1. Mục tiêu

Bài 12 tổng hợp các kiến thức đã học. Học viên dùng tay cầm Joystick và NRF24L01 để điều khiển Robot từ xa, đồng thời dùng nút chức năng để bật/tắt bơm chữa cháy.

[HÌNH ẢNH THỰC TẾ – Robot chữa cháy và tay cầm điều khiển]

2. Kiến trúc hệ thống

·         Tay cầm: Joystick + nút chức năng + vi điều khiển + NRF24L01.

·         Robot: Arduino + NRF24L01 + driver động cơ + cơ cấu bơm.

·         Relay hoặc mạch driver: đóng/cắt bơm theo thiết kế.

·         Bơm và vòi: cơ cấu phun nước mô phỏng.

3. Bảng điều khiển đề xuất

·         Joystick lên/xuống: robot tiến/lùi.

·         Joystick trái/phải: robot đổi hướng.

·         Thả joystick: robot dừng.

·         Nút FIRE: bật bơm.

·         Nút FIRE lần nữa hoặc nút STOP: tắt bơm.

·         Nút còi: bật cảnh báo nếu phần cứng có hỗ trợ.

[HÌNH ẢNH THỰC TẾ – Bảng chức năng các nút trên tay cầm]

4. Trình tự thực hành

1.    Kiểm tra tay cầm và robot.

2.    Kiểm tra kết nối NRF24L01.

3.    Kiểm tra từng lệnh di chuyển.

4.    Kiểm tra nút bật/tắt bơm khi chưa có nước.

5.    Đưa robot đến khu vực mục tiêu mô phỏng.

6.    Dừng robot ở vị trí phù hợp.

7.    Bật bơm trong thời gian ngắn.

8.    Tắt bơm và điều khiển robot về vị trí an toàn.

5. Thuật toán tổng hợp

Tay cầm tạo dữ liệu điều khiển. Dữ liệu được truyền không dây đến robot. Arduino trên robot kiểm tra dữ liệu, ưu tiên lệnh an toàn, sau đó điều khiển động cơ hoặc bơm. Khi mất liên lạc, nên thiết kế trạng thái an toàn: dừng robot và tắt bơm.

6. Bài tập nâng cao

·         Thêm thời gian tự động tắt bơm.

·         Thêm báo hiệu khi mất kết nối.

·         Hiển thị trạng thái bơm trên LED.

·         Thêm giới hạn tốc độ khi bơm đang hoạt động.

·         Tạo chế độ điều khiển thủ công và chế độ tự động.

7. An toàn

Đây là mô hình giáo dục. Không dùng hệ thống để xử lý đám cháy thực tế. Khi sử dụng nước, phải bố trí nguồn điện và mạch điện tử tránh tiếp xúc với nước, dùng điện áp phù hợp và có người hướng dẫn.

8. Dự án tốt nghiệp của khóa học

Sau 12 bài, học viên có thể trình bày một Robot STEM tích hợp: điều khiển động cơ, cảm biến, dò line, né vật cản, chữa cháy, điều khiển từ xa, Bluetooth, camera, cảm biến ánh sáng và tay cầm NRF24L01.

9. Tiêu chí đánh giá

·         Robot di chuyển đúng lệnh.

·         Tay cầm truyền dữ liệu ổn định.

·         Bơm bật/tắt đúng lệnh.

·         Hệ thống có trạng thái an toàn khi mất kết nối.

·         Học viên giải thích được sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động.

10. Kết luận

Bài 12 là bài tổng hợp giúp học viên chuyển từ việc làm từng bài nhỏ sang tư duy thiết kế một hệ thống Robot STEM hoàn chỉnh. Đây là nền tảng để tiếp tục phát triển các dự án IoT, Robot tự hành và sản phẩm nghiên cứu khoa học kỹ thuật.