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

3. VẬN DỤNG (4 CÂU)

Câu 1: Cho một ví dụ cụ thể về ứng dụng của vi điều khiển trong hệ thống tự động hóa. Giải thích cách mà vi điều khiển hoạt động trong ví dụ đó?

Câu 2: Thiết kế một mạch đơn giản sử dụng vi điều khiển để điều khiển đèn LED. Nêu các bước thực hiện và lý do cho từng bước?

Câu 3: Mô tả quy trình lập trình một vi điều khiển để điều khiển một động cơ DC?

Câu 4: Phân tích ưu điểm và nhược điểm của việc sử dụng vi điều khiển trong các sản phẩm tiêu dùng?


Câu 1: 

- Ví dụ: Hệ thống điều khiển ánh sáng tự động trong nhà.

- Cách hoạt động của vi điều khiển trong ví dụ: Cảm biến ánh sáng: Hệ thống sử dụng cảm biến ánh sáng để đo độ sáng trong môi trường.

- Vi điều khiển: Vi điều khiển nhận tín hiệu từ cảm biến ánh sáng. Nếu độ sáng thấp hơn một ngưỡng xác định, vi điều khiển sẽ kích hoạt đèn LED hoặc đèn huỳnh quang.

- Cổng I/O: Vi điều khiển sử dụng các chân I/O để điều khiển tín hiệu đến đèn, bật hoặc tắt đèn dựa trên dữ liệu cảm biến.

- Tự động hóa: Hệ thống tự động điều chỉnh độ sáng đèn theo ánh sáng môi trường, tiết kiệm năng lượng và tạo sự tiện nghi cho người sử dụng.

Câu 2: 

- Chọn linh kiện: 

+ Vi điều khiển: Chọn một vi điều khiển như Arduino hoặc PIC.

+ Đèn LED: Chọn đèn LED và điện trở phù hợp.

- Kết nối mạch:

+ Kết nối chân điều khiển của vi điều khiển với chân dương của đèn LED.

+ Kết nối chân âm của đèn LED với điện trở, sau đó nối điện trở với GND.

- Lập trình vi điều khiển: Viết mã để bật và tắt đèn LED theo chu kỳ hoặc theo điều kiện nhất định (ví dụ: khi nhấn nút).

- Kiểm tra mạch: Nguồn điện vào vi điều khiển và kiểm tra xem đèn LED có hoạt động theo mã đã lập trình hay không.

- Lý do cho từng bước:

+ Chọn linh kiện: Đảm bảo rằng linh kiện phù hợp với yêu cầu của dự án.

+ Kết nối mạch: Để đảm bảo mạch hoạt động đúng cách và an toàn cho các linh kiện.

+ Lập trình: Để điều khiển hành vi của đèn LED theo mong muốn.

+ Kiểm tra mạch: Đảm bảo rằng mọi thứ hoạt động như dự kiến trước khi triển khai.

Câu 3:

- Chọn vi điều khiển: Chọn loại vi điều khiển phù hợp với yêu cầu của dự án (ví dụ: Arduino, PIC).

- Kết nối mạch:

+ Kết nối động cơ DC với vi điều khiển thông qua một mạch điều khiển (ví dụ: mạch cầu H) để điều khiển chiều quay và tốc độ.

+ Kết nối các chân điều khiển từ vi điều khiển đến mạch điều khiển động cơ.

- Lập trình:

+ Viết mã để điều khiển động cơ:

Đọc tín hiệu từ cảm biến (nếu có) để xác định hướng và tốc độ.

Sử dụng PWM (Pulse Width Modulation) để điều chỉnh tốc độ của động cơ.

Điều khiển chiều quay bằng cách thay đổi tín hiệu đến các chân điều khiển.

-  Kiểm tra và tối ưu hóa:

+ Kiểm tra mạch và mã để đảm bảo động cơ hoạt động đúng theo yêu cầu.

+ Tối ưu hóa mã nếu cần thiết để cải thiện hiệu suất.

Câu 4: 

Ưu điểm

Nhược điểm

- Tính linh hoạt: Vi điều khiển có thể lập trình để thực hiện nhiều chức năng khác nhau, giúp tùy chỉnh sản phẩm theo nhu cầu người dùng.

 

- Kích thước nhỏ gọn: Vi điều khiển nhỏ gọn, giúp tiết kiệm không gian trong thiết kế sản phẩm.

- Tiết kiệm năng lượng: Vi điều khiển thường tiêu thụ ít năng lượng, phù hợp cho các sản phẩm sử dụng pin.

- Giá thành thấp: Chi phí sản xuất vi điều khiển ngày càng giảm, giúp hạ giá thành sản phẩm.

 

- Độ phức tạp trong thiết kế: Thiết kế mạch và lập trình vi điều khiển có thể phức tạp, đòi hỏi kiến thức chuyên môn.

 

 

- Thời gian phát triển: Việc lập trình và thử nghiệm có thể mất nhiều thời gian, ảnh hưởng đến thời gian ra mắt sản phẩm.

- Khả năng bảo trì: Các sản phẩm sử dụng vi điều khiển có thể gặp khó khăn trong việc bảo trì và sửa chữa nếu gặp sự cố.

- Rủi ro về bảo mật:Nếu không được lập trình và bảo vệ đúng cách, vi điều khiển có thể trở thành mục tiêu cho các cuộc tấn công mạng.

 


Bình luận

Giải bài tập những môn khác