Godot mashinasi: 4 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Godot mashinasi nima?

Insoniyat tajribasining bir qismidirki, biz uzoq kutganimizdan keyin sodir bo'lishi mumkin bo'lgan narsani kutishimiz mumkin.

Godot mashinasi-bu quyosh energiyasi bilan ishlaydigan elektrotexnika buyumidir, u, ehtimol, ma'nosiz kutish bilan kechadigan umidsiz his-tuyg'ularni ushlashga harakat qiladi.

Bu nom Samuel Bekketning "Godotni kutish" nomli mashhur pyesasidan olingan bo'lib, unda ikki kishi ertaga, ertasiga yoki hech qachon kelishi mumkin bo'lgan Godotning kelishini kutishadi.

Xo'sh, Godot mashinasi nima qiladi?

1. 1. Quyosh nuri tushganda, Joule Thief sxemasi kondansatör bankini zaryad qila boshlaydi.
2. 2. Taxminan 5V ga zaryad olgach, Arduino Nano quvvatlanadi.
3. 3. Arduino 20-bitli haqiqiy tasodifiy sonni hosil qiladi, u 4-bitli LED chiziqda ko'rsatiladi.
4. 4. Bu raqam hamma uchun noma'lum bo'lgan tasodifiy raqam bilan taqqoslanadi.
5. 5. Agar teng bo'lsa, kutish tugadi, mashina bu faktni eepromda saqlaydi va bundan buyon yashil LED va piezo signal eshitiladi (agar energiya etarli bo'lsa).
6. 6. Agar teng bo'lmasa, umid, umidsizlik, takrorlang.

… Shuningdek, vaqti -vaqti bilan ishlab chiqarilgan raqam ovozli signal eshitiladi, shuning uchun sizda Godot mashinasi borligini unutmaysiz.

Godot raqamini urish ehtimoli 2^20 dan 1 ga yaqin yoki milliondan bittasi ekanligini va mashinaning juda tez emasligini, ayniqsa qishda va kuzda, uni topish uchun yillar kerak bo'lishi mumkinligini hisobga olsak. Sizning Godot mashinangiz hatto merosingizning bir qismiga aylanishi mumkin. Keyingi raqamni sinab ko'rishni kutayotib, siz uzoqdan buyuk nabiralaringiz qanday qilib o'z xulosasiga kelganini tasavvur qilishingiz mumkin. Qisqasi: bu yaqinlashib kelayotgan ta'til uchun ideal sovg'a!

1 -qadam: sxematik

Godot mashinasi quyidagilardan iborat:

-9x2200uF kondansatkichlarni zaryadlovchi Joule Thief energiya yig'ish mashinasi (Q1). Heliksafobiya bilan og'riganlar uchun (induktorlarning aql bovar qilmaydigan g'azabi, kondensatorlar va rezistorlar esa bunday muammo tug'dirmaydi), qo'lda o'rash kerak emas, deb qo'rqmang: bu aloqa standart koaksiyal induktorlarni bir -biriga yaqin joyda, bu erda ko'rsatilgandek, o'rnatiladi. 2 -rasm. Ajoyib hiyla!

-Disk tranzistorli quvvat tugmasi (Q2, Q3, Q4), u 5V1da 3.0V atrofida yoqiladi va o'chadi. Agar siz turli xil (umumiy maqsadli) tranzistor turlaridan foydalansangiz, R2-R4 ni biroz sozlashni xohlashingiz mumkin.

-Entropiya generatori (Q6, Q7, Q8). Ushbu sxema mikrovoltdan voltgacha bo'lgan muhitda mavjud bo'lgan elektron shovqinni kuchaytiradi. Bu signal tasodifiy sonlar generatorini yaratish uchun tanlanadi. Gitara simining bir qismi antenna vazifasini bajaradi.

-4 ta LED yoki 4 ta qizil LEDli, piezo signalli va yashil LEDli LED-bar.

E'tibor bering, quvvat tugmachasining chiqishi (Q4 kollektori) VIN piniga emas, Arduino Nano 5V piniga ulangan!

2 -qadam: Godot mashinasini yaratish

Men sxemani perfboarddan qurdim. U erda hech qanday maxsus narsa yo'q. 2V/200mA quyosh paneli boshqa loyihadan qolgan. Brend Velleman. O'tkir pichoq yordamida ochish, vintlardek teshiklarni burg'ilash va boshqalar. Rasmda ko'rsatilgandek, elektron panel va quyosh paneli ikkita kontrplakga vidalanadi. G'oya shundaki, quyosh panelini derazada quyosh tomon yo'naltirish mumkin.

3 -qadam: Kod: betartiblikdan tasodifiy sonlar?

Tasodifiy sonlar qanday tuzilgan? Xo'sh, ular matematikadan yaratilgan!

Arduino tasodifiy sonlar generatori funktsiyasidan foydalanishning o'rniga random (), men o'z tasodifiy sonlar generatorini (RNG) yozishga qaror qildim.

U logistika xaritasiga asoslangan, bu deterministik betartiblikning eng oddiy namunasi. Bu qanday ishlaydi:

Faraz qilaylik, x 0 dan 1 gacha bo'lgan haqiqiy qiymat, keyin hisoblang: x*r*(1-x), bu erda r = 3.9. Natijada sizning keyingi "x" belgingiz bo'ladi. Infinitum -ni takrorlang. Bu sizga birinchi rasmda bo'lgani kabi, 0 dan 1 gacha raqamlar qatorini beradi, bu jarayon x = 0.1 (qizil) va x = 0.1001 (ko'k) boshlang'ich qiymati uchun boshlanadi.

Mana, ajoyib tomoni: ikki xil boshlang'ich shartni qanchalik yaqin tanlamasligingizdan qat'iy nazar, agar ular teng bo'lmasa, natijada paydo bo'ladigan sonlar qatori bir -biridan farq qiladi. Bu "boshlang'ich shartlarga sezgir bog'liqlik" deb nomlanadi.

Matematik jihatdan x*r*(1-x) xarita tenglamasi parabola hisoblanadi. 2-rasmda ko'rsatilgandek, siz x-seriyasini o'rgimchak to'ri konstruktsiyasi yordamida grafik tarzda aniqlashingiz mumkin: g o'qidan x dan boshlang, y o'qidagi funktsiya qiymatini toping, keyin 45 ga to'g'ri chiziqda aks ettiring. gradus burchagi boshlang'ich orqali o'tadi. Takrorlang. Qizil va ko'k seriyalarda ko'rsatilgandek, dastlab yopilgan bo'lsa ham, ular taxminan 30 ta takrorlanishdan keyin butunlay ajralib ketadi.

Endi "r = 3.9" raqami qaerdan keladi? Ma'lum bo'lishicha, r ning past qiymatlari uchun biz faqat ikkita o'zgaruvchan x-qiymatni olamiz. R-parametrini oshirish, keyin bir nuqtada 4, 8, 16 qiymatlari orasidagi tebranishga o'tadi va bu bo'linish yoki bo'linish r tezlashib borgan sari tezlashadi, buni "betartiblikka yo'lni ikki baravar ko'paytirish" deyiladi. Gorizontal o'qda r va ko'p x-takrorlanuvchi vertikal ravishda bir-birining ustiga o'ralgan uchastka bifurkatsiya uchastkasi deb nomlanadi (3-rasm). R = 3.9 uchun xarita butunlay xaotik.

Agar biz ko'plab x-yangilanishlarni hisoblasak va ulardan namuna olsak, biz tasodifiy sonni olamizmi? Yo'q, bu erda bu tasodifiy sonlar generatori (PRNG) bo'lar edi, chunki agar biz har doim bir xil boshlang'ich qiymatdan boshlasak (resetdan chiqqandan keyin), biz har doim bir xil ketma -ketlikni olamiz; aka deterministik betartiblik. Bu erda atrof-muhitda topilgan elektr shovqinidan hosil bo'lgan raqamli logistika xaritasini yaratadigan entropiya generatori kiradi.

Boshqacha aytganda, tasodifiy sonlar generatori kodi shunday qiladi:

- A0 pinidagi entropiya generatoridan kuchlanishni o'lchang. Faqat eng muhim 4 bitni saqlang.

- Bu 4 bitni "urug '" qiymatiga o'tkazing, 32-bitli suzuvchi nuqta urug'ini olish uchun 8 marta takrorlang.

- urug'ni 0 dan 1 gacha qayta o'lchash.

- Bu urug 'o'rtacha va x ni, logistik xaritaning hozirgi holatini hisoblang.

- Logistik xaritani ko'p bosqichli (64) qadam oldinga siljiting.

- Logistika xaritasining x holatidan bitta bitni ajratib oling, bir nechta kasrni tekshiring.

- Bitni yakuniy natijaga o'tkazing.

- Yuqoridagi barcha amallarni 20 marta takrorlang.

Eslatma: Kodda Serial.println va Serial.begin ko'rsatiladi. Seriyali monitorda tasodifiy sonlarni tekshirish uchun // ni olib tashlang.

Adolat uchun, men tasodifiy sonlarning sifatini statistik jihatdan tekshirmaganman (masalan, NIST test to'plami), lekin ular yaxshi ko'rinadi.

4 -qadam: Godot mashinangizga hayron bo'ling

Godot mashinangizdan zavqlaning va iltimos, baham ko'ring, sharhlang va/yoki biror narsa aniq emasligini so'rang.

Godot raqami topilishini kutayotganingizda, iltimos, "Matematik bilan yaratilgan ko'rsatma" tanloviga ovoz bering! Rahmat!

"Matematika bilan yaratilgan" tanlovida ikkinchi o'rinni egalladi