Giải chuyên đề KHMT 10 kết nối: Bài 13 Lập trình điều khiển một số phụ kiện

Hướng dẫn giải chuyên đề Khoa học máy tính 10 kết nối tri thức: Giải bài 13 Lập trình điều khiển một số phụ kiện. Bài được giải chi tiết, rõ ràng, dễ hiểu. Bài giải giúp học sinh nắm vững kiến thức trong sách giáo khoa, rèn kĩ năng giải bài tập và có phương pháp học tập hiệu quả.

Nội dung chi tiết

Theo em làm sao để robot có thể phát ra âm thanh, chuyển màu đèn LED? Khi nhận được tín hiệu từ điều khiển hồng ngoại robot sẽ làm gì?

Giải chi tiết:

Để robot có thể phát ra âm thanh, chuyển màu đèn LED cần sử dụng câu lệnh lập trình để điều khiển còi và đèn LED. Robot sẽ thực hiện hành động tương ứng với tín hiệu từ điều khiển hồng ngoại.

Hoạt động 1. Tìm hiểu về các câu lệnh lập trình còi

Đọc, thảo luận về câu lệnh lập trình còi.

Giải chi tiết:

Câu lệnh điều khiển bật hoặc tắt còi thực chất là cấp hoặc ngừng cấp cho còi một mức điện áp nhất định.

Lệnh	Mô tả ý nghĩa
Bật còi	Cấp điện áp cho còi.
Tắt còi	Ngừng cấp điện áp cho còi.

Hoạt động 2. Tìm hiểu về câu lệnh điều khiển còi phát nốt nhạc

Đọc, thảo luận về câu lệnh lập trình còi phát nốt nhạc.

Giải chi tiết:

Để điều khiển còi phát ra các nốt nhạc, câu lệnh cần có các tham số đầu vào liên quan tới cao độ và trường độ của âm thanh phát ra:

- Cao độ được điều khiển bằng tần số cao thấp của điện áp cấp cho còi.

- Trường độ được điều khiển bằng thời gian cấp điện áp cho còi.

Lệnh

Tham số

Mô tả ý nghĩa

Phát nốt nhạc (cao độ, trường độ)

cao độ: tần số của nốt nhạc tương ứng.

trường độ: thời gian tính theo nhịp (beat).

Phát nốt nhạc tương ứng <cao độ> của nốt nhạc trong khoảng thời gian tính theo <trường độ> của nhịp hiện thời.

Nghỉ (trường độ)

trường độ: thời gian tính theo nhịp (beat).

Còi nghỉ trong thời gian <trường độ> tính theo nhịp hiện thời.

Bảng 13.2. Lệnh điều khiển còi

Em hãy viết đoạn chương trình ngắn điều khiển robot di chuyển, khi gặp vật cản thì bật còi và dừng lại.

Giải chi tiết:

Chương trình có thể như sau:

Khởi động chương trình

Forever

Đi thẳng (100)

While Tín hiệu cảm biến siêu âm (cổng) <= 10

Dừng lại

Bật còi

Đợi 2 giây

Tắt còi

Hoạt động 3. Tìm hiểu về các câu lệnh lập trình điều khiển đèn LED

Đọc, thảo luận về câu lệnh lập trình điều khiển đèn LED.

Giải chi tiết:

Đèn LED đơn sắc là loại đèn phát ra ánh sáng có một màu nhất định nhứ ánh sáng vàng, đỏ, xanh… Chúng ta có thể điều khiển để bật, tắt đèn LED đơn sắc với cường độ ánh sáng khác nhau.

Lệnh

Tham số

Mô tả ý nghĩa

Bật đèn LED (cổng, cường độ sáng)

cổng: vị trí cắm của đèn LED.

cường độ sáng: số nguyên từ 0 đến 255.

Bật đèn LED tại vị trí cắm <cổng> với cường độ ánh sáng tương ứng với số nguyên <cường độ sáng>.

Tắt đền LED (cổng)

cổng: vị trí cắm của đèn LED.

Tắt đèn LED tại vị trí cắm <cổng>.

Bảng 13.3. Lệnh điều khiển khiến đèn LED đơn sắc.

Em hãy viết chương trình điều khiển robot dò đường đi vòng quanh sa bàn, nếu gặp vật cản thì bật còi, bật đèn LED đỏ ở cổng 1 trong suốt thời gian có vật cản phía trước. Robot rẽ trái để tránh vật cản, khi vật cản đã ở xa thì bật đèn LED xanh lá cây ở cổng 2 trong 1 giây báo hiệu an toàn.

Giải chi tiết:

Chương trình có thể viết dưới dạng pseudocode như sau:

Khởi động chương trình

forever

if Tín hiệu dò đường(<<trái>>, cổng)=0 and Tín hiệu dò đường(<<phải>>, cổng)=0

Đi thẳng (100)

if Tín hiệu dò đường(<<trái>>, cổng)=0 and Tín hiệu dò đường(<<phải>>, cổng)=1

Xoay trái (70)

if Tín hiệu dò đường(<<trái>>, cổng)=1 and Tín hiệu dò đường(<<phải>>, cổng)=0

Xoay phải (70)

if Tín hiệu dò đường(<<trái>>, cổng)=1 and Tín hiệu dò đường(<<phải>>, cổng)=1

Xoay trái (70)

While Tín hiệu cảm biến siêu âm (cppngr) <= 5

Bật còi

Bật đèn LED (1,255)

Xoay trái (70)

Wait until Tín hiệu cảm biến siêu âm (cổng) > 5

Tắt đèn LED (1)

Bật đèn LED (2,255)

Đợi 1 giây

Tắt đèn LED (2)

Hoạt động 4. Tìm hiểu câu lệnh lập trình nhận tín hiệu hồng ngoại

Đọc, thảo luận về bộ phận điều khiển từ xa và câu lệnh lập trình nhận tín hiệu hồng ngoại.

Giải chi tiết:

Chúng ta có thể sử dụng điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại để truyền tín hiệu cho robot. Trên mỗi vỉ điều khiển hồng ngoại có rất nhiều nút nhấn, mỗi nút nhấn gọi là một kênh. Khi nhấn nút trên điều khiển hồng ngoại, một tín hiệu được truyền đi bằng tia hồng ngoại, giúp robot biết được nút nhấn (kênh) nào được bấm.

Lệnh	Tham số	Mô tả ý nghĩa
Tín hiệu hồng ngoại (kênh)	kênh: kênh của tín hiệu hồng ngoại được phát ra.	Trả lại True nếu có nhận được tín hiệu hồng ngoại từ kênh <kênh>, ngược lại trả về False.

Bài tập 1. Tín hiệu hồng ngoại của vỉ điều khiển bên ngoài có thể được xử lý ở ngay đầu chương trình (nằm ngoài vòng lặp vĩnh viễn) được không?

Giải chi tiết:

Tín hiệu hồng ngoại của vỉ điều khiển bên ngoài không thể được xử lý ở ngay đầu chương trình (nằm ngoài vòng lặp vĩnh viễn) vì robot giáo dục cần kiểm tra tín hiệu của thiết bị điều khiển liên tục để nhận biết khi có tín hiệu và thực thi câu lệnh.

Bài tập 2. Em hãy viết câu lệnh để khi bấm kênh 1 của vỉ điều khiển, còi của robot sẽ phát nốt Rê (D).

Giải chi tiết:

Chương trình có thể như sau:

Khởi động chương trình

forever

if Tín hiệu hồng ngoại từ kênh (1)

Phát nốt nhạc (C1, 1)

LUYỆN TẬP

Bài tập 1. Em hãy viết đoạn chương trình dùng vỉ điều khiển robot thực hiện các công việc sau:

a) Bấm kênh 1 sẽ bật còi 5 lần.

b) Bấm kênh 2 sẽ bật đèn LED màu đỏ trong 2 giây.

c) Bấm kênh 3 sẽ bật đèn LED màu xanh lá cây trong 2 giây.

Giải chi tiết:

Chương trình có thể là:

(Đèn LED đỏ kết nối ở chân 1, đèn LED xanh kết nối ở chân 2)

Khởi động chương trình

forever

if Tín hiệu hồng ngoại từ kênh (1)

repeat 5

Bật còi

Đợi 0.5 giây

Tắt còi

Đợi 0.5 giây

if Tín hiệu hồng ngoại từ kênh (2)

Bật đèn LED (1, 255)

Đợi 2 giây

Tắt đèn LED (1)

if Tín hiệu hồng ngoại từ kênh (3)

Bật đèn LED (2, 255)

Đợi 2 giây

Tắt đèn LED (1)

Bài tập 2. Em hãy lập trình điều khiển đèn LED thay đổi màu kết hợp và còi phát ra âm thanh.

Giải chi tiết:

Chương trình có thể như sau (có 3 đèn LED đơn sắc với 3 màu kết nối ở 3 chân 1,2,3)

Khởi động chương trình

forever

Bật đèn LED (1, 255)

Bật còi

Đợi 1 giây

Bật đèn LED (2,255)

Tắt còi

Đợi 1 giây

Bật đèn LED (3, 255)

Bật còi

Đợi 1 giây

Tắt còi

VẬN DỤNG

Bài tập 1. Em hãy lập trình điều khiển còi chơi một đoạn nhạc đơn giản mà em biết.

Giải chi tiết:

Chương trình minh họa bài hát Kìa con bướm vàng có thể như sau:

Khởi động chương trình

Phát nốt nhạc (C4, 0.25)

Phát nốt nhạc (D4, 0.25)

Phát nốt nhạc (E4, 0.25)

Phát nốt nhạc (C4, 0.25)

Phát nốt nhạc (D4, 0.25)

Phát nốt nhạc (E4, 0.25)

Phát nốt nhạc (C4, 0.25)

Phát nốt nhạc (E4, 0.25)

Phát nốt nhạc (F4, 0.25)

Phát nốt nhạc (G4, 0.5)

Phát nốt nhạc (E4, 0.25)

Phát nốt nhạc (F4, 0.25)

Phát nốt nhạc (G4, 0.5)

Phát nốt nhạc (G4, 1.25)

Phát nốt nhạc (A4, 1.25)

Phát nốt nhạc (G4, 1.25)

Phát nốt nhạc (F4, 1.25)

Phát nốt nhạc (E4, 0.25)

Phát nốt nhạc (C4, 0.25)

Phát nốt nhạc (A4, 0.25)

Phát nốt nhạc (G4, 0.125)

Phát nốt nhạc (F4, 0.125)

Phát nốt nhạc (E4, 0.125)

Phát nốt nhạc (C4, 0.125)

Phát nốt nhạc (C4, 0.25)

Phát nốt nhạc (E4, 0.25)

Phát nốt nhạc (C4, 0.25)

Phát nốt nhạc (E4, 0.25)

Phát nốt nhạc (C4, 0.5)

Bài tập 2. Em hãy lập trình điều khiển đèn LED thay đổi màu lần lượt theo 7 màu sắc của cầu vồng.

Giải chi tiết:

Lập trình đèn LED đổi màu lần lượt theo 7 màu sắc của cầu vồng (có 7 đèn LED đơn sắc theo thứ tự màu cầu vồng: đỏ, cam, vàng, xanh lá, xanh lam, chàm, tím được kết nối theo thứ tự từ chân 1 đến chân 7):

Khởi động chương trình

forever

Bật đèn LED (1,255)

Đợi 0.5 giây

Bật đèn LED (2,255)

Đợi 0.5 giây

Bật đèn LED (3,255)

Đợi 0.5 giây

Bật đèn LED (4,255)

Đợi 0.5 giây

Bật đèn LED (5,255)

Đợi 0.5 giây

Bật đèn LED (6,255)

Đợi 0.5 giây

Bật đèn LED (7,255)

Đợi 0.5 giây