Danh sách khóa học Thầy Lê Chí Tuyền — Chế tạo thuyền tự động (ROV)

📋 Tổng quan khóa học (5 buổi × 120 phút = 10 giờ)

🏆 Dự thi AIJAM 2026

Khóa học này hướng học sinh chế tạo một mô hình thuyền/tàu tự động điều khiển từ xa (ROV — Remotely Operated Vehicle) để tham gia cuộc thi AIJAM 2026. Mẫu thân thuyền tham khảo theo thiết kế in 3D "ROV Part Design" (Printables.com): thân thuôn dòng chảy, có khối dằn (ballast) để cân bằng, có hệ thống quản lý dây tether — học sinh có thể in 3D hoặc tự chế bằng vật liệu tái chế (chai nhựa, ống nhựa, xốp).

🌊 Nền tảng: Lực nổi & Thiết kế thân thuyền

Lực đẩy Archimedes, vì sao vật nổi/vật chìm, hình dáng thân thuyền khí động học dưới nước, ROV là gì, làm quen board điều khiển.

Sản phẩm: Thân thuyền hoàn chỉnh, nổi ổn định trên mặt nước.

⚙️ Dự án: Lắp động cơ đẩy (Thruster)

Động cơ DC, chân vịt, mạch cầu H điều khiển động cơ, tín hiệu PWM để điều chỉnh tốc độ.

Sản phẩm: Thuyền tự di chuyển tiến/lùi bằng động cơ.

🛡️ Dự án: Chống thấm nước & Cân bằng dằn

Kỹ thuật chống thấm mạch điện, khối dằn ballast, trọng tâm con thuyền, điều khiển 2 động cơ độc lập để rẽ hướng.

Sản phẩm: Thuyền chống nước, tự rẽ trái/phải khi thử nghiệm.

📡 Dự án: Điều khiển từ xa & Cảm biến tránh vật cản

Điều khiển qua dây tether hoặc sóng không dây, cảm biến siêu âm phát hiện vật cản, xử lý tín hiệu điều khiển.

Sản phẩm: Thuyền điều khiển từ xa, tự tránh chướng ngại vật.

🏁 Hoàn thiện & Thử nghiệm dự thi AIJAM 2026

Quy trình kiểm thử an toàn, tiêu chí chấm thi, ghép toàn bộ hệ thống, thuyết trình sản phẩm, định hướng mở rộng (camera, cảm biến chất lượng nước, GPS).

Sản phẩm: Mô hình thuyền tự động hoàn chỉnh sẵn sàng dự thi + báo cáo trình bày.

🗂️ Cấu trúc mỗi buổi (120 phút)

Phần	Thời lượng	Nội dung
1. Lý thuyết	30 phút	Kiến thức mới, mô phỏng tương tác, ví dụ thực tế, câu hỏi thảo luận
2. Lắp ráp / Chế tạo	30 phút	Lắp ráp cơ khí, đấu nối mạch điện, xử lý lỗi thường gặp
3. Lập trình	40 phút	Hướng dẫn từng bước điều khiển động cơ/cảm biến + thực hành
4. Tổng kết	20 phút	Checklist dự án, quiz ôn tập, thử thách mở rộng

🌊 Buổi 1: Lực nổi & Thiết kế thân thuyền

Dự án: Thân thuyền nổi ổn định

Vì sao thuyền nổi? & ROV là gì

⏱ 30 phút

⚓ Lực đẩy Archimedes

Khi một vật được nhúng vào nước, nước sẽ đẩy ngược vật đó lên với một lực gọi là lực đẩy Ác-si-mét (Archimedes), có độ lớn đúng bằng trọng lượng phần nước bị vật chiếm chỗ. Nếu lực đẩy này lớn hơn hoặc bằng trọng lượng vật thì vật nổi; nếu nhỏ hơn thì vật chìm.

✅ Nổi: Lực đẩy nước ≥ Trọng lượng vật

❌ Chìm: Lực đẩy nước < Trọng lượng vật

🧊 Vì sao tàu thép nặng vẫn nổi?

Một khối thép đặc sẽ chìm ngay, nhưng vỏ tàu thép rỗng bên trong (chứa không khí) lại chiếm một thể tích nước rất lớn so với trọng lượng của nó — nên lực đẩy nước đủ lớn để nâng cả con tàu. Đây chính là lý do thân thuyền của chúng ta cần rỗng và kín nước, không phải là một khối đặc.

🚢 ROV là gì?

ROV (Remotely Operated Vehicle) — phương tiện điều khiển từ xa — là loại robot hoạt động dưới nước hoặc trên mặt nước, được người điều khiển từ xa qua dây (tether) hoặc sóng không dây, thường dùng để quan sát san hô, kiểm tra đáy biển, khảo sát môi trường nước mà con người khó tiếp cận trực tiếp.

💡 Mẫu thiết kế thân thuyền tham khảo trong khóa học này lấy ý tưởng từ mô hình in 3D "ROV Part Design" trên Printables.com: thân thuôn dòng chảy (giảm lực cản nước), có khối dằn (ballast) để giữ thăng bằng, và có hệ thống quản lý dây tether gọn gàng.

🐬 Hình dáng khí động học dưới nước

Thân thuôn dài, đầu nhọn/tròn và đuôi thon nhỏ dần giúp nước "lướt" qua thân dễ dàng hơn, giảm lực cản (drag), giúp thuyền di chuyển nhanh hơn và tiết kiệm năng lượng động cơ hơn — giống hình dáng của cá heo hay tàu ngầm.

✅ Thân thuôn dài: lướt nước tốt, ít cản

❌ Thân hình hộp vuông: cản nước lớn, tốn nhiều năng lượng

🧩 Các bộ phận chính của một ROV/thuyền tự động

🛶

Thân vỏKhung chứa toàn bộ linh kiện, phải kín nước

⚙️

Động cơ & chân vịtTạo lực đẩy giúp thuyền di chuyển (Buổi 2)

🪨

Khối dằn (ballast)Cân bằng, giữ thuyền không bị lật (Buổi 3)

📡

Bộ thu tín hiệuNhận lệnh điều khiển từ xa (Buổi 4)

🔋

PinCấp năng lượng cho toàn hệ thống

🧠

Board điều khiển"Bộ não" xử lý và ra lệnh cho động cơ

🧠 Board điều khiển dùng trong khóa học

Chúng ta dùng board vi điều khiển (micro:bit hoặc ESP32/Arduino tuỳ điều kiện lớp học) làm "bộ não" của thuyền: nhận lệnh điều khiển, xử lý tín hiệu cảm biến, và ra lệnh cho động cơ quay. Board được lập trình bằng ngôn ngữ kéo-thả (block coding), rất trực quan và dễ học cho học sinh.

🕹 Câu hỏi thảo luận

❓ Vì sao một cục kim loại đặc thì chìm, nhưng con thuyền kim loại lại nổi?

❓ Nếu thân thuyền bị thủng một lỗ nhỏ, điều gì sẽ xảy ra sau một thời gian?

❓ Cá và tàu ngầm đều di chuyển được dưới nước ở nhiều độ sâu khác nhau — chúng làm điều đó bằng cách nào?

Chế tạo thân thuyền

⏱ 30 phút

🧰 Vật liệu gợi ý

🖨️

In 3D (PLA)Chính xác, bền, theo đúng mẫu ROV thuôn dòng

🍾

Chai nhựa tái chếRẻ, dễ kiếm, nhẹ, sẵn có phao nổi tự nhiên

🧊

Tấm xốp (foam)Dễ cắt gọt tạo hình thuôn dòng, tự nổi tốt

🛠️ Các bước chế tạo thân thuyền

Vẽ hoặc in 3D thân thuyền theo dáng thuôn dòng (tham khảo mẫu ROV Part Design), hoặc cắt gọt chai nhựa/xốp theo hình dáng tương tự.
Tạo một khoang kín ở giữa thân để đặt board điều khiển, pin và dây điện — đây là phần bắt buộc phải chống thấm nước hoàn toàn.
Khoét lỗ nhỏ ở đuôi thuyền để lắp trục động cơ và chân vịt (sẽ lắp ở Buổi 2).
Gắn tạm khối dằn nhỏ (đá cuội, ốc vít bọc túi nilon) dưới đáy để thử độ cân bằng ban đầu.

🌊 Thử nghiệm nổi lần đầu

Thả thân thuyền (chưa lắp điện) vào chậu nước hoặc xô lớn.
Quan sát: thuyền có nổi thẳng đứng (không bị nghiêng/lật úp) không?
Nếu bị nghiêng một bên: thêm một ít khối dằn ở phía đối diện.
Nếu chìm quá sâu (ngập gần hết thân): cần thân rỗng hơn hoặc giảm bớt vật nặng bên trong.

⚠️ Chưa lắp board điều khiển/pin khi thử nổi lần đầu — chỉ thử với thân rỗng để tránh hỏng linh kiện điện tử nếu nước lọt vào.

🧯 Lỗi thường gặp

Hiện tượng	Nguyên nhân	Cách khắc phục
Thuyền bị lật úp	Trọng tâm quá cao	Đặt khối dằn thấp xuống đáy thân
Thuyền chìm hẳn	Thân không đủ rỗng / bị nước lọt vào	Kiểm tra lại các mối nối, tăng thể tích rỗng
Thuyền nghiêng một bên	Phân bố khối lượng không đều	Cân chỉnh lại vị trí khối dằn hai bên

Làm quen board điều khiển

⏱ 40 phút

💻 Input & Output là gì?

Input (đầu vào) là tín hiệu board nhận được (nút bấm, cảm biến, tín hiệu điều khiển từ xa). Output (đầu ra) là hành động board thực hiện (bật LED, quay động cơ, phát âm thanh). Toàn bộ chương trình điều khiển thuyền tự động đều xoay quanh việc: nhận Input → xử lý → ra Output.

🚦 Bài tập đầu tiên: đèn báo hiệu

Trước khi lắp động cơ, ta lập trình một đèn LED trên board nhấp nháy liên tục để báo hiệu "thuyền đã bật nguồn" — dùng khối lệnh forever (lặp mãi mãi) kết hợp bật LED → chờ (pause) → tắt LED → chờ.

💡 Khối lệnh forever sẽ được dùng xuyên suốt khóa học — mọi hành vi tự động của thuyền (bơi, tránh vật cản, nhận lệnh điều khiển) đều đặt bên trong một vòng lặp forever để board luôn kiểm tra liên tục.

🔢 Biến (Variable) — bộ nhớ tạm của board

Biến là một "hộp chứa" giá trị có thể thay đổi trong lúc chương trình chạy, ví dụ biến tocDo lưu tốc độ hiện tại của động cơ. Ta sẽ dùng biến rất nhiều ở Buổi 2 khi điều khiển tốc độ động cơ bằng PWM.

Tổng kết Buổi 1

⏱ 20 phút

✅ Checklist dự án

Thân thuyền có hình dáng thuôn dòng, giảm cản nước Khoang chứa board/pin kín nước Thuyền nổi thẳng đứng khi thử trong chậu nước (chưa lắp điện) Lập trình được đèn LED nhấp nháy báo hiệu bằng forever + pause

📝 Quiz ôn tập Buổi 1

1. Lực đẩy Ác-si-mét có phương chiều như thế nào?

Hướng lên trên, ngược chiều trọng lực

Hướng xuống dưới, cùng chiều trọng lực

Hướng ngang, song song mặt nước

2. Vật sẽ NỔI khi nào?

Lực đẩy nước nhỏ hơn trọng lượng vật

Lực đẩy nước lớn hơn hoặc bằng trọng lượng vật

Vật không có trọng lượng

3. Vì sao tàu thép rất nặng vẫn nổi được trên mặt nước?

Vì thép nhẹ hơn nước

Vì thân tàu rỗng, chiếm thể tích nước lớn nên lực đẩy đủ lớn

Vì tàu luôn di chuyển liên tục

4. ROV là viết tắt của cụm từ nào?

Remotely Operated Vehicle

Robotic Ocean Vessel

Rapid Ocean Voyager

5. Hình dáng thân thuyền nào giúp giảm lực cản nước tốt nhất?

Hình hộp vuông

Thuôn dài, đầu nhọn/tròn, đuôi thon nhỏ

Hình cầu tròn đều

6. Khối dằn (ballast) trong thiết kế ROV dùng để làm gì?

Trang trí cho đẹp

Cân bằng, giữ thuyền không bị lật

Tăng tốc độ động cơ

7. Trong lập trình kéo-thả, khối lệnh nào giúp một hành động lặp lại mãi mãi?

if / else

forever

variable

8. Vì sao KHÔNG nên lắp board điều khiển và pin vào thân thuyền trước khi thử nổi lần đầu?

Vì board quá nặng

Để tránh hỏng linh kiện điện tử nếu nước lọt vào thân chưa được kiểm tra kín nước

Vì luật thi đấu AIJAM 2026 cấm điều đó

9. ROV thường được dùng để làm gì trong thực tế?

Chỉ để giải trí, đua thuyền

Quan sát san hô, kiểm tra đáy biển, khảo sát môi trường nước khó tiếp cận

Chở khách du lịch

10. Mẫu thiết kế thân thuyền tham khảo trong khóa học lấy ý tưởng từ đâu?

Một video trên YouTube

Mô hình in 3D "ROV Part Design" trên Printables.com

Sách giáo khoa Vật lý lớp 6

11. Thân thuyền cần có đặc điểm gì để nổi tốt?

Đặc và nặng

Rỗng và kín nước

Càng nhỏ càng tốt

12. Trọng tâm của thuyền càng thấp thì thuyền sẽ:

Càng dễ bị lật

Càng khó bị lật, ổn định hơn

Di chuyển càng nhanh

13. Đầu (mũi) thuyền nên thiết kế theo hình dáng nào để lướt nước tốt?

Vuông, phẳng

Nhọn hoặc tròn, thuôn dài

Lõm vào trong

14. Vì sao chai nhựa tái chế phù hợp làm thân thuyền tự chế?

Vì chai nhựa dẫn điện tốt

Vì rẻ, nhẹ, dễ kiếm và có sẵn phao nổi tự nhiên

Vì chai nhựa nặng hơn nước

15. Khoang chứa board điều khiển và pin bên trong thân thuyền cần đặc điểm gì?

Càng nhỏ càng tốt

Kín nước hoàn toàn

Có lỗ thông hơi để thoát nhiệt

16. Bước đầu tiên khi chế tạo thân thuyền là gì?

Lập trình điều khiển động cơ

Vẽ hoặc in 3D / cắt gọt vật liệu theo dáng thuôn dòng

Sơn trang trí bên ngoài

17. Khi thử nổi lần đầu, nếu thuyền bị nghiêng về một bên thì nên làm gì?

Bỏ hết khối dằn ra

Thêm khối dằn ở phía đối diện để cân bằng lại

Lắp thêm động cơ mới

18. Nếu thuyền chìm quá sâu (ngập gần hết thân) khi thử nổi, cần làm gì?

Thêm dằn nặng hơn

Tăng thể tích rỗng của thân hoặc giảm bớt vật nặng bên trong

Sơn lại thân thuyền

19. Lỗi "thuyền bị lật úp" khi thử nổi thường do nguyên nhân nào?

Thân thuyền quá dài

Trọng tâm đặt quá cao

Nước quá lạnh

20. Board điều khiển (ESP32/micro:bit) đóng vai trò gì trong thuyền tự động?

Chỉ để trang trí

"Bộ não" nhận lệnh, xử lý và điều khiển động cơ/cảm biến

Chỉ dùng để cấp nguồn cho pin

21. Trong lập trình, "Input" (đầu vào) là gì?

Hành động board thực hiện ra bên ngoài

Tín hiệu mà board nhận được (nút bấm, cảm biến...)

Tên của chương trình

22. Trong lập trình, "Output" (đầu ra) là gì?

Tín hiệu board nhận vào

Hành động board thực hiện (bật LED, quay động cơ...)

Tên biến trong chương trình

23. Bài tập lập trình đầu tiên ở Buổi 1 là gì?

Điều khiển động cơ chạy tiến/lùi

Lập trình đèn LED nhấp nháy báo hiệu thuyền đã bật nguồn

Đo khoảng cách bằng cảm biến siêu âm

24. Khối lệnh nào dùng để board "chờ" một khoảng thời gian trước khi thực hiện bước tiếp theo?

forever

pause

variable

25. Biến (variable) trong lập trình dùng để làm gì?

Vẽ hình trên màn hình LED

Lưu một giá trị có thể thay đổi, ví dụ tốc độ động cơ

Kết nối Wi-Fi

26. Vì sao mọi hành vi tự động của thuyền nên đặt bên trong khối lệnh forever?

Để chương trình chạy nhanh hơn

Để board liên tục kiểm tra và phản ứng theo thời gian thực

Để tiết kiệm bộ nhớ board

27. Sản phẩm cần hoàn thành vào cuối Buổi 1 là gì?

Thuyền hoàn chỉnh có động cơ chạy được

Thân thuyền hoàn chỉnh, nổi ổn định trên mặt nước

Chương trình điều khiển từ xa hoàn chỉnh

28. Trước khi thử nổi thân thuyền, cần đảm bảo điều gì?

Đã lắp động cơ và pin đầy đủ

Thân thuyền đã ráp xong nhưng chưa lắp board/pin bên trong

Đã sơn hoàn thiện bên ngoài

29. Ba loại vật liệu được gợi ý để chế tạo thân thuyền là gì?

Kim loại, thủy tinh, gốm sứ

In 3D (PLA), chai nhựa tái chế, tấm xốp

Gỗ, đá, bê tông

30. Mục tiêu chính của khóa học "Chế tạo thuyền tự động ROV" là gì?

Học vẽ tranh về biển cả

Chế tạo mô hình thuyền điều khiển từ xa để dự thi AIJAM 2026

Học bơi lội

Bấm nộp sẽ mở 1 tab GitHub Issue đã điền sẵn điểm số của bạn — bấm "Submit new issue" để hoàn tất nộp bài.

⚙️ Buổi 2: Động cơ đẩy (Thruster) & Nguồn điện

Dự án: Thuyền tự di chuyển tiến/lùi

Động cơ, chân vịt & mạch điều khiển

⏱ 30 phút

⚙️ Động cơ DC là gì?

Động cơ DC (Direct Current — dòng điện một chiều) là loại động cơ điện phổ biến nhất trong các dự án robot: khi cấp điện, trục động cơ quay tròn liên tục. Gắn một chân vịt (propeller) vào trục sẽ đẩy nước ra phía sau, tạo lực đẩy ngược lại giúp thuyền tiến về phía trước — giống nguyên lý của cánh quạt máy bay hay quạt máy.

🌀 Chân vịt (propeller) hoạt động thế nào?

Các cánh chân vịt được vặn nghiêng một góc — khi quay, mỗi cánh "cắt" vào nước theo một góc chéo, đẩy khối nước về phía sau. Theo định luật III Newton (lực và phản lực), nước bị đẩy lùi sẽ tạo ra một phản lực đẩy chân vịt (và cả con thuyền) tiến về phía trước.

🔌 Mạch cầu H (H-bridge) — điều khiển chiều quay

Động cơ DC chỉ có 2 dây, muốn đảo chiều quay (tiến ↔ lùi) ta cần đảo chiều dòng điện qua động cơ. Mạch cầu H (ví dụ IC L298N) làm việc này: board điều khiển chỉ cần ra lệnh "tiến" hoặc "lùi", mạch cầu H sẽ tự đảo cực tính dòng điện cấp cho động cơ.

📶 PWM — điều chỉnh tốc độ động cơ

PWM (Pulse Width Modulation — điều chế độ rộng xung) là kỹ thuật bật/tắt dòng điện rất nhanh (hàng nghìn lần/giây) để "giả lập" một mức điện áp trung bình thấp hơn điện áp nguồn. Xung "bật" càng dài (tỷ lệ % càng cao) thì động cơ quay càng nhanh; xung "bật" càng ngắn thì động cơ quay càng chậm.

Công suất động cơ: 0% 🛑 Động cơ đứng yên

🔋 Nguồn điện cho thuyền

Động cơ tiêu thụ dòng điện lớn hơn nhiều so với LED hay cảm biến, nên cần dùng pin Li-Po (pin sạc) hoặc bộ pin AA đủ dòng, thường qua một mạch sạc/bảo vệ pin riêng (như TP4056) để an toàn, tránh sạc quá dòng hoặc xả cạn kiệt pin.

⚠️ Không đấu ngược cực tính pin — có thể làm hỏng mạch cầu H hoặc board điều khiển ngay lập tức.

Lắp động cơ vào thân thuyền

⏱ 30 phút

🛠️ Các bước lắp đặt

Luồn trục động cơ qua lỗ đã khoét sẵn ở đuôi thuyền (Buổi 1), gắn chặt động cơ vào khung bên trong.
Lắp chân vịt vào trục động cơ, đảm bảo chân vịt xoay tự do không bị cọ vào thân thuyền.
Đấu 2 dây động cơ vào 2 chân đầu ra của mạch cầu H (không cần quan tâm cực + / − vì mạch cầu H tự xử lý chiều quay).
Đấu mạch cầu H với board điều khiển theo đúng sơ đồ chân của mạch (chân IN1, IN2, ENA...).
Đấu nguồn pin vào mạch cầu H, kiểm tra kỹ cực tính trước khi bật nguồn.

🔍 Kiểm tra trước khi thử nước

✅ Chân vịt quay êm, không kẹt, không chạm thân thuyền

✅ Toàn bộ mối nối dây điện chắc chắn, không hở

⚠️ Tuyệt đối chưa thử dưới nước ở bước này — khoang điện chưa được chống thấm (sẽ làm ở Buổi 3)! Chỉ thử động cơ trên cạn.

🧯 Lỗi thường gặp khi lắp động cơ

Hiện tượng	Nguyên nhân	Cách khắc phục
Động cơ không quay	Dây lỏng hoặc pin yếu	Kiểm tra lại mối nối, đo lại điện áp pin
Động cơ chỉ quay 1 chiều dù đổi lệnh	Đấu sai chân IN1/IN2 trên mạch cầu H	Kiểm tra lại sơ đồ đấu nối theo tài liệu mạch cầu H
Chân vịt rung lắc mạnh	Chân vịt lắp lệch tâm hoặc cong vênh	Lắp lại thẳng tâm trục, thay chân vịt nếu cong

Lập trình điều khiển động cơ

⏱ 40 phút

▶️ Lệnh tiến / lùi cơ bản

Bắt đầu đơn giản: lập trình khối lệnh "quay động cơ chiều tiến, chờ 2 giây, dừng động cơ" khi bấm nút A trên board — tương tự lệnh "bật LED → chờ → tắt LED" đã học ở Buổi 1, chỉ thay LED bằng động cơ.

🔧 Điều khiển tốc độ bằng biến

Tạo một biến tocDo (giá trị 0-100), gán giá trị cho biến này rồi dùng khối lệnh "đặt tốc độ động cơ = tocDo" — đây chính là cách chương trình "nói" cho mạch cầu H biết cần tạo xung PWM với tỷ lệ bao nhiêu phần trăm.

🔁 Vòng lặp forever điều khiển liên tục

Đặt toàn bộ logic điều khiển động cơ bên trong khối forever: board sẽ liên tục kiểm tra "nút nào đang được bấm" và cập nhật tốc độ/chiều quay động cơ theo thời gian thực, thay vì chỉ chạy một lần rồi dừng.

🧪 Thử nghiệm tăng giảm tốc độ

Lập trình: bấm nút A → tăng biến tocDo thêm 20 (tối đa 100).
Lập trình: bấm nút B → giảm biến tocDo bớt 20 (tối thiểu 0).
Hiển thị giá trị tocDo hiện tại lên màn hình LED của board để dễ theo dõi khi thử nghiệm.

Tổng kết Buổi 2

⏱ 20 phút

✅ Checklist dự án

Động cơ + chân vịt lắp chắc chắn ở đuôi thuyền, quay êm Mạch cầu H đấu nối đúng với board điều khiển Lập trình được lệnh tiến/lùi cơ bản bằng nút bấm Điều khiển được tốc độ động cơ bằng biến tocDo (PWM)

📝 Quiz ôn tập Buổi 2

1. Bộ phận nào tạo lực đẩy giúp thuyền di chuyển?

Khối dằn ballast

Động cơ và chân vịt

Board điều khiển

2. PWM là viết tắt của cụm từ nào?

Pulse Width Modulation

Power Wire Motor

Propeller Water Motion

3. Mạch cầu H (H-bridge) dùng để làm gì?

Sạc pin cho thuyền

Đảo chiều dòng điện để điều khiển chiều quay động cơ

Đo tốc độ dòng nước

4. Tỷ lệ xung PWM càng cao thì động cơ sẽ:

Quay càng chậm

Quay càng nhanh

Không thay đổi tốc độ

5. Vì sao chân vịt quay lại đẩy được thuyền tiến lên?

Vì chân vịt hút nước vào trong

Vì chân vịt đẩy nước ra sau, tạo phản lực đẩy thuyền tới trước (định luật III Newton)

Vì nước tự chảy theo thuyền

6. Vì sao KHÔNG nên đấu ngược cực tính pin vào mạch cầu H?

Vì thuyền sẽ chạy chậm hơn

Vì có thể làm hỏng mạch cầu H hoặc board điều khiển ngay lập tức

Vì pin sẽ hết nhanh hơn

7. Ở bước lắp động cơ, vì sao chưa nên thử thuyền dưới nước?

Vì động cơ chưa được lập trình xong

Vì khoang điện chưa được chống thấm nước (sẽ làm ở Buổi 3)

Vì luật thi đấu không cho phép

8. Biến tocDo trong chương trình dùng để lưu giá trị gì?

Nhiệt độ động cơ

Mức tốc độ hiện tại của động cơ (0-100)

Số lần bấm nút

Bấm nộp sẽ mở 1 tab GitHub Issue đã điền sẵn điểm số của bạn — bấm "Submit new issue" để hoàn tất nộp bài.

🛡️ Buổi 3: Chống thấm nước & Cân bằng dằn

Dự án: Thuyền chống nước, tự rẽ trái/phải

Chống thấm nước & trọng tâm

⏱ 30 phút

💧 Vì sao phải chống thấm nước?

Board điều khiển, mạch cầu H và pin đều là linh kiện điện tử — nếu nước lọt vào có thể gây chập mạch, hỏng hóc vĩnh viễn hoặc thậm chí nguy hiểm với pin Li-Po. Toàn bộ khoang điện phải được bọc kín hoàn toàn trước khi thử nghiệm dưới nước.

🧴 Các vật liệu chống thấm phổ biến

🧪

Keo siliconTrám kín các khe hở, mối nối vỏ thuyền

🧦

Ống co nhiệtBọc kín từng mối nối dây điện nhỏ

📦

Hộp nhựa kín (hộp kín nước)Đặt cả board + pin bên trong, chỉ để lộ dây ra ngoài qua điểm bịt kín

⚖️ Trọng tâm & sự ổn định

Trọng tâm là điểm coi như toàn bộ khối lượng con thuyền tập trung tại đó. Trọng tâm càng thấp (gần đáy thuyền) thì thuyền càng khó bị lật; trọng tâm càng cao (gần đỉnh) thì thuyền càng dễ mất thăng bằng khi có sóng hoặc gió.

💡 Đây là lý do khối dằn (ballast) luôn được đặt ở đáy thân thuyền, không đặt ở phía trên.

🪨 Cân chỉnh khối dằn (ballast)

Thêm hoặc bớt khối dằn ở hai bên và phía trước/sau thân thuyền để thuyền nổi đúng mực nước mong muốn (không quá cao khiến dễ lật, không quá thấp khiến nước tràn vào) và không bị nghiêng về bất kỳ hướng nào.

Khối dằn: 50 (cân bằng) ✅ Thuyền nổi cân bằng

↔️ Điều khiển vi sai (differential steering)

Với 2 động cơ trái/phải độc lập, ta có thể điều khiển hướng đi mà không cần bánh lái riêng: nếu 2 động cơ quay cùng tốc độ, thuyền đi thẳng. Nếu động cơ bên phải quay nhanh hơn bên trái, thuyền sẽ rẽ trái (và ngược lại) — giống cách xe tăng hay xe lăn điện đổi hướng.

Bọc kín mạch & gắn khối dằn

⏱ 30 phút

🛠️ Các bước chống thấm

Bọc board điều khiển và pin vào túi nilon kín hoặc hộp nhựa nhỏ có nắp đậy chặt.
Bọc từng mối nối dây điện bằng ống co nhiệt (dùng máy sấy tóc hơ nhẹ để ống co khít lại) hoặc băng keo điện quấn kỹ nhiều lớp.
Trám keo silicon quanh mép nắp khoang điện và quanh lỗ xuyên trục động cơ ở đuôi thuyền.
Để keo silicon khô hoàn toàn theo đúng thời gian khuyến nghị trên bao bì trước khi thử nước (thường 12-24 giờ).

🪨 Gắn khối dằn cố định

Đặt các khối dằn (đá cuội bọc túi nilon, ốc vít, cát trong túi kín) vào đáy thân thuyền.
Thử nổi trong chậu nước, quan sát mực nước ngập quanh thân thuyền.
Thêm/bớt dằn và di chuyển vị trí đến khi thuyền nổi thẳng, không nghiêng.
Cố định khối dằn bằng keo hoặc dây buộc để không bị xê dịch khi thuyền di chuyển.

🧪 Thử nghiệm chống thấm (quan trọng!)

⚠️ Trước khi thả cả thuyền có board/pin bên trong xuống nước, hãy thử: nhúng riêng khoang điện đã bọc kín vào một chậu nước nông trong 1-2 phút, lấy ra kiểm tra bên trong có khô ráo không. Chỉ tiến hành thử nghiệm thuyền hoàn chỉnh khi khoang điện đã được xác nhận kín hoàn toàn.

Lập trình rẽ hướng

⏱ 40 phút

🔧 2 biến tốc độ cho 2 động cơ

Tạo 2 biến tocDoTrai và tocDoPhai để điều khiển riêng từng động cơ. Khi cả hai bằng nhau, thuyền đi thẳng.

↩️ Lập trình rẽ trái / rẽ phải

Bấm nút trái → giảm tocDoTrai, giữ nguyên tocDoPhai (thuyền rẽ trái). Bấm nút phải → giảm tocDoPhai, giữ nguyên tocDoTrai (thuyền rẽ phải). Toàn bộ đặt trong khối forever để phản ứng liên tục theo thời gian thực.

⬆️

Thuyền đang đi thẳng — hai động cơ cùng tốc độ.

🧮 Câu lệnh điều kiện if/else

Dùng if (nút trái được bấm) → giảm tocDoTrai; else if (nút phải được bấm) → giảm tocDoPhai; else → tocDoTrai = tocDoPhai = tocDo (đi thẳng bình thường). Đây chính là logic điều khiển hướng đi hoàn chỉnh cho thuyền.

Tổng kết Buổi 3

⏱ 20 phút

✅ Checklist dự án

Khoang điện được bọc kín hoàn toàn (đã thử nhúng nước riêng) Khối dằn cố định chắc chắn, thuyền nổi cân bằng Lập trình được rẽ trái/phải bằng điều khiển vi sai 2 động cơ Đã thử nghiệm thuyền hoàn chỉnh nổi và di chuyển trong chậu nước

📝 Quiz ôn tập Buổi 3

1. Vì sao cần bọc kín board điều khiển và pin?

Để thuyền nhẹ hơn

Để tránh nước lọt vào gây chập mạch, hỏng linh kiện

Để thuyền chạy nhanh hơn

2. Trọng tâm càng thấp thì thuyền sẽ:

Càng dễ bị lật

Càng khó bị lật, ổn định hơn

Không ảnh hưởng gì

3. Khối dằn nên được đặt ở vị trí nào trên thân thuyền?

Ở đỉnh thân thuyền

Ở đáy thân thuyền

Ở giữa lưng chừng thân thuyền

4. Điều khiển vi sai (differential steering) nghĩa là gì?

Dùng một bánh lái cơ khí riêng để rẽ hướng

Đổi hướng bằng cách chênh lệch tốc độ giữa 2 động cơ trái/phải

Chỉ dùng một động cơ duy nhất

5. Nếu động cơ bên phải quay nhanh hơn bên trái, thuyền sẽ:

Đi thẳng

Rẽ trái

Rẽ phải

6. Trước khi thử thuyền hoàn chỉnh dưới nước, nên làm gì trước?

Sạc đầy pin

Thử nhúng riêng khoang điện đã bọc kín vào nước nông để kiểm tra chống thấm

Tháo hết khối dằn ra

7. Vật liệu nào phù hợp để trám kín mép nắp khoang điện?

Băng dính giấy

Keo silicon

Hồ dán học sinh

8. Trong chương trình, biến nào dùng để điều khiển riêng động cơ bên trái?

tocDoPhai

tocDoTrai

tocDo chung cho cả hai

Bấm nộp sẽ mở 1 tab GitHub Issue đã điền sẵn điểm số của bạn — bấm "Submit new issue" để hoàn tất nộp bài.

📡 Buổi 4: Điều khiển từ xa & Cảm biến tránh vật cản

Dự án: Thuyền điều khiển từ xa, tự tránh vật cản

Điều khiển từ xa & cảm biến khoảng cách

⏱ 30 phút

🔌 Điều khiển qua dây (tether)

Cách đơn giản và tin cậy nhất: nối một dây dài từ tay điều khiển trên bờ xuống board trên thuyền để truyền tín hiệu điều khiển trực tiếp. Đây cũng là cách các ROV khảo sát đáy biển thật sự dùng — "quản lý dây tether" chính là một phần quan trọng trong thiết kế ROV Part Design mà khóa học tham khảo.

📶 Điều khiển không dây

Nếu board có sẵn module radio/Bluetooth (như micro:bit có Radio tích hợp), ta có thể dùng 2 board: một board cầm tay làm tay điều khiển (gửi lệnh), một board đặt trên thuyền (nhận lệnh và điều khiển động cơ) — không cần dây, thuyền di chuyển tự do hơn.

Kiểu điều khiển	Ưu điểm	Nhược điểm
Dây tether	Tín hiệu ổn định, không lo hết pin tay điều khiển ảnh hưởng thuyền	Dây có thể vướng, giới hạn khoảng cách
Không dây (radio/BLE)	Thuyền di chuyển tự do, không vướng dây	Có thể mất tín hiệu nếu quá xa hoặc nhiễu sóng

📏 Cảm biến siêu âm (Ultrasonic) là gì?

Cảm biến siêu âm phát ra sóng âm tần số cao (con người không nghe được), đo thời gian sóng phản xạ lại từ vật cản để tính ra khoảng cách. Gắn cảm biến này ở mũi thuyền giúp thuyền "biết" phía trước có vật cản (bờ, đá, thuyền khác) hay không.

🚨 Ngưỡng cảnh báo & tự động tránh vật cản

Đặt một "ngưỡng khoảng cách an toàn" (ví dụ 20cm). Nếu cảm biến đo được khoảng cách nhỏ hơn ngưỡng này, chương trình sẽ tự động cho thuyền dừng lại hoặc rẽ hướng khác, bất kể người điều khiển đang ra lệnh gì — đây là một lớp an toàn tự động bổ sung cho điều khiển từ xa.

Khoảng cách vật cản: 60 cm ✅ An toàn, tiếp tục di chuyển

Lắp module điều khiển & cảm biến

⏱ 30 phút

🛠️ Lắp dây tether (nếu dùng điều khiển có dây)

Chọn dây điện mềm, đủ dài (dài hơn khoảng cách dự kiến điều khiển khoảng 1-2m để có dư).
Bó gọn các dây tín hiệu lại với nhau bằng ống gen hoặc dây rút để tránh rối, vướng khi thuyền di chuyển.
Cố định điểm dây đi ra khỏi thân thuyền bằng khớp nối kín nước, tránh để nước theo dây thấm vào khoang điện.

🛠️ Lắp cảm biến siêu âm ở mũi thuyền

Gắn cảm biến siêu âm hướng thẳng về phía trước ở mũi thuyền, cao hơn mặt nước để tránh sóng nước ảnh hưởng phép đo.
Đấu dây cảm biến vào board điều khiển theo đúng chân tín hiệu (Trig, Echo, VCC, GND).
Bọc kín điểm đấu nối cảm biến bằng ống co nhiệt như đã làm ở Buổi 3.

🧯 Lỗi thường gặp

Hiện tượng	Nguyên nhân	Cách khắc phục
Cảm biến báo khoảng cách sai lệch nhiều	Cảm biến bị ướt hoặc bị sóng nước che khuất	Nâng cao vị trí gắn cảm biến, lau khô bề mặt cảm biến
Mất tín hiệu điều khiển đột ngột	Dây tether bị đứt ngầm hoặc board không dây quá xa vùng phủ sóng	Kiểm tra lại dây, giảm khoảng cách thử nghiệm

Lập trình nhận lệnh & tránh vật cản

⏱ 40 phút

📥 Nhận lệnh điều khiển

Trên board tay cầm: mỗi lần bấm nút, gửi một tín hiệu radio (hoặc tín hiệu qua dây) mang mã lệnh (ví dụ số 1 = tiến, 2 = lùi, 3 = trái, 4 = phải). Trên board thuyền: dùng khối lệnh "khi nhận được tín hiệu radio" để đọc mã lệnh và gọi đúng hàm điều khiển động cơ tương ứng.

🛑 Ưu tiên an toàn: kiểm tra cảm biến trước lệnh điều khiển

Logic tổng quát: forever { nếu khoảng cách phía trước < ngưỡng an toàn → dừng động cơ hoặc lùi lại; ngược lại → thực hiện theo lệnh điều khiển mới nhất nhận được }. Cảm biến an toàn luôn được kiểm tra trước, ghi đè lên lệnh điều khiển nếu cần thiết.

🧩 Hàm (function) — gom nhóm lệnh lặp lại

Vì các hành động "tiến", "lùi", "rẽ trái", "rẽ phải" được gọi đi gọi lại nhiều lần, ta nên gom mỗi hành động thành một hàm (function) riêng, giúp chương trình gọn gàng, dễ đọc và dễ sửa lỗi hơn so với viết lặp lại toàn bộ khối lệnh nhiều lần.

Tổng kết Buổi 4

⏱ 20 phút

✅ Checklist dự án

Đã lắp xong hệ thống điều khiển từ xa (dây tether hoặc không dây) Cảm biến siêu âm lắp chắc chắn ở mũi thuyền, đấu nối đúng Lập trình nhận lệnh điều khiển và gọi đúng hàm tiến/lùi/rẽ Thuyền tự động dừng/tránh khi phát hiện vật cản gần

📝 Quiz ôn tập Buổi 4

1. Cảm biến siêu âm dùng để làm gì trên thuyền?

Đo tốc độ động cơ

Đo khoảng cách tới vật cản phía trước

Đo nhiệt độ nước

2. Ưu điểm chính của điều khiển bằng dây tether là gì?

Thuyền di chuyển hoàn toàn tự do, không giới hạn

Tín hiệu điều khiển ổn định, ít bị nhiễu

Không cần board điều khiển

3. Trong logic an toàn, cảm biến khoảng cách nên được kiểm tra khi nào?

Chỉ khi người dùng yêu cầu

Liên tục, ưu tiên trước cả lệnh điều khiển từ xa

Chỉ một lần khi khởi động thuyền

4. Hàm (function) trong lập trình giúp ích điều gì?

Làm chương trình chạy chậm hơn

Gom nhóm các lệnh lặp lại, giúp chương trình gọn gàng và dễ sửa

Tăng dung lượng pin

5. Vì sao cần bọc kín điểm đấu nối cảm biến siêu âm?

Để cảm biến đo xa hơn

Để tránh nước thấm vào gây hỏng cảm biến/mạch điện

Để cảm biến nhẹ hơn

6. Nếu khoảng cách đo được nhỏ hơn ngưỡng an toàn, thuyền nên:

Tăng tốc để vượt qua nhanh

Tự động dừng lại hoặc đổi hướng

Không phản ứng gì, chờ lệnh người dùng

7. micro:bit có thể điều khiển không dây bằng cách nào?

Bằng dây tether duy nhất

Bằng module Radio tích hợp sẵn trên board

Bằng cảm biến ánh sáng

8. Vì sao nên gắn cảm biến siêu âm cao hơn mặt nước một chút?

Để tiết kiệm pin

Để tránh sóng nước làm nhiễu/sai lệch phép đo khoảng cách

Để dễ tháo lắp hơn

Bấm nộp sẽ mở 1 tab GitHub Issue đã điền sẵn điểm số của bạn — bấm "Submit new issue" để hoàn tất nộp bài.

🏁 Buổi 5: Hoàn thiện, Thử nghiệm & Dự thi AIJAM 2026

Sản phẩm cuối: Thuyền tự động hoàn chỉnh + báo cáo

Quy trình kiểm thử & tiêu chí thi

⏱ 30 phút

🧪 Quy trình kiểm thử (test) một sản phẩm kỹ thuật

Kiểm tra từng bộ phận riêng lẻ trước (thân nổi, động cơ quay, cảm biến đo đúng).
Kiểm tra tích hợp toàn hệ thống trên cạn (chưa xuống nước).
Thử nghiệm thực tế trong môi trường nước nông, có người giám sát.
Ghi lại lỗi phát sinh, sửa và thử lại — lặp lại quy trình đến khi ổn định.

🦺 An toàn khi thử nghiệm trên nước

Luôn thử nghiệm ở vùng nước nông, có người lớn giám sát.
Không chạm tay vào chân vịt đang quay.
Ngắt nguồn pin ngay khi phát hiện dấu hiệu bất thường (khói, mùi khét, nóng bất thường).
Vệ sinh và lau khô thuyền sau mỗi lần thử nghiệm.

🏆 Tiêu chí tham khảo khi chấm thi AIJAM 2026

Tiêu chí	Mô tả
Kỹ thuật chế tạo	Thân thuyền chắc chắn, chống thấm tốt, nổi cân bằng
Khả năng vận hành	Di chuyển ổn định, điều khiển chính xác, phản ứng đúng với cảm biến
Tính sáng tạo	Có cải tiến/mở rộng riêng so với mẫu cơ bản
Thuyết trình	Trình bày rõ nguyên lý hoạt động, quá trình chế tạo và bài học rút ra

🚀 Hướng mở rộng sau khóa học

📷 Gắn thêm camera mini để quan sát dưới nước qua màn hình/điện thoại.

🧪 Gắn cảm biến đo chất lượng nước (độ pH, độ đục) để làm thuyền khảo sát môi trường.

🛰️ Kết hợp module GPS để thuyền tự hành theo một hành trình định sẵn.

Lắp ráp hoàn chỉnh

⏱ 30 phút

🔧 Kiểm tra tổng thể trước khi hoàn thiện

Rà soát lại toàn bộ mối nối điện, siết chặt các ốc vít/khớp nối cơ khí.
Kiểm tra lại độ kín nước của toàn bộ khoang điện lần cuối.
Sạc đầy pin, kiểm tra thời lượng hoạt động thực tế của thuyền.
Vệ sinh bên ngoài thân thuyền, hoàn thiện tính thẩm mỹ (sơn, dán decal nếu muốn).

📋 Bảng kiểm tra hoàn thiện (final checklist)

Hạng mục	Đạt / Chưa đạt
Thân thuyền chắc chắn, kín nước	____
Động cơ + chân vịt hoạt động êm, đúng chiều	____
Cân bằng dằn, nổi thẳng không nghiêng	____
Điều khiển từ xa phản hồi nhanh, ổn định	____
Cảm biến tránh vật cản hoạt động đúng	____

Hoàn thiện chương trình tổng hợp

⏱ 40 phút

🧩 Ghép toàn bộ logic đã học

Chương trình cuối cùng kết hợp toàn bộ 4 buổi trước: nhận lệnh điều khiển (Buổi 4) → kiểm tra cảm biến an toàn (Buổi 4) → tính toán tốc độ 2 động cơ theo hướng mong muốn (Buổi 3) → xuất tín hiệu PWM ra mạch cầu H (Buổi 2) — tất cả chạy liên tục trong một khối forever duy nhất.

🔎 Bảng mô phỏng bảng điều khiển tổng hợp

Cảm biến vật cản

✅ An toàn

Lệnh điều khiển

⬆️ Đang tiến thẳng

🐞 Mẹo gỡ lỗi (debug) chương trình

Hiển thị giá trị các biến quan trọng (tocDoTrai, tocDoPhai, khoảng cách cảm biến) lên màn hình LED để theo dõi trực tiếp.
Kiểm tra từng khối lệnh riêng lẻ trước khi ghép toàn bộ chương trình lại.
Nếu thuyền phản ứng sai, kiểm tra lại thứ tự ưu tiên: cảm biến an toàn phải luôn được kiểm tra trước lệnh điều khiển.

Tổng kết khóa học

⏱ 20 phút

✅ Checklist hoàn thiện dự thi

Thuyền hoàn chỉnh, đã thử nghiệm ổn định trên nước Chương trình tổng hợp chạy mượt, không lỗi Đã chuẩn bị báo cáo/thuyết trình về nguyên lý hoạt động Sẵn sàng dự thi AIJAM 2026

📝 Quiz tổng kết Buổi 5

1. Trong chương trình tổng hợp, điều gì luôn được kiểm tra ưu tiên trước lệnh điều khiển?

Mức pin còn lại

Cảm biến an toàn (khoảng cách vật cản)

Màu sắc thân thuyền

2. Bước nào nên làm ĐẦU TIÊN trong quy trình kiểm thử sản phẩm?

Thử nghiệm trực tiếp trên nước sâu

Kiểm tra từng bộ phận riêng lẻ trước

Thuyết trình sản phẩm

3. Vì sao không nên chạm tay vào chân vịt đang quay?

Vì sẽ làm bẩn tay

Vì có thể gây thương tích

Vì sẽ làm thuyền chìm

4. Tiêu chí nào KHÔNG nằm trong bảng chấm thi AIJAM 2026 được đề cập?

Kỹ thuật chế tạo

Khả năng vận hành

Giá thành sản phẩm rẻ nhất

5. Gắn thêm camera mini vào thuyền phục vụ mục đích gì?

Tăng tốc độ động cơ

Quan sát dưới nước qua màn hình/điện thoại

Chống thấm nước tốt hơn

6. Khi thuyền phản ứng sai, bước gỡ lỗi đầu tiên nên làm là gì?

Tháo rời toàn bộ thuyền

Hiển thị giá trị các biến quan trọng để theo dõi trực tiếp

Đổi hẳn sang board điều khiển khác

7. Module nào có thể giúp thuyền tự hành theo một hành trình định sẵn?

Cảm biến siêu âm

Module GPS

Mạch cầu H

8. Nên làm gì ngay khi phát hiện thuyền có mùi khét hoặc nóng bất thường khi thử nghiệm?

Tiếp tục thử thêm vài phút để chắc chắn

Ngắt nguồn pin ngay lập tức

Tăng tốc độ động cơ lên tối đa

Bấm nộp sẽ mở 1 tab GitHub Issue đã điền sẵn điểm số của bạn — bấm "Submit new issue" để hoàn tất nộp bài.