntawm thev naus laus zis-hnub nyoog. Koj tseem tuaj yeem tsim nws nrog cov hlua LED hauv txoj kab ntsug. Los yog ua rau LED ntu loj dua - sau tag nrho phab ntsa - nrog cais tswj vaj huam sib luag.

Software

Cov cai rau lub cuab yeej no muaj pub dawb ntawm GitHub, thiab kuv tau ua tiav qhov zoo tshaj plaws los teev cia nws ua haujlwm li cas thiab yuav teeb tsa nws li cas. Tsuas yog lub tsev qiv ntawv sab nraud uas koj xav tau yog FastLED los tsav WS2812 kab ntawv.

Khoom siv

Electronics

1 ESP32 pawg thawj coj loj (piv txwv li, 2 WS2812 lossis cov kab zoo ib yam LED, ntom 100 LEDs ib lub 'meter' (piv txwv li, 1 Daim duab peb sab "pib" khawm (piv txwv li, 12 Momentary nyees khawm (piv txwv li, https://amzn.com/B01N4D4750) - cov duab sib txawv yog tias koj xav tau

1 Pob (20) khawm txuas txuas ua ntej (piv txwv li, 1 Pob JST txuas (piv txwv li, 1 Tus lej nkag teb (piv txwv li, 1 Pob qhov rooj rau tus lej teb (piv txwv li, 1 Pob Dupont txuas (piv txwv li, https://amzn.com/B014YTPFT8) - nws tsim nyog tau txais cov cuab yeej crimping ib yam.

1 Barrel jack (rau lub zog) (piv txwv li, 1 TM1637 7-ntu cov lej tso saib (piv txwv li, Soldering thiab thaiv cov iav

3D qauv ntaub ntawv

Koj tuaj yeem pom tus qauv 3D rau ib khub ntawm 10-teeb qauv ntawm Thingiverse:

www.thingiverse.com/thing:4178181

Koj yuav tsum luam tus qauv no tsib zaug rau tag nrho ntawm 10 tus qauv.

Software

github.com/samguyer/AlgorithmMachine

Cov ntaub ntawv kaw

Ntoo, plexiglass, stainless hlau ntsia liaj qhov rooj thiab ntsia hlau

Cov khoom tawg. Kuv nyiam tshaj yog Lim Lim #216 puv xim dawb, tab sis muaj lwm txoj kev xaiv. Txawm tias ntawv dawb dawb ua haujlwm zoo.

Kauj ruam 1: Algorithms 101

Coob leej neeg xav tias computer science yog qhov tseem ceeb ntawm kev kawm ntawm lub cajmeem. Tab sis lub siab thiab tus ntsuj plig tiag tiag ntawm daim teb no yog cov txheej txheem: kev kawm txog cov txheej txheem txheej txheem los daws teeb meem thiab lawv cov nqi (feem ntau, lawv siv sijhawm ntev npaum li cas). Cov nuj nqis tseem ceeb hauv lub tshav pob, zoo li Alan Turing, Alonzo Church, thiab Edsger Dijkstra, tau xav txog cov tswv yim no ua ntej khoos phis tawj raws li peb paub tias lawv tseem muaj.

Cov yam ntxwv tseem ceeb ntawm cov txheej txheem los daws teeb meem tshwj xeeb yog tias nws tau ntxaws thiab raug, yog li ib tus neeg tuaj yeem siv nws kom tau txais kev daws teeb meem yam tsis nkag siab tias nws ua haujlwm li cas; tsuas yog ua raws cov kauj ruam hauv kev siv tshuab thiab koj yuav tau txais cov lus teb raug. Koj tuaj yeem pom yuav ua li cas qhov no pab nrog lub khoos phis tawj programming, txij li lawv xav tau qib kev nthuav dav no. Lub khoos phis tawj tsis tuaj yeem sau cov ntsiab lus uas ploj lawm lossis txiav txim, raws li tus neeg tuaj yeem ua tau.

Nws yuav siv sijhawm ntev npaum li cas?

Thaum peb muaj cov txheej txheem ntxaws ntxaws lo lus nug yog ntev npaum li cas nws thiaj yuav tau txais cov lus teb? Peb tsis tuaj yeem siv sijhawm ib txwm zoo ib yam, vim nws nyob ntawm seb leej twg ua haujlwm (sib piv ceev npaum li cas tus neeg tuaj yeem suav qee yam piv rau supercomputer). Ib qho ntxiv, nws nyob ntawm seb peb muaj cov ntaub ntawv ntau npaum li cas. Kom meej meej, nws yuav siv sijhawm ntev dua los tshawb nrhiav cov npe ntawm ib lab tus lej xov tooj ntau dua li cov npe ib puas.

Txhawm rau piav qhia tus nqi ntawm cov txheej txheem peb xub xaiv qee qhov haujlwm hauv tus txheej txheem uas sawv cev rau ib "kauj ruam" - feem ntau yog qee yam yooj yim, xws li sib piv lossis ntxiv ob tus lej, uas siv sijhawm tas sijhawm los ua. Tom qab ntawd peb los nrog cov qauv uas piav qhia pes tsawg kauj ruam cov txheej txheem yuav siv qee cov lej ntawm cov ntaub ntawv. Vim keeb kwm, peb yuav luag ib txwm hais txog cov naj npawb ntawm cov ntaub ntawv nrog peev N.

Piv txwv li, saib los ntawm cov npe N tus lej xov tooj siv N cov kauj ruam. Saib los ntawm cov npe ob zaug siv 2N cov kauj ruam. Ob qho no tau hu ua linear time algorithms - tag nrho cov theem yog qee qhov ntau ntawm cov tswv yim loj. Lwm cov txheej txheem yog plaub npaug (N lub sijhawm sib npaug) lossis cubic (N cubed) lossis logarithmic (log N) lossis qee qhov ua ke ntawm cov no. Qee qhov teeb meem suav daws nyuaj tshaj plaws yuav tsum tau siv sijhawm sijhawm nthuav dav (2^N).

OK, yog li cas?

Thaum tus naj npawb ntawm cov ntaub ntawv N yog me me nws tsis muaj teeb meem ntau. Piv txwv li, rau N = 10, 10N yog lub npe ntawd ua N squared. Tab sis dab tsi txog N = 1000? los yog N = 1000000? Ib lab ob npaug yog tus lej loj heev. Txawm hais tias ntawm lub khoos phis tawj nrawm heev, cov lej sib npaug tuaj yeem siv sijhawm ntev yog tias cov tswv yim loj txaus. Cov txheej txheem piav qhia muaj teeb meem ntau dua: rau N = 50 qhov kev nthuav dav nthuav dav yuav siv ob lub lis piam kom ua tiav txawm tias nyob hauv computer uas txhua kauj ruam tsuas yog ib nanosecond (1 billionth ntawm ob). Ouch!

Ntawm qhov kawg ntawm qhov ntsuas peb muaj logarithmic lub sijhawm algorithms, uas nrawm heev. Lub sijhawm nkag yog qhov sib txawv ntawm lub sijhawm nthuav tawm: muab qhov loj me N, tus lej ntawm cov kauj ruam yog tus piav qhia T hauv tus lej 2^T = N. cov kauj ruam, txij li 2^30 = 1, 000, 000, 000. Qab zib npaum li cas?! ??

Koj yuav xav tsis thoob, leej twg mob siab txog qhov ntau thiab tsawg ntawm lab lossis ntau lab? Xav txog nws: pes tsawg tus neeg siv hauv Facebook? Muaj pes tsawg lub vev xaib raug txheeb xyuas los ntawm Google? Muaj pes tsawg tus khub hauv tib neeg lub genome? Muaj pes tsawg qhov kev ntsuas mus rau huab cua simulation?

Kauj Ruam 2: Cov Txheej Txheem

Lub Tshuab Algorithm tam sim no siv cov txheej txheem hauv qab no. Ob ntawm lawv yog tshawb nrhiav algorithms (nrhiav tus nqi tshwj xeeb hauv daim ntawv teev npe), tus so yog cais cov txheej txheem (muab qhov tseem ceeb ua).

Tshawb nrhiav

Tshawb nrhiav los ntawm cov npe ntawm ib qho los ntawm ib qho pib txij thaum pib. Yuav tsum muaj sij hawm tawm.

Binary nrhiav

Tshawb nrhiav cov npe los ntawm kev rov faib nws ib nrab. Yuav tsum tau teev sijhawm, tab sis cov npe yuav tsum tau txheeb kom nws ua haujlwm.

Npuas hom

Txheeb cov npe teev ntau zaus sib pauv cov khoom nyob sib ze uas tsis tau ua tiav. Yuav tsum tau siv sijhawm plaub npaug.

Insertion sort

Txheeb cov npe los ntawm kev tso txhua lub ntsiab lus hauv nws qhov chaw tsim nyog hauv cov npe uas tau txheeb xyuas qhov tseem ceeb. Yuav tsum tau siv sijhawm plaub npaug.

Quicksort

Txheeb cov npe los ntawm kev faib cov npe hauv ib nrab thiab tshem tag nrho cov txiaj ntsig tsawg dua li qhov nruab nrab mus rau thawj ib nrab, thiab txhua qhov txiaj ntsig ntau dua li qhov nruab nrab mus rau ib nrab thib ob. Hauv kev coj ua, peb tsis tuaj yeem nrhiav tus nruab nrab tau zoo, yog li peb xaiv tus nqi ntawm qhov xwm txheej. Raws li qhov xwm txheej no tuaj yeem ua plaub npaug hauv qhov xwm txheej tsis zoo, tab sis feem ntau xav tau N * logN lub sijhawm.

Merge tsi

Sort a list by dividing it in half, sorting the two halves separate (using merge sort), thiab tom qab ntawd ua ke lawv ua ke los ntawm kev cuam tshuam cov txiaj ntsig. Ib txwm xav tau N * logN sijhawm.

Heap laj

Txheeb cov npe los ntawm kev tsim cov qauv ntaub ntawv hu ua heap, uas tso cai rau koj pom tus nqi me tshaj hauv lub sijhawm teev npe. Ib txwm xav tau N * logN sijhawm.

Bitonic xaiv

Zoo sib xws los sib sau ua ke thiab faib nrawm, faib cov npe ib nrab, txheeb ib nrab, thiab rov ua dua tshiab. Qhov txheej txheem no xav tau N * logN * logN lub sijhawm, tab sis muaj qhov zoo dua uas nws yooj yim rau kev sib dhos.

Kauj Ruam 3: LED Bar: 3D Luam Daim Npog

Thawj kauj ruam hauv kev tsim LED bar yog txhawm rau 3D luam daim npog uas muab lub teeb pom kev zoo rau lawv. Txhua tus qauv npog kaum lub ntsiab lus ntawm kab lus, 10 qhov tseem ceeb (lub voj voog) thiab 10 qhov ntsuas (daim duab peb sab), yog li koj yuav xav tau 10 tus qauv tag nrho. STL cov ntaub ntawv kuv muab rau ntawm no muaj ob qhov piv txwv ntawm tus qauv, yog li koj yuav tsum tau ua tsib luam luam. Kuv tsis muaj lub tshuab luam ntawv 3D zoo tshaj, yog li kuv yuav tsum tau ua qee qhov kev ntxuav phau ntawv ntawm lawv siv cov ntawv thiab cov ntawv xuab zeb. Qhov tseem ceeb tshaj plaws yog lub qhov ncig thiab daim duab peb sab huv si.

Hauv cov duab koj yuav pom kuv teeb tsa kev sim: Kuv tau kaw ob daim kab xev LED nqes thiab rub lawv mus rau ntawm lub khob cij nrog lub microcontroller. Cov kauj ruam no tsis tsim nyog, tab sis kuv xav pom nws yuav zoo li cas ua ntej kuv pib sib dhos lub thawv. Kuv tau teeb tsa lub ntsej muag lub ntsej muag ntawm ob daim kab xev LED thiab khiav cov duab yooj yim nrog xim xim. Nrog cov kab txaij ntawm cov khoom sib kis cov duab thiab cov xim tiag tiag pop.

Kauj Ruam 4: LED Bar Alternatives

Thaum kuv xub pib txoj haujlwm no kuv tau sim nrog lwm txoj hauv kev los ua daim npog ntsej muag LED. Yog tias koj tsis muaj lub tshuab luam ntawv 3D koj yuav xav txog ib qho ntawm cov kev xaiv no. Kuv yuav ua siab ncaj: nws yog qhov mob loj heev los ua cov ntu no.

Rau cov voj voos, Kuv yuav ib lub raj tooj dag 13/32, uas yuav luag yog 1cm txoj kab uas hla. Kuv txiav nws rau hauv ib puas ntu 1cm ntu thiab tom qab ntawd pleev xim rau lawv dawb.

Rau daim duab peb sab, Kuv siv cov ntawv hnyav aluminium ntawv ci txiav los ntawm lub lauj kaub ci uas siv tas. Kuv tau ua daim duab peb sab los ntawm ntoo, tom qab ntawd qhwv cov kab ntawv luv luv ntawm daim ntawv thiab kaw lawv. Ib zaug ntxiv, koj yuav xav tau ib puas ntawm cov khoom no, yog li nws yuav siv sijhawm thiab ua siab ntev.

Kauj Ruam 5: LED Bar Enclosure

Kuv lub thawv ntawv yooj yim haum: ob daim ntoo rau ob sab thiab ob daim kab plexiglass rau saum thiab hauv qab. Txhua ntu yog ntev txog 102cm (1 meter rau LEDs, ntxiv rau me ntsis ntxiv kom haum rau cov thaiv). Ob sab yuav tsum siab me ntsis siab dua 1cm los ua chaw rau cov kab xev LED. Tom qab txiav cov kab kuv tau muab cov ntawv luam tawm daim npog ntsej muag 3D nruab nrab ntawm lawv los ntsuas qhov dav rau plexiglass. Txiav ob daim plexiglass qhov dav thiab ntev ntawm kab. Thaum kawg, txiav ib daim kab xev ntawm cov khoom sib kis kom haum rau ntawm daim npog.

Txog kev nthuav dav Kuv yeej nyiam Lee Lim #216 (puv dawb kis). Nws yog ib daim ntawv yas uas muab txawm tias kis tsis tau poob ntau lub teeb. Tab sis nws yog khoom kim heev. Qee zaum koj tuaj yeem nrhiav cov ntawv me me rau muag online, tab sis tag nrho cov yob yuav teeb koj rov qab txog $ 125. Qee qhov lwm txoj kev xaiv yog ntawv dawb lossis lwm hom satin lossis yas khov. Qhov kev xaiv nrov yog cov yas txiav mats.

Ua ntej koj sib sau ua ke lub bar LED kom ntseeg tau tias koj muaj cov khoom sib txuas tsim nyog tau txuas rau cov hlua LED. Ntau cov kab ntawv tuaj nrog cov khoom ua ntej ua ntej, yog li koj tsuas tuaj yeem siv cov ntawd.

Kuv pib qhov kev sib dhos los ntawm kev ntswj rau sab saum toj ntawm plexiglass mus rau sab ntoo (saib daim duab). Tom qab ntawd kuv tig nws hla thiab muab cov kab sib kis nthuav tawm, ua raws 10 daim npog ntsej muag. Thaum kuv zoo siab nrog qhov nrug kuv pin lawv rau hauv qhov chaw nrog ob peb teev ntawm cov kua nplaum kub.

Tom ntej no, tso ob daim kab xev LED ib sab ntawm sab saum toj ntawm lub qhov ncauj qhov ntswg. Xyuas kom cov LEDs tig ntsej muag thiab ua kom ntseeg tau tias txhua kab LED teeb nrog lub qhov sib xws hauv lub npog ntsej muag. Ntxiv qee cov kua nplaum kub los yog kab xev los tuav cov hlua LED hauv qhov chaw. Thaum kawg, ntswj rau sab nraub qaum ntawm plexiglass.

Khiav qhov kev xeem. Nyob zoo! Koj tau ua qhov nyuaj tshaj plaws!

Kauj Ruam 6: Tswj Vaj Huam Sib Luag

Cov tswj vaj huam sib luag yog ib feem uas ua rau muaj kev ywj pheej muaj tswv yim tshaj plaws. Nws tsuas yog xav tau tuav tag nrho cov kev tswj hwm thiab khoom siv hluav taws xob, nrog rau LED bar. Qhov kev tsim qauv yooj yim tshaj plaws yog cov duab plaub fab: laum qhov rau cov nyees khawm thiab kev tswj hwm, thiab txuas lub LED bar. Kuv nyiam ua ke ntoo, plexiglass, thiab lwm yam khoom siv los muab hom steampunk / retro-modern saib. Hauv qhov no, Kuv txiav ib qho ntawm lub luag haujlwm hnyav plexiglass los tuav lub ntsiab algorithm xaiv cov nyees khawm, thiab ntoo ntoo los tuav cov khoom siv hluav taws xob tas li. Kuv drilled qhov kom phim qhov loj ntawm cov khawm arcade. Cov xov qhia pom tom qab, tab sis kuv nyiam nws!

Kuv kuj tau laij tawm qhov chaw rau 7-ntu tso saib, lub teb chaws nkag teb chaws, thiab qee qhov txuas rau sab nraub qaum. Kuv txiav lub dado nyob rau sab saum toj los tuav lub LED bar.

Kauj Ruam 7: Khawm Harness

Kev xaim ntau khawm tuaj yeem ua rau mob tiag. Hmoov zoo, cov tib neeg uas ua cov tshuab arcade tau los nrog qee tus qauv txuas uas koj tuaj yeem siv tau. Txhua lub khawm txuas cable muaj ob lub xov hlau, ib qho rau VCC thiab ib qho rau hauv av. Ib qhov kawg muaj cov kab txuas sib txuas uas haum rau hauv qab lub khawm - txuas hauv av rau "ib txwm qhib" txhuas, thiab VCC mus rau "txhuas" txhuas. Hauv qhov kev teeb tsa no, thaum tus neeg siv thawb lub pob, qhov ua haujlwm tiav thiab lub microcontroller yuav nyeem HIGH ntawm tus lej nkag nkag.

Lwm qhov kawg ntawm kab ntawv muaj JST txuas (qhov me me dawb). Dab tsi yog qhov zoo ntawm cov txuas no yog tias lawv tsuas yog nkag mus rau hauv qhov chaw, yog li tsis muaj txoj hauv kev thim rov qab VCC thiab hauv av.

Qhov kuv tau ua yog tsim me me hlua rau cov txuas no. Kuv muab cov kab txuas ntawm JST tso rau ib qho ntawm protoboard thiab tom qab ntawd txuas xov tooj rov qab rau Dupont cov txuas uas kuv yuav ntsaws rau hauv lub microcontroller. Cov xaim liab yog kab VCC, thiab nws txuas rau txhua qhov khoom siv JST. Cov xov hlau xiav yog cov uas sib cais rau txhua lub khawm.

Kauj Ruam 8: Rotary Encoder

Cov encoder teb cia cov neeg siv tswj qhov nrawm ntawm lub algorithm. Kuv siv tus qauv uas los ua lub rooj sib cais uas suav nrog rub tawm cov neeg tawm tsam rau ob kab ntawv (cov xov daj). Qhov no kuj tshwm sim los ua lub pob, tab sis kuv tsis siv qhov ntawd. Lwm ob lub xov hlau yog VCC thiab hauv av. Kuv kuj tau txais lub pob qhov rooj zoo.

Qhov kuv nyiam txog tus lej nkag teb chaws, tsis zoo li lub hwj chim ntsuas, yog tias nws tsuas yog qhia kev sib hloov (raws lub moos xaum moos-counter-clockwise) rau lub microcontroller, yog li nws yooj yim los hloov tus nqi txhais li cas. Piv txwv li, koj tuaj yeem muab nws lub siab kom nrawm (zoo li nas) thaum tus neeg siv tig nws nrawm.

Kauj Ruam 9: 7-ntu Zaub

Tsis hais ntau ntawm no. Tej no muaj nyob txhua qhov txhia chaw. Cov LEDs raug tswj los ntawm lub nti hu ua TM1637, uas sib txuas lus nrog lub microcontroller los ntawm cov txheej txheem yooj yim. Kuv siv lub tsev qiv ntawv uas twb muaj lawm uas cia kuv qhia nws tus lej kuv xav qhia, thiab nws ua li cas ntxiv.

Sab nraub qaum muaj plaub tus pin: VCC, hauv av, thiab ob lub xov hlau rau cov txheej txheem. Kuv tau siv 4-tus lej ntawm lub taub hau, uas txuas rau Dupont txuas sib txuas txuas rau lub microcontroller.

Kauj Ruam 10: Pawg Tswj Xyuas Haujlwm Loj

Lub rooj tswj hwm tseem ceeb nyob hauv lub microcontroller nws tus kheej thiab txhua qhov txuas mus rau kev tswj hwm (khawm, zaub, LEDs). Lub microcontroller yog ESP32, uas muab ntau lub zog suav thiab nco, thiab nthuav tawm ntau tus pin. Cov xov hlau yog tus qauv zoo nkauj, tab sis kuv yuav taw qhia ob peb yam txaus nyiam.

NCO TSEG: Koj yuav xav saib cov cai (https://github.com/samguyer/AlgorithmMachine) ua ntej koj pib xaim lub rooj tsav xwm tseem ceeb, kom koj tus pin teeb tsa zoo li kuv.

Kuv tau siv lub laj kab txuas rau ntawm lub rooj tsav xwm rau lub zog, thiab txuas ob lub xov tooj tooj liab tooj liab rau lub zog thiab cov kab hauv av ntawm pawg thawj coj saib. Qhov laj thawj yog tias LED bar tuaj yeem rub lub zog ntau yog tias qhov ci ci tau teeb tsa siab, thiab kuv tsis xav rub tag nrho lub zog ntawd los ntawm USB txuas ntawm lub microcontroller.

Txhawm rau ua kom yooj yim lub khawm thaiv kuv tau muab cov hlua ntawm tus txiv neej-rau-poj niam txoj cai lub taub hau tso rau tag nrho sab ntawm lub microcontroller (sab saud ntawm lub rooj tsavxwm raws li qhia). Dupont txuas los ntawm lub khawm khawm ntsaws ncaj qha rau hauv kab ntawv no.

TSEEM CEEB: lub zog rau cov nyees khawm (xaim liab) yuav tsum txuas nrog rau kab 3.3V fais fab ntawm lub microcontroller. ESP32 yog 3.3V nti, yog li tsuas yog 3.3V qhov chaw yuav tsum tau txuas nrog cov ntaub ntawv pins.

Lub microcontroller rub lub zog (lossis thawb lub zog) mus rau txoj kab (sab qis ntawm lub rooj tsavxwm raws li qhia) los ntawm 5V USB tus pin thiab hauv av. Tag nrho lwm cov xov liab/dub yog VCC thiab hauv av.

Ob txoj hlua xaim xiav yog cov ntaub ntawv kab rau kab xev LED (WS2812s). Cov xim daj/ntsuab yog cov kab ntawv cov ntaub ntawv rau tus lej nkag teb chaws, thiab khub daj yog qhov txuas mus rau 7-ntu tso saib.

Kauj ruam 11: Sib dhos

Cov koob yees duab no qhia txog kev sib dhos zaum kawg thiab txuas xov. Kuv kuj txuas lub rooj tsavxwm tseem ceeb rau sab nraub qaum.

Ua ntej ua kom nws muaj zog Kuv tau ua ob peb qhov kev kuaj xyuas kom tsis txhob muaj qhov txaus ntshai tsis txaus ntseeg. Tshwj xeeb, kom paub tseeb tias kuv tsis muaj lub zog/txuas hauv qab thim rov qab, thiab tsis muaj kev sib tw luv. Teem koj lub multimeter los ntsuas kev txuas mus ntxiv - nws yuav beep thaum muaj hluav taws xob ntawm ob txoj hauv kev. Txuas ib tus coj mus rau kab VCC ib txwm rau cov nyees khawm. Tom qab ntawd txuas lwm tus coj mus rau txhua tus pin ntawm txoj hlua khi ib tus zuj zus. Lub multimeter yuav tsum tsuas yog beep thaum koj nias lub pob. Yog tias koj tau txais lwm lub suab nrov nws txhais tau tias koj muaj kev thim rov qab lossis luv. Taug qab nws thiab kho nws ua ntej koj qhib lub zog!

Kauj ruam 12: Code

Ua ntej, qhib koj Arduino IDE thiab xyuas kom tseeb tias koj muaj FastLED lub tsev qiv ntawv teeb tsa.

Rub tawm Algorithm Tshuab code los ntawm GitHub:

github.com/samguyer/AlgorithmMachine.git

Koj tuaj yeem yog clone nws ncaj qha rau hauv koj daim ntawv Arduino, lossis luam nws los ntawm txhais tes.

Ua ntej rub tawm nws, nco ntsoov tias tus pin teeb phim koj li kev teeb tsa kho vajtse. Kuv tau tso tag nrho cov teeb tsa tus pin rau saum cov ntawv.

Upload thiab txaus siab!

Kauj Ruam 13: Yuav Siv Li Cas

Lub Tshuab Algorithm yog qhov yooj yim siv thiab yuav luag txhua qhov ua ke ntawm cov nyees khawm tau zoo!

Ua ntej, siv cov nyees khawm cov ntaub ntawv los pib qhov tseem ceeb hauv kab. Muaj peb qhov kev xaiv: (1) randomize, (2) ntxiv ib qho txiaj ntsig random, thiab (3) thim rov qab cov array. Nco ntsoov tias qhov txiaj ntsig tseem pheej, yog li koj tuaj yeem ua tej yam xws li txheeb lawv ua ntej, tom qab ntawd ntxiv qee lub suab nrov, tom qab ntawd khiav qhov sib cais sib txawv lossis tshawb nrhiav cov txheej txheem.

Xaiv qhov tshawb fawb lossis txheeb cov txheej txheem los ntawm lwm txoj kev xaiv khawm. Tam sim no, tsis muaj kev tawm tswv yim thaum koj xaiv qhov no (qee yam rau kev ua haujlwm yav tom ntej). Tom qab ntawv nyem lub pob "ua si".

Lub pob qhov rooj tswj qhov nrawm. Koj tseem tuaj yeem ntaus "ua si" kom ncua thiab ncua lub sijhawm ua haujlwm.

Nws yuav nres tau thaum nws ua tiav. Koj tseem tuaj yeem tsoo lwm lub algorithm khawm txhua lub sijhawm. Lub tshuab yuav nres qhov txheej txheem tam sim no thiab pib qhov tshiab, tab sis khaws cov ntaub ntawv raws nraim li cov txheej txheem yav dhau los tso nws.

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