Bài 26: Thực hành: Thiết kế, lắp ráp, kiểm tra mạch tự động điều chỉnh cường độ sáng của LED theo môi trường xung quanh | Công Nghệ 12 (Công Nghệ Điện - Điện Tử) | Phần Hai. Công Nghệ Điện Tử - Chương IX. Vi Điều Khiển - Lớp 12 - Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống

(Trang 139)

Sau bài học này, em sẽ:

Thiết kế, lắp ráp, kiểm tra được mạch điện tử ứng dụng dùng bo mạch lập trình vi điều khiển.

I. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU

1. Mục đích

Giúp học sinh nắm vững nguyên lí thiết kế cũng như làm quen với các hoạt động lắp ráp và kiểm tra mạch điện tử ứng dụng bo mạch lập trình vi điều khiển để tự động điều chỉnh cường độ sáng của LED thích nghi với môi trường xung quanh.

2. Yêu cầu

- Lắp ráp được mạch điện tử và lập trình được vì điều khiển để tự động tăng/giảm cường độ sáng của đèn tuỳ theo mức độ ánh sáng mạnh yếu của môi trường.

- Kiểm tra được hoạt động của mạch điện thông qua đồng hồ vạn năng và môi trường lập trình tích hợp Arduino IDE.

3. Sơ đồ mạch điện

Sơ đồ mạch điện dùng trong bài thực hành này được cho trên Hình 26.1, trong đó, giá trị điện áp qua điện trở quang R1 sẽ được đưa vào cổng tương tự A0 còn tín hiệu điều khiển LED D1 sẽ được xuất ra cổng số 9 của Arduino Uno. Mạch hoạt động dựa trên nguyên lí giá trị điện áp đưa vào cổng A0 tỉ lệ với cường độ sáng trên R1: khi bị chiếu sáng yếu, R1 tăng cao khiến cho điện áp vào cổng A0 thấp; ngược lại, khi bị chiếu sáng mạnh, R1 giảm đi làm cho điện áp vào cổng A0 tăng lên. Từ đó, ta có thể lập trình sao cho độ lớn của tín hiệu điều khiển xuất ra cổng số 9 tỉ lệ với giá trị đọc được trên cổng A0.

Hình 26.1. Sơ đồ mạch điện điều khiển

(Trang 140)

II. CHUẨN BỊ DỤNG CỤ VÀ VẬT LIỆU

- Máy tính cá nhân: 1 chiếc.

- Bo mạch Arduino Uno: 1 chiếc.

- Bo mạch thử: 1 chiếc.

- Điện trở quang: 1 chiếc.

- Điện trở 220 Ω: 1 chiếc.

- Điện trở 10 KΩ: 1 chiếc.

- LED: 1 chiếc.

- Dây nối: 1 m.

III. NỘI DUNG VÀ QUY TRÌNH THỰC HÀNH

Bước 1: Lắp ráp linh kiện và kết nối bo mạch lập trình vi điều khiển với máy tính.

a) Lắp ráp các linh kiện lên bo mạch thử theo sơ đồ nguyên lí ở Hình 26.1. Mạch điện sau khi lắp ráp hoàn chỉnh có dạng như Hình 26.2.

Hình 26.2. Mạch điện tự động điều chỉnh cường độ sáng của LED theo điều kiện chiếu sáng xung quanh

b) Kết nối bo mạch Arduino Uno với máy tính qua cổng USB.

Mở ứng dụng Arduino IDE trên máy tính và chọn phím chức năng "Select board" trên thanh công cụ của IDE để kiểm tra xem IDE có tự động nhận dạng được bo mạch Arduino Uno đang được nối với máy tính hay không? Nếu không, ta chọn "Select Other Board and Port" từ danh sách thả xuống để hướng dẫn máy tính nhận dạng bo mạch Arduino Uno một cách thủ công.

Bước 2: Lập trình cho vi điều khiển trên IDE theo mẫu sau:

(Trang 141)

Gõ đoạn mã nguồn vào cửa sổ lập trình của Arduino IDE rồi thử biên dịch và nạp vào vi điều khiển. Rà soát kĩ đoạn mã nguồn cho đến khi:

- Quá trình biên dịch và nạp chương trình vào vi điều khiển không bị báo lỗi;

- Các giá trị hợp lí của biến sensorValue được hiển thị trên cửa sổ truyền thông.

Bước 3: Kiểm tra, đánh giá hoạt động của mạch điện

a) Biên dịch và nạp lại chương trình trên vào vi điều khiển. Hiệu chuẩn điện trở quang bằng cách che kín và rọi đèn theo hướng dẫn trong đoạn mã nguồn đã cho.

b) Đánh giá hoạt động mạch điện so với yêu cầu cũng như các đề xuất cải tiến (nếu có).

(Trang 142)

IV. TỔNG KẾT, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HÀNH

- Học sinh hoàn thành báo cáo theo mẫu, thảo luận và tự đánh giá.

- Giáo viên đánh giá dựa trên quá trình theo dõi và chấm bài báo cáo của học sinh.