Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế robot hỗ trợ trẻ em học tập hiệu quả

• Tác giả: Nguyễn Quốc Thái
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Hiệp
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử - Truyền thông
• Đề tài: Thiết kế robot hỗ trợ học tập cho trẻ em
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.4. GIỚI HẠN
• 1.5. BỐ CỤC
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TRẺ EM TỪ 2-5 TUỔI
• 2.1.1. Sự phát triển thể chất của trẻ em
• 2.1.2. Sự phát triển tâm lý của trẻ em
• 2.1.3. Sự phát triển cảm xúc và ngôn ngữ
• 2.1.4. Những vấn đề tương tác giữa trẻ em và thiết bị
• 2.2. GIỚI THIỆU VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID
• 2.2.1. Giới thiệu hệ điều hành Android
• 2.2.2. Lịch sử hệ điều hành Android
• 2.2.3. Ứng dụng cho hệ điều hành Android
• 2.2.4. Phiên bản hệ điều hành Android
• 2.2.5. Đặc điểm hệ điều hành Android
• 2.2.6. Kiến trúc cơ bản của hệ điều hành Android
• 2.3. GIỚI THIỆU VỀ BLUETOOTH
• 2.3.1. Phương thức hoạt động Bluetooth
• 2.4. GIỚI THIỆU ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC (PWM)
• 2.4.1. Cách tạo ra PWM để điều khiển
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
• 3.1. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1.1. Sơ đồ khối hệ thống
• 3.1.2. Tính toán và thiết kế
• 3.2. THIẾT KẾ APP ỨNG DỤNG
• 3.2.1. Thiết kế ứng dụng
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
• 4.1. THI CÔNG MÔ HÌNH ROBOT
• 4.2. THI CÔNG BOARD ĐIỀU KHIỂN ROBOT
• 4.2.1. Thi công board mạch
• 4.2.2. Lắp ráp và kiểm tra
• 5. CHƯƠNG 5: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT
• 5.1. Lập trình điều khiển Robot
• 6. CHƯƠNG 6: LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG
• 6.1. Giới thiệu phần mềm lập trình Android Studio
• 6.2. Lập trình ứng dụng
• 7. KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ
• 7.1. Kết quả nghiên cứu
• 7.2. Kết quả thi công
• 7.3. NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ
• 8. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 8.1. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về robot hỗ trợ học tập

Robot hỗ trợ học tập là một sản phẩm công nghệ được thiết kế để hỗ trợ trẻ em trong quá trình học tập. Đề tài Thiết kế robot hỗ trợ học tập cho trẻ em - Đồ án tốt nghiệp tập trung vào việc tạo ra một mô hình robot có khả năng di chuyển, phát nhạc, và phát giọng nói. Sử dụng Arduino UNO R3 và Shield L293D làm bộ điều khiển trung tâm, robot được kết nối với ứng dụng trên điện thoại thông qua Bluetooth HC-05. Mục tiêu chính là giúp trẻ em tiếp cận công nghệ một cách hiệu quả, thay vì chỉ sử dụng điện thoại để chơi game.

1.1. Mục tiêu của robot giáo dục

Mục tiêu của robot giáo dục là hỗ trợ trẻ em trong việc học tập các kỹ năng cơ bản như toán học, ngữ pháp, và ngôn ngữ. Robot không chỉ là công cụ giải trí mà còn giúp trẻ phát triển cảm xúc, xã hội, và nhận thức. Việc sử dụng robot trong giáo dục còn giúp trẻ tránh được tình trạng tự kỷ do lạm dụng điện thoại thông minh. Các bậc phụ huynh có thể kiểm soát thời gian học tập của trẻ thông qua phần mềm tích hợp trong robot.

1.2. Ứng dụng của công nghệ giáo dục

Công nghệ giáo dục đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các phương pháp học tập hiện đại. Robot hỗ trợ học tập là một ví dụ điển hình của việc áp dụng công nghệ vào giáo dục. Nó giúp trẻ em tiếp cận kiến thức một cách sinh động và hấp dẫn hơn. Đồng thời, robot cũng giúp giáo viên giảm bớt gánh nặng trong việc truyền đạt kiến thức, tập trung vào việc hỗ trợ và hướng dẫn trẻ.

II. Thiết kế robot và các thành phần chính

Thiết kế robot trong đề tài này bao gồm các thành phần chính như Arduino UNO R3, Shield L293D, và Bluetooth HC-05. Arduino được sử dụng làm bộ điều khiển trung tâm, điều khiển các động cơ và cảm biến. Shield L293D giúp điều khiển động cơ DC, trong khi Bluetooth HC-05 đóng vai trò trung gian giao tiếp giữa Arduino và ứng dụng trên điện thoại. Mô hình robot được thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng di chuyển và tương tác với trẻ em.

2.1. Arduino UNO R3 và Shield L293D

Arduino UNO R3 là bộ vi điều khiển trung tâm của robot, được sử dụng để điều khiển các động cơ và cảm biến. Shield L293D là một module điều khiển động cơ, giúp robot di chuyển một cách linh hoạt. Sự kết hợp giữa Arduino và Shield L293D tạo nên một hệ thống điều khiển mạnh mẽ và ổn định, đảm bảo robot hoạt động hiệu quả trong môi trường giáo dục.

2.2. Bluetooth HC 05 và ứng dụng điện thoại

Bluetooth HC-05 được sử dụng để kết nối robot với ứng dụng trên điện thoại thông minh. Ứng dụng này được phát triển bằng Android Studio, cho phép trẻ em tương tác với robot một cách dễ dàng. Thông qua ứng dụng, trẻ có thể điều khiển robot, học tập các bài học được lập trình sẵn, và tham gia các hoạt động giáo dục khác. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc tích hợp công nghệ vào giáo dục.

III. Học tập cho trẻ em và lợi ích của robot

Học tập cho trẻ em thông qua robot mang lại nhiều lợi ích, từ việc phát triển kỹ năng đến tăng cường khả năng tương tác xã hội. Robot giúp trẻ tiếp cận kiến thức một cách tự nhiên và hứng thú, thông qua các hoạt động vừa học vừa chơi. Điều này không chỉ giúp trẻ phát triển kỹ năng học tập mà còn kích thích sự sáng tạo và khám phá thế giới xung quanh.

3.1. Phát triển kỹ năng thông qua robot

Phát triển kỹ năng là một trong những mục tiêu chính của việc sử dụng robot trong giáo dục. Robot giúp trẻ rèn luyện các kỹ năng cơ bản như toán học, ngôn ngữ, và tư duy logic. Ngoài ra, việc tương tác với robot còn giúp trẻ phát triển kỹ năng giao tiếp và làm việc nhóm, chuẩn bị hành trang cho tương lai.

3.2. Giáo dục STEM và tương lai

Giáo dục STEM là một phương pháp giáo dục hiện đại, kết hợp giữa khoa học, công nghệ, kỹ thuật, và toán học. Robot hỗ trợ học tập là một công cụ hiệu quả để thực hiện phương pháp này. Nó giúp trẻ tiếp cận các kiến thức STEM một cách thực tế và sinh động, chuẩn bị cho các em bước vào kỷ nguyên công nghệ 4.0.