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 SVIP

I. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU

1. Mục đích

- Giúp học sinh nắm vững nguyên lí thiết kế.

- Làm quen với các hoạt động lắp ráp và kiểm tra mạch điện tử ứng dụng bo mạch lập trình vi điều khiển.

=> 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 vi điều khiển.

=> Để tự động tăng/giảm cường độ sáng của đèn tùy theo mức độ ánh sáng mạnh/yếu của môi trường.

- Kiểm tra được hoạt động của mạch điện thông qua:

+ Đồng hồ vạn năng.

+ Môi trường lập trình tích hợp Arduino IDE.

3. Sơ đồ mạch điện

- 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 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 R1:

+ Khi bị chiếu sáng yếu: R1 tăng cao khiến cho điện áp vào cổng A0 thấp.

+ Khi bị chiếu sáng mạnh: R1 giảm đi làm cho điện áp vào cổng A0 tăng lên.

=> Lập trình sao cho độ lớn của tín hiệu điều khiển xuất ra cổng số 9 tỉ lệ với giá trị đọc trên cổng A0.

II. CHUẨN BỊ DỤNG CỤ VÀ VẬT LIỆU

- Máy tính cá nhân: 1 chiếc.

- Bo mạch Arduino Uno: 1 chiếc.

- Bo mạch thử: 2 chiếc.

- Điện trở quang: 1 chiếc.

- Điện trở 220Ω: 1 chiếc.

- Điện trở 10kΩ: 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.

- Lắp ráp các linh kiện lên bo mạch thử theo sơ đồ nguyên lí.

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

* Bước 2: Lập trình cho vi điều khiển trên IDE theo mẫu SGK.

- 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 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.

- Biên dịch và nạp lại chương trình vào vi điều khiển.

- Hiệu chuẩn điện trở quang bằng cách che kín và rọi đèn theo hướng dẫn trong giai đoạn mã nguồn đã cho.

- Đánh giá hoạt động của mạch điện so với yêu cầu.

IV. TỔNG KẾT, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HÀNH

- Học sinh hoàn thành báo cáo theo mẫu.

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