Arduino là một nền tảng mã nguồn mở, có thể lập trình để xây dựng các dự án điện tử thú vị. Bạn có thể ứng dụng lập trình Arduino vào dạy học hoặc vào cuộc sống thực tế đều được. Arduino là gì? Đây là thuật ngữ nói chung đại diện cho bảng mạch vật lý (vi điều khiển) và phần mềm lập trình (IDE) được chạy trên máy tính / laptop, dùng để viết và nạp code vào bảng mạch vật lý.
Trong thời đại công nghệ 4.0 hiện nay, việc biết về lập trình nói riêng và công nghệ nói chung sẽ mang lại lợi ích rất lớn cho bạn. Đặc biệt, nếu các bé nhỏ được tiếp xúc với lập trình từ sớm thì sẽ có cơ hội việc làm rất lớn, đặt nền tảng vững chắc cho tương lai từ sớm.
Mục lục
Arduino là gì?
Vậy, Arduino là gì? Đây là một nền tảng điện tử mã nguồn mở được xây dựng dựa trên phần cứng và phần mềm, giúp bạn dễ dàng xây dựng các dự án điện tử. Tất cả các bo mạch Arduino đều có một điểm chung là chúng đều có vi điều khiển – bộ phận được xem như là một máy tính lập trình mini.
Với lập trình Arduino, bạn có thể dễ dàng thiết kế và xây dựng các thiết bị có thể tương tác với môi trường thực tế xung quanh. Bảng mạch Arduino thực tế là một công cụ dùng để điều khiển các thiết bị điện tử khác (ví dụ như đọc ánh sáng dựa trên cảm biến) và biến nó thành đầu ra (ví dụ như bật tắt đèn). Chỉ với 2 yếu tố này, ta đã có thể xây dựng dự án lập trình Arduino cơ bản: Bật đèn khi trời tối hoặc tắt đèn khi trời sáng.
Nền tảng lập trình Arduino hiện nay đã trở nên khá phổ biến với cộng đồng, đặc biệt là với những người mới bắt đầu với điện tử. Không giống như các ứng dụng lập trình khác, bạn không cần một phần cứng riêng biệt (hay còn được gọi là bộ lập trình) để tải code vào bảng mạch, mà chỉ cần 1 dây cáp USB là đủ.
Bên cạnh đó, Arduino IDE sử dụng phiên bản C++ được đơn giản hóa, giúp cho việc học lập trình trở nên đơn giản hơn rất nhiều.
Sự khác biệt giữa Arduino và Raspberry Pi
Trước khi chúng ta đi chi tiết vào lập trình Arduino, chúng ta cần phân biệt 2 khái niệm: Arduino và Raspberry Pi.
Hiện tại, nhiều người đang dễ nhầm lẫn giữa 2 khái niệm này. Bây giờ, hãy cùng OhStem giải quyết sự nhầm lẫn này bằng cách so sánh kỹ Arduino và Raspberry Pi nhé!
Điểm khác biệt chính giữa lập trình Arduino và Raspberry Pi
Arduino dựa trên vi điều khiển là một máy tính đơn giản, dễ sử dụng, được thiết kế dùng để chạy 1 chương trình tại một thời điểm và lặp đi lặp lại, thường phù hợp với người mới sử dụng.
Ngược lại, Raspberry Pi là một máy tính bảng đơn (tên tiếng Anh là Single Board Computer – SBC), hoạt động dựa trên một bộ vi xử lý hoạt động, tương tự như một máy tính đa năng. Raspberry Pi có thể hoạt động được trên các hệ điều hành khác nhau như Linux hoặc Windows.
So với lập trình Arduino, Raspberry Pi có thể chạy nhiều chương trình và các chương trình có độ phức tạp hơn nhiều so với Arduino. Do đó, nếu bạn là người mới bắt đầu, việc tiếp xúc với lập trình Arduino sẽ phù hợp với bạn hơn.
Nên chọn lập trình Arduino hay Raspberry Pi?
Trong trường hợp bạn muốn xây dựng các dự án lập trình đơn giản, dễ sử dụng để xử lý các công việc có tính lặp đi lặp lại, ví dụ như đọc độ ẩm của môi trường xung quanh và liên tục cập nhật, mở cửa, điều khiển xe robot đơn giản, bật tắt đèn LED,… thì lập trình bằng bảng mạch Arduino sẽ là lựa chọn lý tưởng cho bạn.
Tuy nhiên, nếu bạn cần đến một máy tính lập trình đa năng hơn, có thể chạy các chức năng phức tạp hơn và có thể chạy nhiều tác vụ cùng một lúc, thì các SBC như Raspberrry Pi sẽ là lựa chọn hoàn hảo.
Các ứng dụng Arduino bạn không ngờ đến
Như đã đề cập ở trên, bảng mạch Arduino được sử dụng như một công cụ để điều khiển các thiết bị điện tử khác bằng cách đọc đầu vào và đưa ra các hoạt động phù hợp ở đầu ra. Nhưng, chính xác thì lập trình Arduino có thể làm được gì?
Từ làm dự án cánh tay gắp thả đồ vật cho đến robot thông minh tự né vật cản,…bạn có thể dùng lập trình Arduino để xây dựng nhiều dự án điện tử khác nhau. Dưới đây là một số ví dụ:
Arduino Arm Flamethrower
Tham khảo: Allen Pan
Bạn đã từng muốn trở thành người lửa như trong các phim siêu anh hùng? Với dự án lập trình Arduino này, bạn có thể bắn các quả cầu lửa từ nắm đấm của mình mỗi khi bạn vung tay như một vị thần lửa!
Cánh tay robot gắp thả đồ vật
Với lập trình Arduino và một số module, thành phần khác, bạn có thể xây dựng ứng dụng Arduino này: cánh tay robot thông minh tự động gắp thả đồ vật.
Nếu bạn muốn trải nghiệm xây dựng mô hình trên, bạn có thể tậu ngay mô hình cánh tay robot được OhStem thiết kế sẵn tại đây (Có kèm bảng mạch và hướng dẫn lập trình chi tiết)
Cuộc đua đèn LED
Tham khảo: Aaron Ciaghi
Dự án Arduino tương tác này cho phép bạn có một cuộc đua đầy kịch tính và thú vị với gia đình, bạn bè của mình bằng cách sử dụng dải đèn LED!
Bạn có thể tham khảo hướng dẫn về lập trình Arduino để xây dựng ứng dụng thú vị này tại đây
Quái vật đi bộ
Tham khảo: 8bitsandabyte
Arduino có thể được sử dụng để điều khiển nhiều loại rô bốt, từ xe rô bốt đến cánh tay rô bốt. Nhưng những gì về một robot biết đi bộ ắt hẳn sẽ thu hút bạn hơn rất nhiều phải không? Cùng quan sát ứng dụng Arduino thú vị này nhé!
Nhà thông minh, tự động hóa
Với lập trình Arduino, bạn có thể tự xây dựng nhiều mô hình nhà thông minh tuyệt vời với nhiều tính năng thú vị như: khóa cửa bằng mật mã, trạm thời tiết (đo nhiệt độ độ ẩm của môi trường không khí), máy dò và nhận biết chuyển động để báo động khi có kẻ xấu,… Bên cạnh đó, bạn có thể kiểm soát các thiết bị của mình từ xa bằng cách kết hợp với các phần mềm khác trong ứng dụng Arduino này.
Đây là một dự án tuyệt vời cho lĩnh vực IoT mà bạn có thể làm đấy. Hãy xem qua bộ mô hình nhà và các module cần thiết mà chúng tôi đã cung cấp cho bạn và bắt tay xây dựng nhé (có hướng dẫn chi tiết)
Trên đây chỉ là một vài ứng dụng Arduino tuyệt vời và thú vị mà chúng tôi muốn giới thiệu tới bạn. Trên thực tế, bạn có thể làm được nhiều hơn nữa với lập trình Arduino. Arduino được xem như là bộ não của hầu hết các dự án điện tử mà bạn sáng tạo ra. Bất cứ những gì bạn có thể làm với lập trình Arduino là vô hạn, chỉ cần bạn có thể tưởng tượng ra!
Bạn cảm thấy chưa thuyết phục lắm?
Dưới đây là một số lý do giải thích vì sao lập trình Arduino lại đặc biệt hơn nhiều so với các bảng mạch điện tử cũng như các ngôn ngữ lập trình khác trên thị trường.
Tại sao cần sử dụng và học Arduino
Có rất nhiều bảng mạch và ngôn ngữ lập trình khác ngoài kia, tại sao chúng ta lại nên học lập trình Arduino? Thực ra, có nhiều lý do khiến nền tảng này trở nên đặc biệt và đáng được lựa chọn sử dụng, bao gồm:
Đơn giản, phù hợp cho người mới
Bên cạnh các chip điều khiển chính, một vi điều khiển trên bo mạch Arduino sẽ cần nhiều bộ phận khác nhau để chúng có thể hoạt động bình thường. Trên bảng mạch Arduino, các bộ phận đều đã được thiết kế theo hướng rất đơn giản để vận hành một PCB, khiến chúng trở nên phù hợp với tất cả những người mới bắt đầu.
Bên cạnh đó, phần mềm Arduino IDE dễ sử dụng với người mới học, tìm hiểu về lĩnh vực này. Có thể nói, lập trình Arduino là ngôn ngữ đơn giản hóa của C++. Đây là con đường đơn giản cho ai muốn tìm hiểu về lập trình điện tử.
Cộng đồng hỗ trợ lớn
Có thể bạn chưa biết, cộng đồng người dùng, người học lập trình Arduino rất lớn, thậm chí có nhiều tổ chức cũng đang sử dụng nó. Chỉ cần search một từ khóa “Arduino” trên Google hoặc trên các mạng xã hội như Facebook, bạn sẽ thấy một số lượng lớn các Group người dùng khác nhau với số lượng member không hề nhỏ.
Dựa vào đó, bạn hoàn toàn có thể tìm các nguồn tài liệu hường dẫn cũng như tham khảo, tìm kiếm mentor hoặc nhờ những người đi trước giải đắp thắc mắc. Cộng đồng người hỗ trợ lập trình Arduino sẽ giúp đỡ bạn.
Chi phí rẻ
Bất cứ khi bạn học một thứ gì đó mới, việc xem xét chi phí luôn là điều quan trọng. Và chúng tôi xin giới thiệu tới bạn một tin vui, chi phí để đầu tư học về lập trình Arduino rất rẻ, không đắt đỏ như với các ngôn ngữ lập trình khác.
Bạn có thể mua 1 bảng mạch Arduino và nhiều module khác để thực hiện dự án chỉ với giá vài trăm ngàn, chính xác là khoảng 560.000đ là bạn đã có thể bắt đầu học (Có tặng kèm tài liệu và Freeship toàn quốc).
Tổng hợp tài liệu tự học Arduino
Nếu bạn mới tự học Arduino, việc nắm giữ các nền tảng cơ bản là điều cực kỳ cần thiết. Bạn cần tìm đúng tài liệu có hướng dẫn chi tiết và có lộ trình bài bản, để bạn có thể tiếp thu các kiến thức về lập trình Arduino trong thời gian ngắn nhất mà không bị rối giữa đại dương tri thức về Arduino. Khóa học Arduino (MIỄN PHÍ) tại OhStem sẽ là lựa chọn bạn cần cân nhắc:
Ngoài ra, chúng tôi còn sưu tầm bộ tài liệu PDF về học Arduino, bạn có thể tham khảo và tải tại đây: [PDF] Tài liệu học Arduino miễn phí cho người mới bắt đầu
Bạn muốn xây dựng lớp học lập trìnhArduino?
Việc xây dựng lớp dạy lập trình Arduino không phải điều đơn giản, đặc biệt là khi bạn muốn truyền tải kiến thức cho học sinh sao cho sinh động và dễ hiểu nhất, bởi lập trình là kiến thức khá trừu tượng và koo khan.
Để làm được điều đó, bạn cần ứng dụng phương pháp giáo dục mới là giáo dục STEM – tích hợp kiến thức liên môn (Science – Khoa học, Technology – Công nghệ, Engineering – Kỹ thuật và Maths – Toán học), đồng thời gắn kết kiến thức vào thực tế gần gũi trong cuộc sống để học sinh hiểu bài hơn.
Nhưng….
Việc tìm hiểu và nghiên cứu về STEM không phải một sớm một chiều, bạn cần rất nhiều thời gian và công sức. Do đó, OhStem đã biên soạn sẵn bộ giáo án dạy về lập trình Arduino (hoặc dạy theo ngôn ngữ kéo thả khối lệnh, Python tùy thích) – Bạn chỉ cần tham khảo và làm theo.
Đây là bộ tài liệu được biên soạn từ nhiều nguồn dạy học lập trình STEM tiên tiến, đã được nhiều lớp học áp dụng trên thế giới, giúp bạn có thể tổ chức lớp học STEM hiệu quả. Bạn có thể chọn dạy học sinh về lập trình Robotics, lập trình các dự án IoT (Internet of Things) hoặc lập trình AI (Trí tuệ nhân tạo) tùy thích.
Xem khung chương trình và giáo án dạy học lập trình STEM tại: Chương trình giảng dạy STEM
Lời kết
Trên đây là tất cả những thông tin liên quan đến học lập trình Arduino và ứng dụng của chúng, nếu bạn thấy bài viết này hữu ích, đừng quên chia sẻ với người khác nhé!
Để tìm hiểu thêm về các đồ chơi, giáo cụ STEAM cho bé, vui lòng liên hệ OhStem qua:
- Fanpage: https://www.facebook.com/ohstem.aitt
- Hotline: 08.6666.8168
- Youtube: https://www.youtube.com/c/ohstem
OhStem Education – Đơn vị cung cấp công cụ và giải pháp giáo dục STEAM cho mọi lứa tuổi tại Việt Nam
