Giáo án Công nghệ 12 Điện - điện tử Cánh diều bài 26: Thực hành Thiết kế, lắp ráp mạch bật tắt LED sử dụng bo mạch lập trình vi điều khiển Arduino Nano

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia HS thành các nhóm và yêu cầu HS quan sát và tiến hành các hoạt động:

- Vẽ sơ đồ khối điều khiển LED sử dụng bo mạch lập trình vi điều khiển Arduino Nano như Hình 26.1.

- Vẽ sơ đồ nguyên lí mạch cấp nguồn và tính toán điện trở tải cho LED: tính toán đúng giá trị điện trở cần thiết cho mạch điện tử.

- Xác định được các linh kiện cần thiết cho mạch điện và vị trí của chúng trong sơ đồ mạch điện tử.

– Đọc được các thông số của các linh kiện hiện có.

GV đặt câu hỏi để HS hiểu rõ hơn nội dung hoạt động: 

Mạch có chức năng gì và ứng dụng các linh kiện điện tử nào?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận.

Đáp án Câu hỏi:

+ Mạch có chức bật tắt LED theo chu kì 5 giây bật và 10 giây tắt.

+ Mạch sử dụng bo mạch lập trình vi điều khiển Arduino Nano, điện trở và LED.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV chuyển sang nội dung  tiếp theo .

I. THIẾT KẾ MẠCH BẬT TẮT LED SỬ DỤNG BO MẠCH LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN ARDUINO NANO

Bước 1: Vẽ sơ đồ khối điều khiển LED sử dụng bo mạch lập trình vi điều khiển Arduino Nano như Hình 26.1.

Bước 2: Vẽ sơ đồ mạch cấp nguồn và tính toán điện trở tải cho LED.

II. LẮP RÁP MẠCH BẬT TẮT LED SỬ DỤNG BO MẠCH LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN ARDUINO NANO

1. Chuẩn bị thiết bị, vật liệu và dụng cụ (cho một nhóm học sinh)

Bảng 26.1 (đính kèm phía dưới)

TT

Tên thiết bị, vật liệu và dụng cụ

Thông số kĩ thuật

Số lượng

Ghi chú

1

01

2

01

3

01

4

01

5

01

6

01

7

01

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

*Nhiệm vụ 1: Thực hành

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia HS thành các nhóm và yêu cầu HS thực hiện theo trình tự các bước như trong SGK, chú ý chuẩn bị thiết bị, vật liệu và dụng cụ như Bảng 26.1.

Bước 1: Lắp ráp mạch điện tử ứng dụng bo mạch lập trình vi điều khiển

Mạch điện sau lắp ráp như Hình 26.3.
Chú ý:

+ Các hàng và cột của bo mạch thử nghiệm (các cột phía trong lòng bo mạch thử nghiệm sẽ chung nhau, 2 hàng 2 bên sẽ chung nhau) như hình bên.

+ Chiều chân cắm của LED (chân anode là chân dài hơn, chân cathode là chân ngắn).

Bước 2: Lập trình cho bo mạch lập trình bằng phần mềm Arduino IDE V1.8.19

Chú ý:

+ Làm theo trình tự các bước, cài đặt tên bo mạch lập trình Arduino, công Port kết nối giữa bo mạch với máy tính.

+ Sau khi nạp thành công cho bo mạch thì ấn nút khởi động lại trên bo mạch để bo mạch hoạt động theo đúng chương trình đã lập trình.

- GV yêu cầu HS thực hiện:

Nhiệm vụ: Đo, kiểm tra và đánh giá mạch lắp ráp

.  ...................................

2. Quy trình thực hành

Bước 1: Lắp ráp 

• Lắp ráp và đấu nối mạch điện trên bo mạch thử nghiệm theo sơ đồ Hình 26.3.

• Cực K của LED được nối về GND, cực A của LED được mắc nối tiếp tiếp với điện trở 280 2 vào chân D13 của bo mạch Arduino Nano.

• Kiểm tra mạch lắp ráp.

Bước 2: Viết chương trình điều khiển sử dụng phần mềm Arduino IDE (Hình 26.4)

1. Tạo dự án mới bằng cách vào vùng 1 chọn File sau đó chọn New.

2. Trong vùng 3, sử dụng ngôn ngữ lập trình C (Hình 26.5), viết chương trình điều khiển bật LED trong 5 giây, tắt LED trong 10 giây và lặp lại vô hạn.

3. Cấu hình cơ bản cho bo mạch Arduino Nano bằng cách chọn các thông số của bo mạch được thực hiện như trên Hình 26.4 gồm:

• Board: Tên board là "Arduino Nano".

• Processor: Tên vì điều khiển “Atmega328P".

• Port: Tên cổng COM kết nối từ máy tính đến mạch “COMS".

4. Biên dịch và sửa lỗi: ở vùng 2, bấm vào biểu tượng chữ và xem kết quả biên dịch. Chương trình biên dịch thành công và không có lỗi sẽ thể hiện như trên vùng 4 Hình 26.5.

5. Nạp chương trình vào bo mạch lập trình vi điều khiển: trong vùng 2, chọn biểu tượng mũi tên sang phải .

6. Quan sát kết quả trên bo mạch thử nghiệm xem LED có sáng tối đúng với chương trình đã lập ở trên.

III. Đo, kiểm tra, đánh giá mạch lắp ráp

...................................