Tháng 9/2019, Nhóm học sinh trường Phổ thông Song ngữ Liên cấp Wellspring (Hà Nội) đã sáng chế ra chiếc máy đo bụi mịn nhằm giúp mọi người biết tình hình ô nhiễm đến đâu để chủ động chuẩn bị phương tiện bảo hộ cho mình.

Sản phẩm này sau đó đã giành giải Ba trong cuộc thi "Sáng tạo công nghệ số - Wetech" của trường.

{keywords}
Tuấn Khôi (áo xanh) và nhóm A3Tech giành giải Ba Cuộc thi  "Sáng tạo công nghệ số - Wetech".

Phan Tuấn Khôi (SN 2003) – thành viên nhóm chia sẻ, tháng 6/2019 các phương tiện thông tin đại chúng liên tục đưa tin về ô nhiễm không khí.

Mỗi nguồn tin lại đưa ra cảnh báo, thông số ô nhiễm khác nhau nên nhóm nảy ra ý tưởng tạo ra thiết bị đo thông số bụi tại nhà.

Hai tháng sau, nhóm bắt tay vào thực hiện qua nghiên cứu trên mạng và sự hướng dẫn của một số chuyên gia công nghệ.

Tuấn Khôi tâm sự: “Khi trường phát động cuộc thi, 9 thành viên chung chí hướng đã tập hợp lại với nhau để làm.

Nhóm chia ra làm hai, một bên phụ trách phần mềm, gồm: lập trình và mã hóa. Một bên phụ trách phần cứng, gồm: mua thiết bị, lắp ráp”.

Cơ chế hoạt động của máy khá đơn giản. Máy có hai cảm biến hồng ngoại đo dữ liệu đầu vào. Các chỉ số không khí được chuyển về mạch chính arduino để phân tích và hiển thị kết quả lên màn hình LCD. Kết quả được máy tự động gửi lên website, hiển thị thành dạng biểu đồ để người dùng theo dõi.

“Nhóm em tìm hiểu công thức tính toán nồng độ bụi và các loại bụi. Sau đó, em bắt đầu lập trình và tìm hiểu thêm về các cảm biến đo thông số bụi, đặc biệt là bụi PM 2.5, PM 10.0 và cảm biến các chất liên quan…”, Khôi nói.

Trước khi có được sản phẩm hoàn chỉnh, nhóm phải thử nghiệm nhiều lần và gặp không ít thất bại. Nhóm cũng tham khảo ba chương trình: Đồ án tốt nghiệp về đo không khí của nhóm sinh viên Đại học Bách khoa Hà Nội, ứng dụng Air Visual và hệ thống đào tạo lập trình cho trẻ em tại Việt Nam (Kidscode).

Công đoạn gian nan nhất là lập trình. Nhóm không sử dụng dạng mã hóa kéo - thả đơn giản mà thực hiện mã hóa nâng cao. Tính từ lúc làm đến khi kết thúc, nhóm viết khoảng 800 dòng mã hóa. 

Ngoài ra, nhóm quyết định thiết lập cả 5 chỉ số không khí trong một máy. Nhiều lần được chỉ số này nhưng mất chỉ số kia. Lần đầu tiên kết quả của 5 chỉ số hiển thị thành công, cả nhóm như vỡ òa.

Tuấn Khôi cho biết thêm, đây mới chỉ là một nửa quãng đường. Nhóm tiếp tục lập trình để đưa kết quả này lên trên website, nếu viết sai mã hóa, kết quả vừa có cũng mất hết.

Công đoạn đưa kết quả lên Website liên tục gặp bế tắc, cả nhóm chưa tìm được phương án. Đúng lúc đó, các thành viên phải ôn thi học kỳ nên dự án phải tạm hoãn.

{keywords}
Máy đo bụi mịn phiên bản 1

Lúc công việc mã hóa và đưa kết quả lên Website liên tục thất bại, Khôi định xóa toàn bộ những gì đã viết. Nhưng nhìn lại chặng đường đã đi, các thành viên đã vực nhau dậy, tiếp tục hoàn thiện.

Mỗi lần sử dụng máy để đo các chỉ số không khí, nhóm sẽ so sánh kết quả với mức trung bình của ba chương trình trên. Lần sai lệch cao nhất là 20%, hiện chỉ lệch 7-8%.

Tuy nhiên, theo Khôi, việc sai lệch là không đáng ngại. Bởi, kết quả đo còn tùy thuộc vào địa điểm đặt máy.

Ví dụ, thiết bị của sinh viên Đại học Bách khoa Hà Nội đo tại nơi có nhiều cây, không khí mát mẻ và trong lành nên các chỉ số nhiệt độ và nồng độ bụi mịn cũng thấp hơn. Trường hợp đặt ở đường phố, khu vực ô nhiễm, nồng độ sẽ cao hơn.

Khôi tính toán, giá thành của sản phẩm khoảng 2,2 triệu, thiết kế nhỏ gọn nên dễ dàng lắp đặt trong gia đình.

Nhóm dự định hoàn thiện sản phẩm bằng cách kết nối với thiết bị lọc không khí. Nếu chỉ số không khí hoặc nồng độ bụi mịn ở mức độc hại, thiết bị sẽ phát cảnh báo và máy lọc không khí sẽ tự chạy.

Sau Cuộc thi này, Phan Tuấn Khôi tiếp tục kết hợp với 2 bạn nữa là Hoàng Nguyễn Anh và Phạm Khánh Linh thành 1 nhóm nghiên cứu, nâng cấp phiên bản máy đo bụi mịn cũ và đưa đi tham dự Cuộc thi “Sáng chế vì môi trường” do Đại học Bách Khoa tổ chức.

{keywords}
Nhóm của Tuấn Khôi và cô giáo trong Cuộc thi “Sáng chế vì môi trường” do Đại học Bách Khoa tổ chức

Nguyễn Anh phụ trách video và Khánh Linh phụ trách liên lạc, duyệt nội dung. Cả hai cũng là học sinh của trường Wellspring.

Trong đó, Khôi phụ trách tất cả việc liên quan đến kỹ thuật, lập trình và tính toán.

“Em tiếp cận với lập trình từ năm lớp 10 rồi đam mê, em mày mò vào mạng học thêm. Em còn may mắn được thực tập tại một công ty phần mềm nên được nhiều anh chị và các thầy bên đó hướng dẫn thêm”, Khôi chia sẻ.

{keywords}
Máy đo bụi mịn phiên bản 2

Sản phẩm máy đo bụi mịn phiên bản mới Khôi đưa đi thi tại Đại học Bách Khoa nhỏ gọn hơn, thông số chính xác hơn và có độ bền hơn phiên bản cũ.

{keywords}
Khôi thực nghiệm đo mức độ ô nhiễm không khí.

Tại Cuộc thi này, sản phẩm máy đo bụi mịn giành giải Lan tỏa. Nhóm của Khôi là nhóm học sinh cấp III duy nhất, còn lại đều là sinh viên đến từ các trường đại học.

Hiện Khôi đang phát triển tiếp sản phẩm để có thể sử dụng tại bất kỳ đâu và tự cập nhật thông số tùy theo vị trí người dùng qua một app tự lập trình.

Chia sẻ về dự định cá nhân, Khôi cho biết, sẽ đi du học và mục tiêu của cậu học sinh lớp 12 là Đại học Nanyang Technological University (Singapore).

Thái Minh