Kỹ Năng Mềm - Công nghệ thông tin - Công nghệ thông tin 1 102 Giải pháp giáo dục STEM tốt nhất Lập trình Chế tạo Chia sẻ ý tưởng Arduino + GorillaShield + Các mô-đun IO + mBlock5 + Các khối mở rộng Tác giả: Stonefield Kim 2 102 3 102 Ⅰ Chuẩn bị cho lập trình tương tác thiết bị thực (Physical computing) 1. Arduino là gì? ·········································································· 6 2. Cách sử dụng thiết bị vào,ra và đế mở rộng ···························· 9 3. Cách dùng khối cơ bản và khối mở rộng································ 13 4. Cài đặt phần mềm kiểm tra kết nối ····································· 19 Ⅱ Sử dụng thiết bị vào, ra 1. Nút nhấn ··············································································· 30 2. Đèn LED ··············································································· 32 3. Biến trở ················································································· 34 4. Joystick ················································································· 36 5. Còi chíp ················································································ 38 6. Đèn LED giao thông ······························································ 40 7. Màn hình LCD ······································································· 42 8. Led ma trận··········································································· 44 9. Cảm biến siêu âm ································································· 46 10. Neopixel (dải led RGB) ························································ 48 11. Cảm biến chạm ··································································· 51 12. FND(Flexible Numeric Display) Led 7 đoạn·························· 53 13. Động cơ DC ········································································ 55 14. Động cơ rung ······································································ 57 Ⅲ Tận hưởng tương tác với thiết bị thực với Arduino 1. Vẽ trái tim với nhân vật gấu trúc ············································ 60 2. Tạo nhân vận với led ma trận ·············································· 74 Nội dung 4 102 3. Tạo game Ladybug (bọ rùa) ···················································· 85 Bài học chuẩn bị cho lập trình tương tác với thiết bị thực (Physical computing) Lập trình tương tác thiết bị thực (physical computing) định nghĩa là một hệ thống mà máy tính tương tác với thế giới thực bằng cách nhận thông tin chẳng hạn như đèn và âm thanh bằng cách sử dụng bộ xử lý trung tâm như vi điều khiển và một thiết bị bên ngoài như động cơ hoặc đèn led. Trong chương trình dạy, chúng tôi đưa ra bài học giải quyết vấn đề thiế lập và lập trình hệ thống tương tác thế giới thực với vi điều khiển và sự đa dạng thiết bịvào, ra. Sự chuẩn bịsơ bộ rất quan trọng cho bài tập tương tác với thế giới thực có thể tạo ra các vật thể thông minh di chuyển được . Phần mềm, các máy tính , các vi điều khiển, và các thiết bịvào,ra làm việc theo một cách hệ thống,phối hợp với nhau có thể gây ra việc học khó khăn nếu chỉ có một thành phần gặp vấn đề. Vì vậy để chắc chắn bạn nên cài đặt tất cả các thành phần thật tốt để không bị rắc rối trong lớp học. Học cài đặt cơ bản của Arduino để sử dụng như vi điều khiển và mBlock, phần mềm lập trình 5 102 6 102 Arduino Arduino là một sản phẩm điện tử giá rẻ dành dùng trong học tập được thiết kế bởi Massimo Banzi, giáo sư tại the Interaction Design Institute Ivrea, Italy''''s Graduate School of Art and Technology, which blended art and IT in 2005. Máy Con người Arduino:đóng vai trò như bộ não con người chịu trách nhiệm bộ nhớ, lưu trữ dữ liệu, bộ xử lý. Sensor: Đóng vai trò như mắt mũi miệng tai của con người và chịu trách nhiệm cho cảm nhận và giao tiếp với thế giới thực Motor: đóng vai trò như một cơ quan tập thể dục như chân tay con người.01 1 Arduino là gì? 7 102 Tại sao lại sử dụng Arduino ① Tất cả các bảng mạch tương tác thế giới thực (physical computing) trên đều phù hợp với Arduino . Arduino gây ra khó khăn trong việc kết nối thiết bị vào và ra , chỉnh sửa hình dạng mạch and các chân kết nối để tạo ra các mạch đa dạng như trên. ② Các mạch được tạo ra bên trên dễ sử dụng. Do đó, người ta có thể kết nối đến nhiều thiết bị vào, ra đa dạng và người ta sử dụng Arduino, một bảng mạch với tính tương thích và tỏng quát cao để luyện tập. Thật dễ để sử dụng Arduino Aduino kết nối thiết bị vào ra dùng bảng mạch nhựa được gọi là bảng mạch trắng. Xây dựng mạch sử dụng những bảng mạch trắng yêu cầu rất nhiều kiến thức, mà gây khó để tập trung vào học lập trình ,một trong những thành phần quan trọng của giáo dục phần mềm. Do đó, đế mở rộng vào ra có thể dễ dàng được kết nối thiết bị vào ra. Trang bị với để mở rộng 2 lớp đặt bên trên Arduino,bạn có thể dễ dàng kết nối nhiều thiết bị vào ra. Có nhiều đế mở rộng đa dạng:0203 8 102 Sự đa dạng các loại đế mở rộng Kết hợp đế mở rộng trên Arduino Mô đun cảm biến kết nối tới đế mở rộng qua cáp kết nối Sử dụng đế mở rộng để dễ kết nối thiết bị vào ra, and dự án có thể dễ dàng hoàn thành sử dụng nhiều thiết bị vào ,ra. Bởi vì số lượng sẵn có thiết bị vào ra tăng lên, sự sáng tạo của học sinh sẽ chứa đựng được tất cả. Trong giáo trình này, chúng ta sử dụng đế mở rộng cảm biến hỗ trợ chân 3,4,5. 9 102 Các loại thiết bị vào ra Có rất nhiều thiết bị vào ra có sẵn cho Arduino. Chức năng có để được chia thành 3 loại là: đầu vào, đầu ra, giao tiếp. Đầu vào Đầu ra Giao tiếp Nút nhấn Còi chíp Bluetooth Cảm biến ánh sáng Động cơ servo Wi-Fi Biến trở Đèn led Thu nhận hồng ngoại Cảm biến siêu âm Màn hình LCD Joystick Động cơ rung Sóng RF433 Công tắc khóa Led 7 đoạn RFID01 2 Cách sử dụng thiết bị vào ra và đế mở rộng 10 102 Sử dụng đế mở rộng Thiết bị vào ra kết nối tới Arduino bao gồm 2 pin, GND (cực -) and VCC (cực dương), mà cung cấp điện áp, và chân tín để truyền dữ liệu. Phụ thuộc vào thiết bị vào hay ra ,số lượng chân tín hiệu có thể tăng từ 1 tới 3. Do đó, để hỗ trợ nhiều thiết bị vào ra, có chân bao gồm chân 3,4,5 trên đế mở rộng. Có 6 loại ghép nối vào ra của Arduino Giao diện vào ra Giải thích Giá trị dữ liệu Ví dụ chân Đầu vào tín hiệu số Đầu vào BATTAT 0,1 Nút bấm 3 Đầu vào tín hiệu tương tự Đầu ra BATTAT 0,1 Đèn led 3 Đầu vào tương tự Đầu vào giá trị thay đổi 0~1023 Cảm biến ánh sáng 3 Đầu ra chân tương tự(PWM) Đầu ra giá trị thay đổi 0~255 Động cơ servo 3 Giao tiếp I2C (Inter-Intergrated Circuit) Giao tiếp 1:N Kí tự, số Màn hình LCD 4 UART (Universal Asynchronous receivertransmitter) Giao tiếp nối tiếp Kí tự ,số Bluetooth 4 SPI (Serial Peripheral Interface) Giao tiếp tốc độ cao 1:N Kí tự, số Led ma trận 5 Đế mở rộng có các pin được sắp xếp theo thứ tự GSV (GND-VCC-SIGNAL), và nó được đặt ở vùng kết nối ghép nối của thiết bị vào ra . Kiểm tra ghép nối của thiết bị vào ra và kết nối chúng theo tên pin được thiết kể ở vùng tương ứng.02 11 102 6 loại ghép nối vào ra Arduino Kết nối dây theo thứ tự chân GVS của nút nhất, cảm biến và kết nối dây trong GVS với thứ tự chân số 3 của đế mở rộng.Bình thường , sử dụng GND(-) cho màu đen và VCC(+) 12 102 cho màu đỏ 13 102 Khối điều khiển thiết bị vào ra tín hiệu số Là khối lệnh được sử dụng để đọc trạng thái ONOFF hay 0,1 từ đầu vào. Ví dụ, khi nút nhấn được kết nối tới chân 9, sử dụng khối trên và nhập chân tín hiệu số mà sensor được kết nối Và để sử dụng đầu ra với giá trị 0,1 hoặc trạng thái BATTAT. Chọn chân tín hiệu số mà bạn muốn là đầu ra và đặt ONOFF như là đầu ra. Bạn có thể sử dụng biến để thay đổi trạng thái đầu ra.01 3 Cách sử dụng khối cơ bản và khối mở rộng 14 102 . Khối điều khiển thiết bị vào ra tín hiệu tương tự Đây là khối lệnh mà nhận tín hiệu tương tự với giá trị khác nhau theo trạng thái. Gía trị cảm biến có số từ 0-1023. Nó có hình dạng tròn để phân biệt với khối đầu ra tín hiệu số . Nhập chân tín hiệu tương tự mà cảm biến tương tự được kết nối. Khối lệnh này sử dụng khi bạn muốn đầu ra với trạng thái giá trị thay đổi. Nó có vẻ giống tương tự khối đầu ra tín hiệu số và được viết như PWM. Bạn có thể đặt chân tạo PWM và đặt giá trị đầu ra từ 0-255. Biến cho phép bạn điều chỉnh giá trị đầu ra mong muốn theo như điều kiện của bạn02 15 102 Khối điều khiển chuyên dụng Khối lệnh tín hiệu số tương tự không phải lúc nào cũng có thể dùng cho thiết bị vào, ra mà yêu cầu chính xác cài đặt hoặc thư viện. Còi chíp dùng khối lệnh chuyên dụng để phát âm thanh đầu ra với nhịp điệu và điều chỉnh dạng Động cơ servo sử dụng khối lệnh chuyên dụng mà chuyển đổi giá trị đầu ra 0-255 sang giá trị tín hiệu tương tự 0-180 độ sử dụng PWM Đây là khối lệnh chuyên dụng cho cảm biến siêu âm.Chân trig phát ra sóng siêu âm và chân Echo nhận sóng siêu âm được sử dụng để tính toán và trả lại khoảng cách sử dụng giá trị vận vận tốc âm thanh.Khoảng cách được biểu diễn là cm03 16 102 Khối điều khiển chỉ nhận dữ liệu tải lên Bởi vì đầu ra LCD chỉ sử dụng giao tiếp I2C, nó không thể điều khiển với các khối đầu vàođầu ra kể cả tín hiệu số lẫn tín hiệu analog . Do đó cần các khối chỉ điều khiển LCD. Các khối riêng biệt không chạy trong thời gian thực khi cờ được click.Bạn phải tải lên và sử dụng chương trình trong Arduino. Khối chuyên dụng để điều khiển biểu diễn số được gọi là FND.03 17 102 Khối điều khiển chuyên dụng để sử dụng neopixels( dải led rgb) mà để điều khiển vị trí và biểu diễn màu sắc đa dạng. Khối điều khiển chuyên dụng ma trận led 8x8. Cảm xúc đa dạng, chữ và số có thể được biểu diễn sử dụng các led đc chia bởi hàng và cột Thêm nữa có nhiều khối mở rộng nữa có thể điều khiển 14 loại thiết bị vào ra khác nhau. 18 102 Tải phần mềm Arduino được lập trình sử dụng môi trường phát triển tích hợp (IDE), thường được gọi là sketch. Chương trình lập trình dựa trên C rất khó trên khía cạnh để sử dụng trong các lớp phần mềm tại lớp tiểu học và cấp 1 và capas2 . Do đó, nó được lập trình sử dụng các khối lệnh mà có thể điều khiển Arduino dựa trên scratch( ngôn ngữ kéo thả)01 4 Cài đặ t phần mềm và kiểm tra kết nối 01 Tìm kiếm mblock trên thanh đại chỉ và kết nối tới makeblock.cc hoặc mblock.cc. ? . 02 Nhấn Download trên màn hình chính của mBlock. 19 102 03 Cuộn xuống để download mBlock5. 04 Sau khi download thành công phiên bản offline cho Windows, chạy tập tin để cái đặt nó. 05 Khi cài đặt hoàn tất ,chương trình giống như giao diện Scratch sẽ chạy . . 20 102 Cài đặt phần mềm Để viết chương trình Arduino sử dụng chương trình mBlock, vì vậy cần lựa chọn loại Arduino để sử dụng và cài đặt khối mở rộng để sử dụng cho việc tạo ra chương trình Chọn thẻ Device(tiếng Việt sẽ là thiết bị) và nhấn chọn vào nút bấm “add”. Chọn Arduino Uno từ thư viện thiết bị và nhấn vào nút OK Arduino Uno được thêm vào danh sách thiết bị Khi thiết bị được thêm vào ,khối lệnh có thể điều khiển Arduino được tạo từ bên phải02 21 102 22 102 Arduino Uno chỉ có thể sử dụng các khối lệnh tín hiệu sốtín hiệu analog vào ra đơn giản . Để sử dụng thiết bị vào ra đa dạng ,khối lệnh chuyên dụng cho các thiết bị cụ thể là cần thiết Có trung tâm mở rộng (Expand Center) để sử dụng các khối lệnh chuyên dụng. Khi bạn kích vào Expand( mở rộng) ,trung tâm mở rộng (Expansion Center) xuất hiện Có rất nhiều khối mở rộng được tạo bởi nhiều người dùng Arduino trên toàn thế giới trong ,trung tâm mở rộng (Expansion Center). Bởi vì có rất nhiều khối mở rộng ,chương trình cần một khoảng thời gian để tải vì vậy chỉ có 2 mục được hiển thị ngay lần đầu tiên Tìm kiếm “ARDUINOEXTENSION” trong hộp tìm kiếm của trung tâm mở rộng (Expansion Center) và thêm vào khối mở rộng dưới đây. Hoặc đến trang 12. 23 102 Các khối lệnh được biểu diễn để sử dụng thiết bị vào ra đa dạng không được cung cấp bởi Arduino Uno Kết nối Arduino Để viết chương trình Arduino, bạn cần kết nối Ardu ino tới máy tính của bạn.Để làm điều này, sử dụng cáp USB để kết nối Arduino đến máy tính của bạn Trong trường hợp của Arduino,bạn có thể kết nối cáp USB và vận hành thiết bị bằng cách nhận năng lượng thông qua cáp mà không kết nối với nguồn ngoài. Nếu bạn sử dụng cáp chia sau khi tải chương trình lên bạn phải kết nối với nguồn điện riêng. Sau khi kết nối Arduino tới máy tính của bạn, chương trình mBlock cần cài đặt cổng giao tiếp nối tiếp để kết nối với Arduino03 24 102 Nhấn nút thiết bị có thể kết nối để mở cổng COM có thể kết nối. Nhấn nút kết nối ở phía dưới để mở cửa sổ chọn cổng USB. Khi kết nối được hoàn tất, màn hình sẽ thay đổi như hình phía dưới. Nhấn “Setting” để cập nhật phần mềm hệ thống (firmware) trên màn hình Chạy nó một lần trong lần dùng đầu tiên. 25 102 Khi phần mềm hệ thống cập nhật thành công, Arduino có thể chạy ở chế độ trực tiếp (live) Kiểm tra vận hành Arduino Sau khi cài đặt phần mềm , thậm chí nếu phần mềm được kết nối, bạn nên kiểm tra nếu thực sự Arduino đang làm việc và thực hành ở lớp học. Nếu bạn không kiểm tra xem04 26 102 Arduno liệu có nguyên vẹn, nó sẽ rất khó để tìm ra vấn đề Arduino là gì,phần mềm có vấn đề, cảm biến có vấn đề, hoặc cấu trúc lập trình sai. Do đó,ý tưởng tốt là có học sinh của bạn thực hiện kiểm tra vận hành tại lúc bắt đầu mỗi buổi học. Tải chương trình lên Arduino Nếu bạn muốn vận hành bằng cách tải chương trình lên Arduino thậm chí nếu bạn dùng khối mở rộng hoặc khối cơ bản. Lựa chọn chế độ Edit-Arduino (chỉnh sửa Arduino)05 02 Tải lên Arduino và bật tắt led trên chân 13 . 27 102 Để tải chương trình tới Arduino bạn phải thay thế khối “When clicking the flag” ( khi nhấn vào cờ) với “Arduino program” (chương trình Arduino) và xóa đi khối nhân vật nếu nó được thêm vào. 28 102 업로드 모드로 코딩을 하게 되면 블록명령만 보이는 것이 아닌 블록명령과 동일한 텍스트 명령도 확인이 가능하다. Học cách sử dụng Thiết bị vào ra Trong giáo dục SW, hoạt động lập trình được coi là nhiệm vụ quan trọng để thể hiện suy nghĩ con người.Chương trình có thể không những làm việc trên màn hình máy tính mà còn kết nối đầu vào và đầu ra của dữ liệu cần thiết tới thế giới bên ngoài để làm việc trong thế giới thực . Phương pháp này được gọi là tương tác với thế giới thực (physical computing), tương tác với thế giới thực (physical computing) yêu cầu thiết bị có thể nhận và xử lý dữ liệu khác nhau từ thế giới thực. Trong mục đíc này, Arduino là một trong những thiết bị phổ thông nhất Arduino là thiết bị mà có thể nhận giá trị đầu vào từ các cảm biến khác nhau và điều khiển đầu ra thiết bị chẳng hạn như đèn Led, động cơ để tạo nên đối tượng có thể tương tác với môi trường. Ví dụ, bạn có thể phát triển đa đang các sản phẩm dựa trên Arduino, chẳng hạn như các robot đơn giản,nhiệt kế, phát hiện cảm xúc, thiết bị nhạc và âm thanh, nhà thông minh, đồ chơi trẻ em và lập trình robot giáo dục. Arduino có các nguồn mở về mạch điện để bất cứ ai cũng có thể tạo ra và chỉnh sửa. Trong chương này, bạn sẽ học cách sử dụng thiết vào ra kết nối với Arduino từng thiết bị một chuẩn bị cơ bản có các dự án hoạt động về sau. 29 102 Thông tin cơ bản Vào Ra Vào Cổng kết nối Tín hiệu số Gía trị sử dụng 0, 1 Số chân dùng 3 chân (Nút nhấn) Sử dụng Khi đầu vào bật tắt giá trị Cài đặt phần cứng0102 1 Nút nhất 30 102 Mã lập trình ví dụ - nút nhấn Hãy kiểm ra giá trị của nút nhấn với biến . Device Sprite Kết quả thực hiện - Khi nút nhất chưa ấn, giá trị của biến” button” là 0.Nếu nút nhấn được ấn ,giá trị của biến “button” là 10304 2 Đèn Led 31 102 Thông tin cơ bản Vào ra ra Cổng kết nối Tín hiệu số Gía trị sử dụng 0, 1 hoặc PWM(2~255) Số chân sử dụng 3 chân Đèn Led Sử dụng Khi xuất giá trị đầu ra bậttắt như đèn hoặc đầu ra có độ sáng khác nhau Cài đặt phần cứng Mã lập trình mẫu010203 32 102 - Kiểm tra cách sử dụng của đèn Led. Kết quả thực hiện - Chạy nhắc lại trong khi đèn led bật và tắt .04 3 Biến trở 33 102 Thông tin cơ bản Vào ra vào Chân kết nối Tín hiệu tương tự Gía trị sử dụng 0~1023 Số chân 3 chân Biến trở Sử dụng Khi xoay nhận giá trị biến trở Cài đặt phần cứng Mã lập trình mẫu010203 34 102 - Kiểm tra khoảng giá trị của biến trở. Thiết bị (Device) Hình sprite(Sprite) Kết quả thực hiện - Xoay biến trở sang trái để giá trị đầu ra là 0 và xoay sang phải để giá trị đầu ra là 1023.04 4 Joystick 35 102 Thông tin cơ bản Vào Ra Vào Cổng kết nối Cả tín hiệu số và tương tự Gía trị sử dụng 0~1023, (0,1) Số chân kết nối 5 chân Joystick, nút nhấn Sử dụng Nhập giá trị của trục x và trục y bằng cách di chuyển núm joystick và giá trị đầu ra nút khi nhấn Cài đặt phần cứng0102 36 102 Mã lập trình ví dụ - Kiểm tra giá trị của các trục x và y bằng cách di chuyển núm joystick. Device (thiết bị) Sprite (hình sprite) Kết quả thực hiện - The values of the X and Y axes are output as the joystick moves.0304 37 102 Thông tin cơ bản Vào ra output Cổng kết nối Tín hiệu số Gía trị sử dụng 0,1 hoặc PWM(0~255) Số chân sử dụng 3 chân Còi chíp Sử dụng Khi xuất ra âm thanh với tỉ lệ khác nhau Cài đặt phần cứng0102 5 Còi chip 38 102 Mã lập trình mẫu - Kiểm tra cách điều chỉnh tỉ lệ đầu ra sử dụng còi chíp Chế độ tải chương trình lên Arduino Kết quả thực hiện - Các nút C4,F2, và B4 được chơi với ¼ nhịp0304 39 102 Thông tin cơ bản Vào ra Ra Cổng kết nối Tín hiệu số Gía trị sử dụng 0,1 hoặc PWM(0~255) Số chân sử dụng 4 chân Đèn led giao thông Sử dụng Khi bạn muốn điều khiển nhiều màu với led Cài đặt phần cứng0102 6 Đèn led giao thông 40 102 Mã lập trình mẫu - Kiểm tra vận hành cỉa đèn led giao thông. Kết quả thực hiện - Ánh sáng từ đèn led giao thông được điều chỉnh bật và tắt .0304 41 102 Thông tin cơ bản Vào ra ra Cổng kết nối I2C(A5,A4) Gía trị sử dụng Số, các kí tự Số chân sử dụng 4chân Màn hình LCD Sử dụng Khi in các giá trị só hoặc chữ khác nhau Cài đặt phần cứng0102 7 Màn hình LCD 42 102 Mã lập trình mẫu - Hãy in :’Hello’ và ‘World’ trên màn hình LCD. Kết quả thực hiện - Dòng đầu tiên của màn hình LCD là ‘và dòng thứ hai là ‘WORLD’.0304 43 102 Thông tin cơ bản Vào ra output Cổng kết nối Tín hiệu số Gía trị sử dụng Số, đồng hồ Số chân sử dụng 5chân Led ma trận Sử dụng Khi xuất ra các kiểu ánh sáng khác nhau Cài đặt phần cứng0102 8 Led ma trận 44 102 Mã lập trình mẫu - Kiểm tra vị trí của hàng và cột của led ma trận. Kết quả thực hiện - Mỗi hàng sẽ sáng theo thứ tự như sau: led 1 cột 1 hàng 1 ,hàng8 cột 8, hàng 1 cột 8 ,hàng 8 cột 1. - Chắc chắn nhớ mỗi vị trí từ 1 hàng 1 cột đến 8 hàng 8 cột của led ma trận.0304 45 102 Thông tin cơ bản Vào ra vào Cổng kết nối Tín hiệu số Giá trị sử dụng Số Số chân sử dụng 4chân Cảm biến siêu âm Sử dụng Khi đo khoảng cách đối tượng Cài đặt phần cứng0102 9 Cảm biến siêu âm 46 102 Mã lập trình mẫu - Kiểm tra khoảng cách của đối tượng sử dụng cảm biến siêu âm. Device (thiết bị) Sprite( hình sprite) Kết quả thực hiện - Bằng cách sử dụng cảm biến siêu âm, giá trị thay đổi có thể đầu ra dựa theo khoảng cách đối tượng (Khoảng cách có thể đo: 2cm~400cm)0304 47 102 Thông tin cơ bản Vào ra Ra Cổng kết nối Tín hiệu số Gía trị sử dụng 0,1 hoặcPWM(0~255) Số chân điều khiển 3 chân Neo pixel(dải led rgb) Sử dụng Khi xuất mầu sắc thay đổi của ánh sáng led Cài đặt phần cứng0102 10 NeoPixel( dải led rgb) 48 102 Mã lập trình mẫu - In ra màu mong muốn tại vị trí của neopixel (dải led rgb)03 49 102 Kết quả thực hiện -Đèn led đỏ là vị trí đèn đầu tiên của neopixel, xanh lá cây là đèn thứ hai và xanh nước biển là dèn thứ 3 được lặp lại .04 50 102 Thông tin cơ bản Vào ra Vào Cổng kết nối Tín hiệu số Gía trị sử dụng 0, 1 Số chân sử dụng 3chân Cảm biến chạm Sử dụng Khi nhập giá trị bậttắt Cài đặt phần cứng0102 11 Cảm biến chạm 51 102 Mã lập trình mẫu - Kiểm tra giá trị cảm biến với biến “touch” (chạm) Device( thiết bị) Sprite(hình sprite) Kết quả thực hiện - Khi bạn không chạm vào cảm biến chạm giá trị của biến “touch” ( chạm) là xuất ra 0. Khi bạn chạm vào cảm biến chạm giá trị của biến “touch” ( chạm) là xuất ra 10304 52 102 Thông tin cơ bản Vào ra Ra Cổng kết nối Tín hiệu số Gía trị sử dụng Số Số chân sử dụng 4chân FND(led 7 đoạn) Sử dụng Biểu diễn số trên màn hình Cài đặt phần cứng Mã lập trình mẫu010203 12 FND(Flexible Numeric Display) (Led 7 đoạn) 53 102 - Hãy in ‘2019’ trên FND (led 7 đoạn). Kết quả thực hiện - ‘2019’ được xuất ra FND.04 54 102 Thông tin cơ bản Vào ra Ra Cổng kết nối Tín hiệu số Gía trị sử dụng 0,1 hoặc PWM(0~255) Số chân sử dụng 4 chân Động cơ 1 chiều Sử dụng Khi xuất ra quay ngược và quay thuận Cài đặt phần cứng0102 13 Động cơ quạt một chiều 55 102 Mã lập trình mẫu - Điều khiển động cơ 1 chiều bằng bàn phím Device( thiết bị) Sprite(hình Sprite) Kết quả thực hiện - Khi nhấn phím mũi tên trên bàn phím động cơ 1 chiều sẽ quay tròn và khi nhấn phím mũi tên xuống thì sẽ quay ngược lại0304 56 102 Thông tin cơ bản Vào ra ra Cổng kết nối Tín hiệu số Gía trị sử dụng 0,1 hay PWM(0~255) Số chân sử dụng 3chân Động cơ rung Sử dụng Khi cấn xuất ra rung động Cài đặt phần cứng0102 14 Động ...
Giải pháp giáo dục STEM tốt Lập trình & Chế tạo & Chia sẻ ý tưởng Arduino + GorillaShield + Các mô-đun I/O + mBlock5 + Các khối mở rộng Tác giả: Stonefield Kim / 102 / 102 Nội dung Ⅰ Chuẩn bị cho lập trình tương tác thiết bị thực (Physical computing) Arduino gì? ·········································································· Cách sử dụng thiết bị vào,ra đế mở rộng ···························· Cách dùng khối khối mở rộng································ 13 Cài đặt phần mềm & kiểm tra kết nối ····································· 19 Ⅱ Sử dụng thiết bị vào, Ⅲ Nút nhấn ··············································································· 30 Đèn LED ··············································································· 32 Biến trở ················································································· 34 Joystick ················································································· 36 Cịi chíp ················································································ 38 Đèn LED giao thông ······························································ 40 Màn hình LCD······································································· 42 Led ma trận··········································································· 44 Cảm biến siêu âm ································································· 46 10 Neopixel (dải led RGB) ························································ 48 11 Cảm biến chạm ··································································· 51 12 FND(Flexible Numeric Display) Led đoạn·························· 53 13 Động DC ········································································ 55 14 Động rung ······································································ 57 Tận hưởng tương tác với thiết bị thực với Arduino Vẽ trái tim với nhân vật gấu trúc ············································ 60 Tạo nhân vận với led ma trận ·············································· 74 / 102 Bài học chuẩn bị cho lập trình tương tác với thiết Tạo game Ladybug (bọ rùa) ····················································85 bị thực (Physical computing) Lập trình tương tác thiết bị thực (physical computing) định nghĩa hệ thống mà máy tính tương tác với giới thực cách nhận thông tin chẳng hạn đèn âm cách sử dụng xử lý trung tâm vi điều khiển thiết bị bên động đèn led Trong chương trình dạy, đưa học giải vấn đề thiế lập lập trình hệ thống tương tác giới thực với vi điều khiển đa dạng thiết bịvào, Sự chuẩn bịsơ quan trọng cho tập [ tương tác với giới thực tạo vật thể thông minh di chuyển Phần mềm, máy tính , vi điều khiển, thiết bịvào,ra làm việc theo cách hệ thống,phối hợp với gây việc học khó khăn có thành phần gặp vấn đề Vì để chắn bạn nên cài đặt tất thành phần thật tốt để không bị rắc rối lớp học Học cài đặt Arduino để sử dụng vi điều khiển mBlock, phần mềm lập trình / 102 / 102 Arduino gì? 01 Arduino Arduino sản phẩm điện tử giá rẻ dành dùng học tập thiết kế Massimo Banzi, giáo sư the Interaction Design Institute Ivrea, Italy's Graduate School of Art and Technology, which blended art and IT in 2005 Máy Con người Arduino:đóng vai trị não người chịu trách nhiệm nhớ, lưu trữ liệu, xử lý Sensor: Đóng vai trò mắt mũi miệng tai người chịu trách nhiệm cho cảm nhận giao tiếp với giới thực Motor: đóng vai trị quan tập thể dục chân tay người / 102 02 Tại lại sử dụng Arduino ① Tất bảng mạch [tương tác giới thực] (physical computing) phù hợp với Arduino Arduino gây khó khăn việc kết nối thiết bị vào , chỉnh sửa hình dạng mạch and chân kết nối để tạo mạch đa dạng ② Các mạch tạo bên dễ sử dụng Do đó, người ta kết nối đến nhiều thiết bị vào, đa dạng người ta sử dụng Arduino, bảng mạch với tính tương thích tỏng quát cao để luyện tập 03 Thật dễ để sử dụng Arduino Aduino kết nối thiết bị vào dùng bảng mạch nhựa gọi bảng mạch trắng Xây dựng mạch sử dụng bảng mạch trắng yêu cầu nhiều kiến thức, mà gây khó để tập trung vào học lập trình ,một thành phần quan trọng giáo dục phần mềm Do đó, đế mở rộng vào dễ dàng kết nối thiết bị vào Trang bị với để mở rộng lớp đặt bên Arduino,bạn dễ dàng kết nối nhiều thiết bị vào Có nhiều đế mở rộng đa dạng: / 102 Sự đa dạng loại đế mở rộng Kết hợp đế mở rộng Arduino Mô đun cảm biến kết nối tới đế mở rộng qua cáp kết nối Sử dụng đế mở rộng để dễ kết nối thiết bị vào ra, and dự án dễ dàng hồn thành sử dụng nhiều thiết bị vào ,ra Bởi số lượng sẵn có thiết bị vào tăng lên, sáng tạo học sinh chứa đựng tất Trong giáo trình này, sử dụng đế mở rộng cảm biến hỗ trợ chân 3,4,5 / 102 Cách sử dụng thiết bị vào đế mở rộng 01 Các loại thiết bị vào Có nhiều thiết bị vào có sẵn cho Arduino Chức có để chia thành loại là: đầu vào, đầu ra, giao tiếp Đầu vào Đầu Giao tiếp Nút nhấn Cịi chíp Bluetooth Cảm biến ánh sáng Động servo Wi-Fi Biến trở Đèn led Thu nhận hồng ngoại Cảm biến siêu âm Màn hình LCD Joystick Động rung Sóng RF433 Cơng tắc khóa / 102 Led đoạn RFID 02 Sử dụng đế mở rộng Thiết bị vào kết nối tới Arduino bao gồm pin, GND (cực -) and VCC (cực dương), mà cung cấp điện áp, chân tín để truyền liệu Phụ thuộc vào thiết bị vào hay ,số lượng chân tín hiệu tăng từ tới Do đó, để hỗ trợ nhiều thiết bị vào ra, có chân bao gồm chân 3,4,5 đế mở rộng Có loại ghép nối vào Arduino Giao diện vào Giải thích Giá trị liệu Ví dụ chân Đầu vào tín hiệu số Đầu vào BAT/TAT 0,1 Nút bấm Đầu vào tín hiệu tương tự Đầu BAT/TAT 0,1 Đèn led Cảm biến ánh Đầu vào tương tự Đầu vào giá trị thay đổi 0~1023 Đầu giá trị thay đổi 0~255 sáng Đầu chân tương Kí tự, số Động servo tự(PWM) Giao tiếp 1:N Kí tự ,số Màn hình LCD Giao tiếp nối tiếp Kí tự, số Giao tiếp I2C Giao tiếp tốc độ cao 1:N Bluetooth (Inter-Intergrated Circuit) Led ma trận UART (Universal Asynchronous receiver/transmitter) SPI (Serial Peripheral Interface) Đế mở rộng có pin xếp theo thứ tự GSV (GND-VCC-SIGNAL), đặt vùng kết nối ghép nối thiết bị vào Kiểm tra ghép nối thiết bị vào kết nối chúng theo tên pin thiết kể vùng tương ứng 10 / 102