Solucionari d’equacions quadràtiques de 2 botons: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Introducció

Benvingut al meu primer instructable!

Vaig començar aquest projecte per ampliar els meus coneixements de programació. Sovint, només heu de combinar diferents codis font per crear el programa que necessiteu. El meu objectiu era escriure el meu propi codi de programa per interactuar amb una eina. Em va agradar crear una eina senzilla per calcular. Fa un mes, vaig donar suport a un amic per resoldre l’equació de segon grau.

Bazinga! aquest és el cas d'ús.

Vaig reutilitzar una antiga caixa de metall. Preferia l’aspecte minimalista i la interfície de les eines. és per això que només vull utilitzar 2 botons per donar entrada. La disputa es mostrarà mitjançant una senzilla pantalla LCD.

Subministraments

llista de materials:

Caixa

Estil Arcade de 2 botons

Arduino Nano o similar

Pantalla LCD 1602 amb adaptador I2C

interruptor d'encès / apagat

cables

Resistència de 2x 10k Ohm

bateria de bloc de 9v

connector per a bateria de 9v

taulell de pa

diversos (tros de fusta, angle de metall, tirants, cargols, volanderes)

eines:

va veure

soldador

màquina de perforació

ordinador per a la programació

Pas 1: Antecedents matemàtics

Antecedents matemàtics

L'equació quadràtica de 2 botons mostra els valors on la funció quadràtica creua l'eix X. Una funció quadràtica pot creuar l'eix X mai, una o dues vegades.

Hi ha diferents maneres de calcular aquests valors. Per a la meva eina, faig servir la fórmula PQ (no estic segur de si aquesta expressió s’utilitzarà a tot el món).

Una equació de segon grau té la forma:

ax² + bx + c = 0

Per calcular els punts de pas, divideix el formulari per un x² + px + q = 0 amb p = b / a; q = c / a

la fórmula PQ:

x1 = -p / 2 + sqrt ((p / 2) ²-q)

x2 = -p / 2 - sqrt ((p / 2) ²-q)

El resultat x pot obtenir 0, 1 o 2 valors. Això depèn del valor sota l'arrel quadrada.

El valor és> 0, llavors la fórmula PQ té dues solucions.

És el valor = 0, llavors la fórmula PQ té una solució

és el valor <0, llavors la fórmula PQ no té solució. La funció no creua l'eix X.

Pas 2: programari

Programari

Per a la programació he utilitzat l'IDE oficial Arduino. El meu objectiu era crear el meu propi programa de programari. La meva interfície hauria de tenir dos botons. Un botó per passar entre diferents nivells, el segon per canviar els valors dels diferents nivells.

Per resoldre la fórmula PQ, creo l’estructura anterior:

Segur que no reinvento la roda. Per crear el codi, he utilitzat el mòdul:

- rebounce

- pantalla

Els següents punts van ser els majors reptes:

- Com puc triar el signe? He resolt aquest repte amb la funció mòdul (enllaç). El codi divideix l'entrada per 2. L'entrada és un nombre senar, el valor es fa negatiu, en cas contrari el nombre és positiu.

- Després de passar per tots els nivells, he de declarar tots els valors a 0.

- El text mostrat només esborra els caràcters d’enviament. Si els codis envien una paraula amb 4 caràcters, només es tornaran a carregar aquests 4 caràcters. Si la paraula anterior tenia més caràcters, els personatges es mantindran. Per solucionar-ho, el text mostrat s’omplirà d’espais en blanc. Es tornaran a carregar els 16 caràcters seguits.

S'adjunta el codi final.

Pas 3: maquinari

Maquinari

Les parts s’enumeren a la part superior. Per a aquest projecte, el maquinari és senzill. Només necessito un microprocessador Arduino, un botó de 2 i una pantalla. D’acord, si us agrada posar una caixa, també necessiteu una caixa i una font d’alimentació.

Reutilitzo una caixa de metall vella. He perforat un forat al botó per endollar l’interruptor de subministrament elèctric. La tapa de la caixa té 3 forats. He forat dos forats per als grans botons i he tallat una finestra per a la pantalla. Enganxo un petit tros de fusta darrere de la coberta per tenir més coses per arreglar la pantalla i els botons. Per actualitzar l’aspecte, la caixa té adhesius.

Per a la font d'alimentació, recomano bateries recarregables de bloc de 9V. Connecto la bateria mitjançant un interruptor d’alimentació a l’Arduino. La bateria es fixa a la caixa amb un petit angle metàl·lic. El connector de la bateria s’acaba de fixar mitjançant lligadures de cables.

El microprocessador és un clon d’un nano Arduino. Per a aquest cas d'ús, el rendiment és suficient. Un Attiny 85, per exemple un microprocessador Digispark, va ser rebutjat. L'Arduino està "panificat" al costat de la pantalla.

La pantalla és una pantalla LCD de 1602. podeu utilitzar 16 caràcters en dues files. Podeu trobar aquesta pantalla en moltes eines i màquines diferents. Hi ha dues maneres diferents d’utilitzar aquesta pantalla. Podeu connectar la pantalla directament al controlador o podeu utilitzar un complement per comunicar-vos a la pantalla mitjançant I2C. I2C és un protocol estàndard. L’he utilitzat perquè és més fàcil connectar la pantalla al controlador. Només necessiteu 4 cables en lloc de 16, VCC a 5V, GND a GND, SDA a A4, SCL a A5. La pantalla es fixa mitjançant cargols a la tapa de la caixa.

Els botons són enormes! tenen el típic estil de joc arcade. M'agrada! Els botons estan connectats als pins digitals 4 i 7. Si us plau, no oblideu les resistències 10K.

Per obrir la tapa, per exemple, per canviar la bateria, he utilitzat cables més llargs connectats a la placa.

Pas 4: cablejat

Pas 5: Millora futura

Millora del futur

Després d’acabar un projecte, sempre trobareu errors o funcions per millorar. En aquest projecte, estic content de trobar alguns punts, que milloraria per al futur.

Per a la propera vegada, milloraria l’explotació del quadre. Vaig corregir la pantalla, l’interruptor d’encesa i els botons al principi d’aquest projecte. Al final, vaig tenir una mica de problemes per trobar prou espai per a la bateria i el microprocessador a la caixa. Quan poso el botó i la pantalla més a l’exterior, no tindria cap problema amb l’espai per a les peces que hi ha dins de la caixa.

De moment no tinc cap cas d’ús per resoldre equacions de segon grau. Per millorar l'eina, m'agradaria ampliar l'eina amb altres coses matemàtiques, per exemple, càlcul bàsic o fórmules com la fórmula binominal o la frase de Pitàgores.