Giải Chuyên đề Tin học 10 Cánh diều bài 2: Robot giáo dục

Giải Chuyên đề Tin học 10 bài 2: Robot giáo dục là tài liệu hữu ích giúp bạn đọc có thể trau dồi nội dung kiến thức, học tập tốt hơn môn Tin học lớp 10 nhé.

Khởi động trang 10 Chuyên đề Tin 10 Cánh diều

Em hãy nêu ứng dụng của robot trong giáo dục và đạo tạo.

Lời giải:

Robot được thiết kế nhằm mục đích giáo dục, giúp học sinh hiểu kiến thức và kiến thức kĩ năng về cơ khí, điện tử, điều khiển tự động, tin học.

Hoạt động trang 11 Chuyên đề Tin 10 Cánh diều

Em hãy quan sát robot Arduino ở Hình 2 và trả lời câu hỏi:

Trong các bộ phận của robot:

1) Bộ phận nào thuộc phần cơ khí? Bộ phận nào thuộc phần điện, điện tử?

2) Bộ phận nào có chức năng tương tự các bộ phận sau đây của con người: mắt, tay, chân, bộ não, thân người?

Lời giải:

Trong các bộ phận của robot:

1) Bộ phận nào thuộc phần cơ khí bao gồm: hệt hống khung cơ khí, các bộ phận di chuyển (bánh xe, Bánh đa hướng), các bộ phận chấp hành (tay gắp).

Bộ phận nào thuộc phần điện, điện tử bao gồm: cảm biến, bảng mạch chính, động cơ điện.

2) Bộ phận sau có chức năng tương tự các bộ phận sau đây của con người: mắt, tay, chân, bộ não, thân người:

- Bảng mạch đóng vai trò như bộ não của robot, thu nhận thông tin từ cảm biến, xử lý thông tin và phát tín hiệu điều khiển tới các bộ phận khác của robot.

- Cảm biến đóng vai trò như giác quan của robot, thu nhận thông tin từ bên ngoài.

- Phần cơ khí quyết định hình dạng và cách thức vận động của robot.

Hoạt động trang 12 Chuyên đề Tin 10 Cánh diều

Bạn An muốn chế tạo một robot có khả năng tự di chuyển, tránh vật cản và lau nhà. Em hay rút An lựa chọn các bộ phận điện, điện tử cần thiết cho robot.

Lời giải:

- Cảm biến giúp robot thu nhận thông tin từ môi trường bên ngoài. Có thể sử dụng cảm biến hồng ngoại, cảm biến siêu âm.

- Bảng mạch chính giúp xử lý thông tin, kết nối và điều khiển các bộ phận điện tử.

- Động cơ điện là thiết bị chuyển hóa điện thành cơ năng.

- Mạch điều khiển động cơ: là mạch điện tử điều khiển và cung cấp dòng điện cho động cơ.

- Pin là bộ phận tích trữ điện năng, cung cấp điện năng cho bản mạch chính, các bộ phận điện tử và động cơ điện.

Luyện tập trang 14 Chuyên đề Tin 10 Cánh diều

Em hãy phân loại các bộ phận trong robot ở Hình 13 thành hai loại: phần cơ khí và phần điện, điện tử.

Lời giải:

- Phần cơ khí: Bánh xe, khung cơ khí, bánh đa hướng.

- Phần điện, điện tử: Pin, động cơ giảm tốc, mô đun bluetooth, bảng mạch chính, còi chíp, cảm biến siêu âm, động cơ servo, cảm biến hồng ngoại.

Bài 1 trang 15 Chuyên đề Tin 10 Cánh diều

Cảm biến siêu âm đo khoảng cách bằng cách ghi nhận khoảng thời gian t (giây) từ lúc phát xung siêu âm đến lúc thu được xung phản xạ (Hình 14). Em hãy nêu công thức tính khoảng cách từ robot đến vật cản theo t. Biết rằng, xung siêu âm, xung phản xạ là sóng âm có tốc độ trong khoảng không khí là 340m/s. Coi khoảng cách từ robot đến vật cản xấp xỉ bằng quãng đường đi của xung phát hoặc xung phản xạ.

Lời giải:

Tốc độ của âm thanh trong không khí là 340 m/s (hằng số vật lý), tương đương với 29,412 microSeconds/cm (106 / (340*100)). Khi đã tính được thời gian, ta sẽ chia cho 29,412 để nhận được khoảng cách.

Bài 2 trang 15 Chuyên đề Tin 10 Cánh diều

Có một động cơ điện 1 chiều hoạt động ở điện áp trong khoảng 3V đến 9V. Cần sử dụng bao nhiều pin AA (1,5V) và kết nối chúng như thế nào để làm nguồn điện cho động cơ?

Lời giải:

Có một động cơ điện 1 chiều hoạt động ở điện áp trong khoảng 3V đến 9V. Cần sử dụng từ 2 - 6 pin AA (1,5V) và chúng được ghép nối tiếp với nhau để làm nguồn điện cho động cơ.

Câu 1 trang 15 Chuyên đề Tin 10 Cánh diều

Robot được cấu tạo từ những thành phần chính nào? Em hãy kể tên một số bộ phận của robot.

Lời giải:

Robot được cấu tạo gồm phần cứng và phần mềm. Phần cứng bao gồm: phần điện, điện tử và cơ khí. Phần mềm là chương trình điều khiển được lập trình và nạp vào bảng mạch chính của robot.

Các bộ phận điện, điện tử của robot rất phong phú như: cảm biến, bảng mạch chính, động cơ điện, đèn LED, loa, còi, chip.

Câu 2 trang 15 Chuyên đề Tin 10 Cánh diều

Cảm biến giúp thu nhận thônng tin từ môi trường. Các bộ phận chấp hành như đèn, còi, chíp, bánh xe, tay gắp được điều khiển để robot tương tác với môi trường. Vậy bộ phận nào của robot giúp xử lý thông tin và ra lệnh điều khiển?

Lời giải:

Bảng mạch chính giúp xử lý thông tin, kết nối và điều khiển các bộ phận điện tử. Bảng mạch chính hoạt động ở điện áp thấp. Bảng mạch chính có nhiều loại, sử dụng các vi điều khiển khác nhau, như: vi điều khiển Arduino, Arm, Rasberry Pi…Trên bảng mạch có nhiều chân cắm mở rộng, kết nối với các thiết bị ngoại vi để giao tiếp, đọc tín hiệu, cấp nguồn điện.