Chế tạo thiết bị Cảnh báo khí độc trong hầm cá: Học sinh trường huyện đạt giải quốc gia
Tại Cuộc thi sáng tạo thanh thiếu niên nhi đồng, em Lê Thành Đạt và Phạm Bùi Thanh Sang, HS Trường THPT Trần Văn Quan (huyện Long Điền) đã giành giải Ba cấp tỉnh và giải Ba toàn quốc với “Thiết bị giám sát, điều khiển và cảnh báo nồng độ các khí độc trong hầm cá của tàu, ghe”.
 |
|
Lê Thành Đạt (thứ hai từ phải qua) và Phạm Bùi Thanh Sang, HS Trường THPT Trần Văn Quan
(huyện Long Điền) giành giải Ba cấp tỉnh và giải Ba toàn quốc với “Thiết bị giám sát, điều khiển và cảnh báo nồng độ các khí độc trong hầm cá của tàu, ghe”. |
Để ngư dân ra khơi an toàn
Em Lê Thành Đạt cho biết, qua các phương tiện truyền thông, em được biết, thời gian qua, đã xảy ra nhiều vụ ngư dân bị ngạt khí độc trong hầm cá. Một trong những nguyên nhân chính là do trong quá trình đánh bắt cá trên biển, điều kiện bảo quản không bảo đảm nên cá bị ươn, phân hủy và sản sinh ra khí độc.
Theo kinh nghiệm, ngư dân trước khi xuống hầm cá làm việc sẽ mở nắp hầm để khí độc bay đi. Tuy nhiên, họ không biết được rằng phía dưới hầm vẫn còn nhiều khí độc. Tiếp xúc với khí độc, ngư dân có thể bị ngạt khí dẫn tới ngất xỉu, thậm chí tử vong. Để giải quyết vấn đề đó, 2 cậu học trò trường huyện đã đưa ra ý tưởng chế tạo “Thiết bị giám sát, điều khiển và cảnh báo nồng độ các khí độc trong hầm cá của tàu, ghe”.
Em Phạm Bùi Thanh Sang chia sẻ, các em muốn tạo ra một thiết bị có những chức năng chính như đo thông số của khí NH3, SO2, O2, CO2, nhiệt độ, độ ẩm bên trong hầm cá của tàu, ghe. Thiết bị có thể phát ra cảnh báo khi nồng độ khí độc vượt ngưỡng, gây hại cho sức khỏe con người. Bên cạnh đó, thiết bị còn có quạt gió giúp lưu thông không khí.
| Ông Trần Hữu Phương, Giám đốc Trung tâm Giáo dục thường xuyên-Hướng nghiệp TP. Vũng Tàu, Chủ tịch Hội đồng Giám khảo Cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên nhi đồng cấp tỉnh cho biết, “Thiết bị giám sát, điều khiển và cảnh báo nồng độ các khí độc trong hầm cá của tàu, ghe” là dự án được Ban Giám khảo đánh giá rất cao về mặt ý tưởng. Đây là đề tài có tính khả thi cao, ra đời từ yêu cầu thực tiễn của đời sống, giúp bảo đảm an toàn, giảm thiểu rủi ro cho ngư dân trong môi trường lao động độc hại. “Tôi tin rằng nếu nhận được sự quan tâm đúng mức, ý tưởng này có thể phát triển thành sản phẩm hiện đại và hữu ích”, ông Phương nhấn mạnh. |
Ngay sau khi ý tưởng hình thành, Đạt và Sang bắt tay khởi động dự án. Ngoài thời gian học trên lớp, các em tới phòng nghiên cứu khoa học kỹ thuật của trường để thực hiện dự án với sự hướng dẫn của cô Trần Thu Ngân, GV Trường THPT Trần Văn Quan. Các ngày cuối tuần, hai em lại có mặt tại CLB Khoa học kỹ thuật PCS do thầy Bùi Minh Thảo, giảng viên Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.Hồ Chí Minh phụ trách.
“Khó khăn lớn nhất đối với chúng em là làm sao lập trình thiết bị hoạt động theo đúng mục đích đề ra. Cùng với đó là khó khăn trong việc mua sắm linh kiện. Tất cả các cảm biến để chế tạo thiết bị đều đặt mua từ nước ngoài nên thủ tục phức tạp hơn, thời gian vận chuyển cũng lâu hơn”, Thành Đạt cho biết thêm.
Thiết bị hữu ích
Suốt 4 tháng, với sự cần mẫn của 2 cậu học trò, sự tận tâm của thầy Thảo, cô Ngân, “Thiết bị giám sát, điều khiển và cảnh báo nồng độ các khí độc trong hầm cá của tàu, ghe” đã ra đời. Thiết bị gồm 2 bộ phận: bộ chính đặt phía trong hầm và bộ phụ đặt bên ngoài hầm.
Bộ chính gồm bộ điều khiển trung tâm Aduino Mega 2560 Pro có thể nhận thông số đo của cảm biến đo khí độc. Đồng thời xử lý và điều khiển các thiết bị được sử dụng trong đề tài. Bộ chính còn có cảm biến phát hiện và đo khi các khí: H2S, NH3, SO2, O2; module thu phát sóng RF HC-12 truyền thông số khí độc qua sóng RF; màn hình LCD 20x4 để hiển thị nồng độ khí.
Bộ phụ gồm có bộ điều khiển trung tâm Seeeduino Xiao nhận thông số từ bộ chính và bắt đầu xử lý để truyền thông số lên màn hình. Còi và cảm biến rung dùng để thông báo khẩn cấp khi nồng độ khí độc chạm ngưỡng không an toàn, không nên xuống làm việc. Module thu phát sóng RF HC-12 sẽ nhận thông số khi độc từ bộ chính. Màn hình cảm ứng Nextion dùng để giám sát nồng độ khí.
|
Ưu điểm của thiết bị là được chế tạo hoàn toàn mới theo tiêu chí gọn nhẹ, sử dụng bộ điều khiển phổ biến, dễ sử dụng, hoạt động chính xác và ổn định. Thiết bị có giá thành phù hợp, khoảng 8 triệu đồng. Do thiết bị này chưa có trên thị trường nên tới đây, chúng em sẽ kêu gọi đầu tư với số vốn ban đầu khoảng 800 triệu đồng để đưa dự án đi vào sản xuất hàng loạt.
(Em Lê Thành Đạt)
|
Thiết bị sử dụng nguồn điện mà tàu, ghe đang dùng. Cảm biến được cấp nguồn sẽ phát hiện khí độc và đo nồng độ của nó. Trong quá trình đo, các cảm biến sẽ truyền thông số hay còn gọi là dữ liệu đo về bộ điều khiển trung tâm để xử lý. Màn hình LCD lúc này sẽ được bộ điều khiển trung tâm cung cấp dữ liệu và hiển thị nồng độ khí. Ngoài ra, bộ này còn kết hợp đo nhiệt độ, độ ẩm bên trong hầm cá, đo được độ nghiêng của tàu giúp an toàn hơn trong quá trình vận chuyển cá. Các thông số cũng sẽ được truyền không dây thông qua module thu phát sóng RF đến bộ giám sát cầm tay. Khi nhận được tín hiệu bật tắt quạt hút hay bơm dưỡng khí O2 module thu phát RF sẽ truyền dữ liệu về bộ điều khiển trung tâm để xử lý.
Bộ giám sát cầm tay sử dụng pin 7.4 volt và được sạc bằng hình thức không dây như một chiếc điện thoại thông minh. Sau khi chuẩn bị xong phần nguồn vào các linh kiện trên mạch, module thu phát RF lúc này sẽ liên tục nhận thông số đo từ bộ chính và truyền về bộ điều khiển trung tâm để tiếp tục xử lý. Tiếp đó, màn hình cảm ứng Nextion nhận thông số đo từ bộ điều khiển trung tâm và hiển thị lên màn hình. Nếu nhận thấy nồng độ khí độc chạm ngưỡng, thiết bị sẽ liên tục rung và báo còi để thông báo cho ngư dân. Để điều khiển bật tắt quạt hút hay bơm dưỡng khí O2 vào hầm, người dùng vào trang điều khiển có hiển thị trên màn hình. Màn hình truyền tín hiệu về bộ điều khiển trung tâm, qua đó tiếp tục truyền ngược lại cho bộ chính trong hầm cá.
Bài, ảnh: HOÀNG DƯƠNG