CS002 – Nhập Môn Lập Trình Điều Khiển Thiết Bị & IoT

RobustX / Chương trình học / Chuyên đề / Công nghệ cho học sinh K12 / CS002 – Nhập Môn Lập Trình Điều Khiển Thiết Bị & IoT

CS002 – Nhập Môn Lập Trình Điều Khiển Thiết Bị & IoT

Khóa học “CS002 – Nhập Môn Lập Trình Điều Khiển Thiết Bị & IoT” được thiết kế để xóa bỏ khoảng cách giữa mã lệnh và thế giới vật lý. Thông qua nền tảng phần cứng Arduino và các linh kiện điện tử phổ biến, học viên sẽ được dẫn dắt từ những khái niệm cơ bản về hệ thống nhúng đến việc tự tay xây dựng các sản phẩm thông minh có khả năng tương tác với môi trường. Chương trình học tập trung vào trải nghiệm thực hành, nơi lý thuyết lập trình được ứng dụng ngay lập tức để điều khiển đèn LED, đọc dữ liệu từ cảm biến và tạo ra các phản ứng tự động.

Trọng tâm của khóa học là phát triển tư duy hệ thống – kỹ năng phân tích một bài toán IoT thành các thành phần cụ thể: đầu vào (cảm biến), xử lý (vi điều khiển) và đầu ra (cơ cấu chấp hành). Bằng cách hoàn thành các bài tập và dự án thực tế, học viên không chỉ nắm vững kỹ thuật lập trình cho phần cứng mà còn hiểu sâu sắc cách các thiết bị thông minh hoạt động. Đây là nền tảng kiến thức cốt lõi, mở ra cánh cửa đến các lĩnh vực chuyên sâu hơn như tự động hóa, robot và các giải pháp IoT quy mô lớn.

Thời lượng: 18h

Hình thức đào tạo:

- Đào tạo trực tiếp tại lớp học
- Đào tạo trực tuyến
- Đào tạo hybrid (trực tuyến kết hợp trực tiếp)
- Đào tạo tại văn phòng khách hàng

Mục tiêu khoá học:

NẮM VỮNG NỀN TẢNG LẬP TRÌNH NHÚNG

Hiểu rõ cấu trúc và nguyên lý của vi điều khiển. Sử dụng thành thạo Arduino IDE để viết, biên dịch và nạp mã cho board mạch.
LÀM CHỦ TƯƠNG TÁC PHẦN CỨNG

Lập trình điều khiển các thiết bị đầu ra (LED, còi), đồng thời xử lý hiệu quả tín hiệu đầu vào từ các linh kiện như nút nhấn, biến trở.
ỨNG DỤNG CẢM BIẾN THU THẬP DỮ LIỆU

Đọc và diễn giải chính xác dữ liệu từ môi trường thực tế thông qua các loại cảm biến phổ biến như nhiệt độ, ánh sáng và khoảng cách.
XÂY DỰNG TƯ DUY HỆ THỐNG IOT

Phân tích và thiết kế một hệ thống hoàn chỉnh theo luồng: Dữ liệu đầu vào, Xử lý trung tâm, Phản hồi đầu ra và hiển thị.
HOÀN THIỆN DỰ ÁN IOT THỰC TẾ

Áp dụng toàn bộ kiến thức đã học để tự lên ý tưởng, thiết kế, lắp ráp và lập trình một sản phẩm mini IoT có tính ứng dụng.

Đối tượng tham gia

Học sinh Cấp 2, Cấp 3

Muốn khám phá sớm thế giới công nghệ, xây dựng tư duy sáng tạo và nền tảng cho định hướng tương lai.

Lập trình viên

Mong muốn mở rộng kỹ năng từ phần mềm sang điều khiển phần cứng, bước đầu gia nhập lĩnh vực IoT.

Người mới tiếp cận công nghệ

Tìm kiếm một khóa học nhập môn thực tiễn để khám phá và định hướng sự nghiệp trong ngành IoT.

Người yêu thích sáng tạo

Đam mê sáng tạo, muốn tự tay xây dựng các sản phẩm điện tử thông minh và tự động hóa trong đời sống.

Nội dung khóa học

1. Nhập môn IoT và Lập trình Vi điều khiển

- Tổng quan về IoT và Hệ thống nhúng:
  - Định nghĩa Internet of Things (IoT) và các ứng dụng tiêu biểu.
  - Giới thiệu vai trò của vi điều khiển trong các thiết bị thông minh.
- Làm quen với nền tảng Arduino:
  - Giới thiệu board mạch Arduino Uno, các linh kiện cơ bản và breadboard.
  - Cài đặt và cấu hình phần mềm Arduino IDE.
  - Viết và nạp chương trình “Hello, World!” đầu tiên: Blink LED.

2. Lập trình Xuất Tín hiệu Số (Digital Output)

- Điều khiển cơ cấu chấp hành đơn giản:
  - Nguyên lý hoạt động của Diode phát quang (LED) và vai trò của điện trở hạn dòng.
  - Lập trình điều khiển LED đơn (Blink, SOS).
  - Thực hành xây dựng các hiệu ứng tuần tự và mô phỏng đèn giao thông.

3. Xử lý Tín hiệu Đầu vào Số (Digital Input)

- Tương tác với người dùng qua nút nhấn:
  - Nguyên lý và cách đấu nối nút nhấn (Button).
  - Khái niệm điện trở kéo lên (Pull-up) và kéo xuống (Pull-down).
  - Sử dụng cấu trúc điều kiện (if, else) để xử lý sự kiện và xây dựng mạch công tắc.

4. Thu thập Dữ liệu từ Cảm biến Môi trường

- Đọc tín hiệu cảm biến Analog:
  - Giới thiệu về quang trở (LDR) để đo cường độ ánh sáng.
  - Sử dụng hàm analogRead() để chuyển đổi tín hiệu tương tự thành giá trị số.
- Làm việc với cảm biến số:
  - Giới thiệu cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11.
  - Làm việc với thư viện để đọc dữ liệu từ cảm biến.
  - Thiết kế hệ thống đèn tự động bật/tắt hoặc cảnh báo nhiệt độ.

5. Xử lý Tín hiệu Analog và Giao tiếp Nối tiếp

- Sử dụng biến trở để điều khiển:
  - Nguyên lý hoạt động của chiết áp (Potentiometer) như một bộ chia điện áp.
  - Ứng dụng biến trở để điều chỉnh độ sáng LED (kỹ thuật PWM) hoặc thay đổi tần số còi.
- Giao tiếp và gỡ lỗi với Serial Monitor:
  - Sử dụng Serial Monitor để hiển thị giá trị từ cảm biến và gỡ lỗi chương trình theo thời gian thực.

6. Tạo Giao diện và Phản hồi Người dùng

- Tạo phản hồi bằng âm thanh:
  - Nguyên lý hoạt động và cách lập trình còi (Buzzer).
  - Tạo các giai điệu đơn giản hoặc âm thanh cảnh báo dựa trên sự kiện từ cảm biến.
- Hiển thị thông tin lên màn hình LCD:
  - Kết nối và thiết lập màn hình LCD 16×2 với Arduino.
  - Lập trình để hiển thị văn bản, giá trị cảm biến và trạng thái hệ thống.

7. Ứng dụng Cảm biến Đo Khoảng cách

- Làm việc với cảm biến siêu âm:
  - Nguyên lý hoạt động của cảm biến HC-SR04 dựa trên sóng siêu âm.
  - Lập trình để đo khoảng cách từ cảm biến đến vật cản.
  - Xây dựng hệ thống cảnh báo khoảng cách an toàn hoặc thước đo điện tử.

8. Dự án Tốt nghiệp

- Thực hiện dự án IoT tổng hợp:
  - Học viên tự lựa chọn đề tài ứng dụng (nhà thông minh, hệ thống cảnh báo, trạm giám sát…).
  - Thiết kế sơ đồ mạch, xây dựng lưu đồ thuật toán cho chương trình.
  - Lập trình, lắp ráp và kiểm thử sản phẩm hoàn chỉnh.
  - Thuyết trình sản phẩm và hoàn thiện tài liệu kỹ thuật cho dự án.

LỊCH KHAI GIẢNG

(Đang cập nhật)

Tìm hiểu thêm