Bài 1: Làm Quen Với Lập Trình Scratch Và Đèn LED

💡 Tóm tắt bài học: Bài học "Làm Quen Với Lập Trình Scratch Và Đèn LED" thuộc giáo trình SCRATCH-ARDUINO.

📖 1. Lý Thuyết & Kiến Thức Nền Tảng

🔹 Kiến Trúc Phần Cứng Vi Điều Khiển Arduino UNO R3

Vi điều khiển Arduino UNO R3 dựa trên vi xử lý 8-bit ATmega328P là bo mạch tiêu chuẩn vàng trong giáo dục STEM và sáng tạo phần cứng:

◦Vi xử lý (MCU): ATmega328P hoạt động ở xung nhịp 16 MHz, mang lại khả năng thực thi lệnh điều khiển thời gian thực chính xác.

◦Hệ thống bộ nhớ:

◦32 KB Flash Memory (trong đó 0.5 KB dùng cho Bootloader).

◦2 KB SRAM lưu trữ biến trong quá trình thực thi.

◦1 KB EEPROM lưu dữ liệu không bị mất khi tắt nguồn.

◦Cổng kết nối & Chân GPIO:

◦14 chân Digital I/O (D0 đến D13), trong đó các chân hỗ trợ xuất tín hiệu số logic HIGH (5V) và LOW (0V). Trong bài này ta sử dụng 3 chân số: D9, D10, D11.

◦6 chân Analog Input (A0 đến A5) với độ phân giải 10-bit (0 - 1023).

◦Nguồn điện & Mức Logic: Điện áp logic chuẩn là 5V DC. Nguồn cấp qua cổng USB Type-B (5V) hoặc Jack cắm DC tròn (7V - 12V).

🔌 2. Sơ Đồ Đấu Dây & Linh Kiện

Linh Kiện	Chân Linh Kiện	Chân Arduino UNO
Đèn LED Đỏ	Chân Anode (+) (chân dài)	Chân Digital 9 (D9) qua điện trở 220Ω
Đèn LED Vàng	Chân Anode (+) (chân dài)	Chân Digital 10 (D10) qua điện trở 220Ω
Đèn LED Xanh	Chân Anode (+) (chân dài)	Chân Digital 11 (D11) qua điện trở 220Ω
Các đèn LED	Chân Cathode (-) (chân ngắn)	Nối chung chân GND

📌 Sơ đồ cắm dây thực tế bo mạch Arduino UNO R3 với 3 đèn LED

🔹 Hướng Dẫn & Nguyên Lý Nối Dây Thực Tế

◦Cắm chân tín hiệu điều khiển 3 LED: Cắm chân Anode dương của LED Đỏ, Vàng, Xanh nối qua các điện trở hạn dòng 220Ω lần lượt vào 3 chân số D9, D10, D11.

◦Nối đất chung GND: Chân âm Cathode của 3 đèn LED được nối chung về đường cực âm trên Testboard và cắm vào chân GND của vi điều khiển Arduino.

🧩 3. Khối Lập Trình Scratch

📌 Khối Lập Trình Scratch

📝 4. Giải Thích Chi Tiết Mã Nguồn

🔹 Giải Thích Chi Tiết Các Khối Lệnh Scratch

▪Khối Sự Kiện : Khối sự kiện đỉnh (Hat Block) màu vàng. Khối này bắt đầu thực thi chương trình ngay khi bo mạch Arduino UNO được cấp nguồn qua cáp USB.

◦Khối Điều Khiển : Khối hình chữ C màu cam. Tất cả các thao tác bật/tắt 3 đèn LED bên trong sẽ được lặp đi lặp lại vô hạn.

◦Khối Chân Cắm :

◦Khi chọn HIGH: Xuất điện thế 5V làm sáng LED tương ứng.

◦Khi chọn LOW: Xuất điện thế 0V tắt LED tương ứng.

◦Khối Thời Gian : Tạm dừng 0.5 giây giúp mắt người quan sát rõ hiệu ứng chuyển đèn sáng giữa các LED 9, 10, 11.

✨ 5. Bài Tập Thực Hành & Kết Quả

[Bài Tập Thực Hành & Vận Dụng Khái Niệm - Bài 1: Chớp Tắt 3 Đèn LED]

◦Bài tập 1 (Thay đổi tốc độ): Thay đổi thời gian chờ giữa các lần sáng LED từ 0.5 giây thành 0.2 giây để tạo hiệu ứng chớp tắt nhanh hơn. Quan sát và nhận xét sự thay đổi.

◦Bài tập 2 (Đảo ngược chu kỳ): Lập trình lại các khối Scratch sao cho 3 đèn LED sáng luân phiên theo chiều ngược lại: Chân D11 → Chân D10 → Chân D9 → D11.

◦Bài tập 3 (Sáng dồn 3 LED): Lập trình hiệu ứng sáng dồn: Bật LED D9 → Giữ nguyên D9 và bật thêm D10 → Giữ nguyên D9, D10 và bật thêm D11 → Tắt toàn bộ 3 LED và lặp lại.