Bài 26. Thực hành: Thiết kế, lắp ráp mạch bật tắt LED sử dụng bo mạch lập trình vi điều khiển Arduino Nano
Nội dung lý thuyết
Các phiên bản khácI. THIẾT KẾ MẠCH BẬT TẮT LED SỬ DỤNG BO MẠCH LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN ARDUINO NANO
Để thiết kế mạch bật tắt LED theo chu kì 5 s bật và 10 s tắt sử dụng bo mạch lập trình vi điều khiển Arduino Nano tiến hành làm theo các bước sau:
- Bước 1: Vẽ sơ đồ khối điều khiển LED sử dụng bo mạch lập trình vi điều khiển Arduino Nano.
- Bước 2: Vẽ sơ đồ mạch cấp nguồn và tính toán điện trở tải cho LED.
+ Đầu ra (Output) của bo mạch ở chân D13 sẽ có hai mức logic:
Mức cao (+5 V) cung cấp cho LED sáng.
Mức thấp (0 V) LED sẽ tắt.
+ LED CÓ ULED = 2,2 V; ILED = 10 mA.
+ Để hạn chế dòng điện qua LED sử dụng điện trở 280 \(\Omega\) được tính toán dựa trên sơ đồ nguyên lí mạch cấp nguồn LED.
\(R=\dfrac{\left(U_n-U_{LED}\right)}{I_{LED}}=\dfrac{5-2,2}{0,01}=280\Omega\)
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)
| TT | Tên thiết bị, vật liệu và dụng cụ | Thông số kĩ thuật | Số lượng |
| 1 | Bo mạch Arduino Nano | 01 | |
| 2 | Cáp mini - USB | 30 cm | |
| 3 | Bo mạch thử nghiệm | Board test 400 | |
| 4 | LED 5 mm màu đỏ | ||
| 5 | Điện trở | 280 \(\Omega\) | |
| 6 | Hộp dây cắm bo mạch thử nghiệm | Các cỡ chiều dài khác nhau | |
| 7 | Đồng hồ vạn năng hiện số VC890C |
2. Quy trình thực hành
Chú ý: Học sinh không được cấp điện khi đang lắp ráp mạch điện tử.
* Bước 1. Lắp ráp:
- Lắp ráp và đấu nối mạch điện trên bo mạch thử nghiệm theo sơ đồ.
- Cực K của LED được nối về GND, cực A của LED được mắc nối tiếp với điện trở 280 \(\Omega\) 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.
III. ĐO, KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ MẠCH LẮP RÁP
* Đo để kiểm tra mạch lắp ráp đúng và hoạt động tốt.
* Sơ đồ vị trí đo và kiểm tra trên mạch lắp ráp:
* Quan sát và làm theo sơ đồ vị trí đo và kiểm tra trên mạch lắp ráp:
- Bước 1. Chỉnh thang đo của đồng hồ vạn năng về thang đo điện áp một chiều.
- Bước 2. Đặt cố định que do màu đen vào chân nổi GND trên mạch lắp ráp tại vị trí số 4.
- Bước 3. Đo điện áp cấp cho vi điều khiển:
+ Đặt que đo màu đỏ vào chân 3V3 tại vị trí số 2.
+ Nếu đồng hồ hiển thị khoảng 3,3 V nghĩa là đã có đủ điện áp cấp cho bo mạch.
- Bước 4. Đo điện áp đầu ra trên chân D13 của bo mạch:
+ Đặt que đo màu đỏ vào chân D13 tại vị trí số 1.
+ Nếu đồng hồ hiển thị 3,3 V trong vòng 5 giây, sau đó hiển thị 0 V trong vòng 10 giây thì dữ liệu đầu ra tại chân D13 đúng theo chương trình đã lập trình, ngược lại thì bo mạch có vấn đề và cần kiểm tra lại bước 3 và chương trình lập trình.
- Điền kết quả đo vào bảng được cho.
3. Báo cáo
Học sinh báo cáo kết quả thực hành, thảo luận và tự đánh giá kết quả thực hành.
4. Đánh giá
Học sinh tự đánh giá, giáo viên đánh giá dựa vào quá trình theo dõi và chấm kết quả thực hành của học sinh.