Câu hỏi tự luận mức độ vận dụng cao Công nghệ Điện - điện tử 12 kntt bài 24: Khái quát về vi điều khiển

4. VẬN DỤNG CAO (3 CÂU)

Câu 1: Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của vi điều khiển trong một ứng dụng thực tế?

Câu 2: Đề xuất một dự án sử dụng vi điều khiển để giải quyết một vấn đề cụ thể trong cuộc sống, bao gồm cả kế hoạch thực hiện và các công cụ cần thiết?

Câu 3: So sánh các loại vi điều khiển phổ biến hiện nay (như Arduino, PIC, AVR) và nêu rõ ưu nhược điểm của từng loại trong các ứng dụng khác nhau?

Câu 1:

- Tốc độ xung nhịp (Clock Speed): Tốc độ xung nhịp cao hơn giúp vi điều khiển thực hiện lệnh nhanh hơn. Tuy nhiên, tốc độ cao cũng có thể dẫn đến tiêu thụ năng lượng lớn hơn.

- Bộ nhớ (Memory):

+ RAM: Dung lượng RAM ảnh hưởng đến khả năng lưu trữ dữ liệu tạm thời.

+ ROM/Flash: Dung lượng bộ nhớ flash ảnh hưởng đến khả năng lưu trữ chương trình.

- Số lượng chân (I/O Pins): Số lượng chân vào/ra ảnh hưởng đến khả năng kết nối với các cảm biến và thiết bị ngoại vi.

- Kiến trúc (Architecture):

+ Kiến trúc RISC hay CISC có thể ảnh hưởng đến hiệu suất thực thi lệnh.

+ Kiến trúc 8-bit, 16-bit, hay 32-bit cũng ảnh hưởng đến khả năng xử lý dữ liệu.

- Tính năng tích hợp (Integrated Features): Các tính năng như ADC, PWM, và giao tiếp UART/I2C có thể ảnh hưởng đến khả năng thực hiện các tác vụ phức tạp.

- Năng lượng tiêu thụ (Power Consumption): Các ứng dụng yêu cầu hiệu suất cao nhưng cũng cần tiết kiệm năng lượng, đặc biệt là trong các thiết bị di động.

Câu 2:

- Dự án: Hệ thống giám sát nhiệt độ và độ ẩm tự động

- Mục tiêu: Giám sát và điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm trong nhà kính để tối ưu hóa điều kiện cho cây trồng.

Kế hoạch thực hiện:

Bước 1: Nghiên cứu và phân tích yêu cầu:

Bước 2: Xác định các thông số cần đo, như nhiệt độ và độ ẩm.

Bước 3: Lựa chọn vi điều khiển: Sử dụng Arduino hoặc ESP8266 cho khả năng kết nối Wi-Fi.

Bước 4: Thiết kế mạch điện:

+ Kết nối cảm biến DHT11 (nhiệt độ và độ ẩm) với vi điều khiển.

+ Kết nối relay để điều khiển quạt hoặc máy sưởi.

Bước 5: Lập trình: Viết mã để đọc dữ liệu từ cảm biến và điều khiển thiết bị dựa trên ngưỡng đã định.

Bước 6: Kiểm tra và tối ưu hóa: Thực hiện kiểm tra thực địa và điều chỉnh ngưỡng theo nhu cầu.

- Công cụ cần thiết:

+ Vi điều khiển (Arduino/ESP8266)

+ Cảm biến DHT11

+ Relay

+ Nguồn điện

+ Phần mềm lập trình (Arduino IDE)

Câu 3:

Vi điều khiển	Ưu Điểm	Nhược Điểm
Arduino	- Dễ sử dụng, thân thiện với người mới - Nhiều thư viện hỗ trợ - Cộng đồng lớn	- Tốc độ xử lý thấp hơn một số loại khác - Kích thước lớn hơn so với các vi điều khiển khác
PIC	- Hiệu suất cao, tiêu thụ năng lượng thấp - Nhiều loại với tính năng đa dạng	- Khó khăn cho người mới bắt đầu - Cần phần mềm lập trình chuyên dụng
AVR	- Tốc độ xử lý cao, dễ lập trình - Tích hợp nhiều tính năng	- Ít phổ biến hơn Arduino, do đó tài liệu và hỗ trợ có thể hạn chế