Điều khiển LED bằng nút nhấn
máy biết chờ, và biết hỏi lại liên tục

Ở Bài 1, chương trình chạy một mình từ đầu đến cuối, không quan tâm bên ngoài có gì. Bài này thêm đúng một thứ — một cái nút — nhưng nó đổi hẳn bản chất: lần đầu tiên máy phải hỏi trước khi làm.

Sau bài này học sinh làm được

• Nối một nút nhấn vào chân GPIO mà không cần điện trở ngoài.
• Giải thích được vì sao nút chưa nhấn thì đọc ra 1, nhấn rồi mới ra 0.
• Dùng cấu trúc rẽ nhánh if … else để chọn giữa hai việc.
• Hiểu chương trình không "nhìn thấy" nút, mà hỏi đi hỏi lại rất nhanh.
• Đoán được điều gì xảy ra khi tăng khoảng nghỉ giữa hai lần hỏi.

Chân thả nổi

Hỏi cả lớp trước khi cắm dây: nút có hai chân, vậy khi chưa nhấn thì chân GPIO nối vào đâu? Đáp: chẳng nối vào đâu cả — mạch hở. Chân GPIO hở không phải mức 0 cũng không phải mức 1, nó lơ lửng và đọc ra số ngẫu nhiên theo nhiễu xung quanh.

Điện trở kéo lên

Nối chân GPIO lên 3,3 V qua một điện trở lớn. Chưa nhấn thì chân được kéo lên mức 1 một cách yếu ớt nhưng dứt khoát; nhấn thì nút nối thẳng chân xuống GND — nối thẳng mạnh hơn hẳn kéo qua điện trở, nên chân tụt về 0.

ESP32 có sẵn điện trở kéo lên bên trong chip, chỉ cần một chữ:

nut = Pin(4, Pin.IN, Pin.PULL_UP)

Máy không nhìn, máy hỏi

Chương trình không "thấy" lúc nút bị nhấn. Nó chạy vòng lặp, mỗi vòng hỏi đúng một câu — ngay lúc này nút có đang bị nhấn không? — làm theo câu trả lời, nghỉ một chút, rồi hỏi lại.

Nghỉ 50 ms tức hỏi 20 lần mỗi giây. Ngón tay người không nhanh đến thế nên ta có cảm giác đèn phản ứng tức thì. Mục Hiệu chuẩn bên dưới sẽ cho học sinh phá vỡ cảm giác ấy.

▶ Mở sơ đồ này trên Wokwi Mô phỏng ngay trên trình duyệt, chưa cần bo mạch — hợp cho lúc chuẩn bị bài hoặc khi lớp thiếu thiết bị. ↗

Bốn thao tác

1. Giữ nguyên mạch LED của Bài 1: GPIO23 → điện trở 220 Ω → chân dài LED, chân ngắn → GND.
2. Cắm nút nhấn vắt ngang rãnh giữa breadboard, hai chân mỗi bên.
3. Dây trắng: một chân nút → GPIO4.
4. Dây đen: chân chéo góc với chân vừa nối → GND.

Toàn bộ mã trong bài chạy trên MicroPython 1.28 cho ESP32. Chép vào bo rồi đổi tên thành main.py là chạy mỗi lần cấp nguồn.

Bước 0 — nhìn thấy tín hiệu trước đã

# ------------------------------------------------------------
#  Bai 2 - Doc thu trang thai nut nhan
#  Chua dieu khien gi ca, chi in ra man hinh de nhin thay tin hieu.
# ------------------------------------------------------------
from machine import Pin
import time

nut = Pin(4, Pin.IN, Pin.PULL_UP)

while True:
    print(nut.value())
    time.sleep_ms(200)

Nạp vào rồi nhấn giữ nút, màn hình in ra:

1
1
1
0     <-- luc dang giu nut
0
1

Bước này đáng giá cả mục lí thuyết. Học sinh nhìn thấy số 1 đổi thành 0 đúng lúc ngón tay ấn xuống. Đừng bỏ qua để chạy thẳng vào chương trình chính.

Chương trình chính — nhấn thì sáng, thả thì tắt

# ------------------------------------------------------------
#  Bai 2 - Dieu khien LED bang nut nhan
#  Phan cung: GPIO4 -> mot chan nut -> chan con lai -> GND
#             GPIO23 -> dien tro 220 ohm -> chan dai LED -> GND
# ------------------------------------------------------------
from machine import Pin
import time

# ===== CẤU HÌNH =====
CHAN_NUT = 4              # nut nhan cam o GPIO4
CHAN_LED = 23             # LED cam o GPIO23
THOI_GIAN_NGHI = 50       # ms - bao lau doc lai nut mot lan
# ====================

nut = Pin(CHAN_NUT, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
led = Pin(CHAN_LED, Pin.OUT)

while True:
    dang_nhan = nut.value() == 0

    if dang_nhan:
        led.on()
    else:
        led.off()

    time.sleep_ms(THOI_GIAN_NGHI)

Ba dòng if … else ở giữa chính là toàn bộ nội dung Tin học của bài. Trước đó chương trình chỉ biết làm tuần tự; từ đây nó biết chọn.

Biến thể — nhấn một lần bật, nhấn lần nữa tắt

# Bien the: nhan mot lan BAT, nhan lan nua TAT (nhu cong tac den)
from machine import Pin
import time

nut = Pin(4, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
led = Pin(23, Pin.OUT)

dang_sang = False
truoc_do = False

while True:
    dang_nhan = nut.value() == 0

    # Chi doi trang thai o dung KHOANH KHAC nut vua bi nhan xuong
    if dang_nhan and not truoc_do:
        dang_sang = not dang_sang
        led.value(dang_sang)
        time.sleep_ms(200)        # bo qua nhieu doi tiep diem

    truoc_do = dang_nhan
    time.sleep_ms(20)

Bản này khó hơn hẳn và nên để dành cho nhóm nhanh. Nó cần hai ý mới: nhớ lại trạng thái vòng trước bằng biến truoc_do, và chỉ hành động ở đúng khoảnh khắc chuyển chứ không phải suốt lúc đang giữ. Đây cũng chính là cách Bài 4 đếm số lần nhấn.

Thử thay đổi bài này với AI

Em mô tả bằng tiếng Việt, hệ thống dựng thuật toán và chương trình, rồi nạp thẳng xuống ESP32 qua Wi-Fi.

Phép thử làm hỏng cảm giác "đèn phản ứng tức thì"

Chương trình chính đang nghỉ 50 ms mỗi vòng. Cho học sinh tăng dần THOI_GIAN_NGHI rồi nhấn nút thật nhanh:

Ở mức 1000 ms, học sinh sẽ bấm mà đèn không thèm phản ứng. Đó không phải lỗi — đó là bằng chứng cho thấy máy chỉ hỏi mỗi giây một lần, và ngón tay đã kịp nhấn xong rồi thả ra giữa hai lần hỏi. Không có cách nào giải thích khái niệm "tần suất lấy mẫu" rẻ và rõ hơn thế.

Danh sách kiểm trước khi coi là xong

• Bước 0 in ra 1 khi thả, 0 khi giữ nút.
• Chương trình chính: nhấn thì đèn sáng, thả thì đèn tắt, không trễ thấy được.
• Đổi THOI_GIAN_NGHI thành 1000 thì đèn bỏ sót cú nhấn nhanh.
• Đảo led.on() và led.off() cho nhau thì hành vi ngược lại đúng như dự đoán.
• Học sinh giải thích được vì sao == 0 lại nghĩa là "đang nhấn".

Tin học — rẽ nhánh có hậu quả nhìn thấy được

Trên giấy, if … else là hai nhánh của một sơ đồ khối. Ở đây nó là một cái đèn nghe lời ngón tay. Cho học sinh xoá hẳn nhánh else rồi chạy lại: đèn sáng lên rồi không bao giờ tắt nữa. Câu hỏi tiếp theo tự nó bật ra — vì sao bỏ else thì đèn không tắt được?

Công nghệ — vào và ra trong cùng một vòng

Bài 1 chỉ có đầu ra. Bài này đủ cả ba khối của mọi hệ thống điều khiển: đọc đầu vào, xử lí, xuất đầu ra. Toàn bộ các bài cảm biến về sau chỉ thay nút nhấn bằng cảm biến nhiệt độ, ánh sáng hay khoảng cách — còn khung chương trình thì y nguyên. Hãy nói rõ điều đó, vì nó giúp học sinh thấy mình đang học một khuôn mẫu chứ không phải học thuộc từng bài.