Kỹ sư hướng dẫn học sinh làm robot vớt rác
Năm 2019, mô hình thuyền robot vớt rác trên sông của Đội The Guardians (Những người bảo vệ” – học sinh Trường THCS Ngô Sĩ Liên, quận Hoàn Kiếm) tham gia cuộc thi YIC 2019 (Young Inventor Challenge – Thách thức các nhà phát minh nhỏ tuổi) do Hội Khoa học Kỹ thuật và Sáng chế Malaysia tổ chức là một trong những sản phẩm được đánh giá cao vì có tính ứng dụng trong cuộc sống.
Anh Hiếu và nhóm học sinh đưa sản phẩm robot vớt rác đi dự thi |
The Guardians cũng là đội duy nhất trong tổng số 18 đội của Việt Nam tham dự giành được giải thưởng chính (Giải đồng) của cuộc thi.
Với việc tìm hiểu thực tế ở các sông, hồ trên địa bàn thành phố Hà Nội, nhóm học sinh Nguyễn Lê Hà Anh, Vũ Trung Quân, Nguyễn Cát Phương, Tạ Nguyễn Thanh Phong, Nguyễn Nhật Minh (Trường THCS Ngô Sĩ Liên) đã nghiên cứu và sáng tạo ra sản phẩm thuyền robot vớt rác, tham gia vòng chung kết cuộc thi YIC 2019.
Nhóm học sinh thuyết trình tại cuộc thi |
Trưởng nhóm The Guardians Nguyễn Lê Hà Anh chia sẻ: Có rất nhiều loại rác thải trôi nổi trên sông, hồ, điển hình là rác thải nhựa, nếu không kịp thời thu gom và tái chế, chúng sẽ làm ô nhiễm nguồn nước. Từ thực tiễn này, nhóm đã nghĩ đến ý tưởng chế tạo một chiếc máy có thể tự động di chuyển trên mặt sông để vớt rác, sau đó vận chuyển đưa vào bờ…
Khi bắt tay thực hiện mô hình, nhóm gặp khá nhiều khó khăn trong việc lựa chọn nguyên liệu, cấu trúc thuyền và cách nối các bộ phận với nhau; thường tranh cãi, bất đồng quan điểm với nhau do chưa quen với làm việc nhóm.
Đồng hành cùng các em học sinh là Thạc sĩ/kỹ sư Dương Trung Hiếu (SN 1977 - Hoàn Kiếm, Hà Nội) và thầy Nguyễn Xuân Hoàng (SN 1975).
Anh Hiếu chia sẻ: "Tính từ bước lên ý tưởng cho tới khi hoàn thành sản phẩm là 6 tháng (từ tháng 3 - 9/2019) nhưng quãng thời gian tôi và nhóm học sinh trường Ngô Sĩ Liên làm việc với nhau chỉ một tháng trước cuộc thi.
Điều quan trọng là tôi cảm nhận được độ máu lửa và sung sức của các em. Ở phòng thí nghiệm hàng giờ đồng hồ, chưa bạn nào kêu ca hay dứt ra khỏi phòng Lab.
Tôi và anh Hoàng đóng vai trò như người chỉ đường, quan sát, các em tự tay thực hiện, từ hàn mạch điện, lắp ráp khung…", anh Hiếu kể.
Kỹ sư Hiếu chia sẻ, đặc điểm là thuyền có thể điều khiển từ xa, không cần công nhân đứng trên thuyền vớt rác.
Điều khiển có thể cho thiết bị tiến, lùi, rẽ trái hoặc rẽ phải và công tắc nguồn cho phép máy hoạt động ở chế độ tự động hoặc bằng tay.
Nếu ở chế độ tự động, máy sẽ tự vận hành, khi rác đầy, bộ phận kéo rác tự động dừng lại, chuyển qua chế độ điều khiển bằng tay để người dùng điều khiển máy vào bờ.
Ngoài ra, thuyền có ưu điểm dễ tháo lắp, cho phép có thể di chuyển đến bất kỳ nơi nào cần vớt rác.
Robot vớt rác tự động có 5 phần riêng biệt, gồm bộ phận tời sử dụng mô tơ giảm tốc để kéo dây xích, nối giữa xích là các thanh inox để cào rác lên và đẩy rác vào thùng chứa phía sau.
Phía trước máy được lắp đặt thiết bị cảm biến giúp nhận dạng vật cản trong khoảng cách 50cm, thiết bị này giúp mạch trung tâm điều khiển 2 cánh quạt đạp nước phía sau đổi chiều quay để thiết bị có thể tiến và lùi. Trên thiết bị còn được gắn tấm pin mặt trời và ắc quy tích điện để lấy năng lượng hoạt động.
Quá trình triển khai, nhóm học sinh anh Hiếu hướng dẫn gặp khá nhiều thất bại nhưng thầy trò vẫn quyết tâm tới cùng.
Lần thứ 3 hạ thủy, con thuyền được lắp bánh lái và điều khiển tiến ra giữa hồ để vớt rác.Vừa mới ra giữa hồ, động cơ bên trái bị nước bắn vào tắt ngóm, động cơ bên phải rơi mất ốc, bánh lái văng xuống hồ mất tích. Học sinh ngồi trên bờ tiu nghỉu vì thất bại.
Ngược lại, anh Hiếu gọi các em đưa thuyền lên bờ, phân tích lý do, cùng học trò tìm hiểu vì sao thất bại. Đến lần thứ 4, các em đã thành công.
Anh Hiếu vốn là kỹ sư xây dựng nhưng có niềm đam mê với sáng chế và nghiên cứu khoa học, công nghệ,
Bằng những kiến thức từ thời còn trên giảng đường đại học và kinh nghiệm đúc rút trong quãng thời gian làm kỹ sư công trình, anh Hiếu mở phòng nghiên cứu vật lý ứng dụng tại Thanh Xuân, Hà Nội.
Anh mày mò, tìm cách đưa những lý thuyết vật lý, hóa học khô khan… vào thực tiễn, truyền tải đến học trò một cách dễ hiểu nhất.
Qua đó giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hàng ngày.
“Tôi dạy các em từ những điều cái sơ đẳng nhất, những thiết bị điều khiển bằng tay.
Một bảng mạch điện, tôi cho các em học suốt một tuần. Sau đó, đưa các em đến công trình thực tế, tự đấu nối, lắp ráp thiết bị điện", kĩ sư sinh năm 1977 chia sẻ
Ban đầu, anh hỗ trợ các trường cấp 1, cấp 2 trên địa bàn thành phố Hà Nội một số dự án thiết kế máy móc, sáng tạo.
Khi được nhiều người biết đến, anh được một số trường mời giảng về ứng dụng Khoa học Vật lý thực hành cho học sinh.
Máy xịt nước sát khuẩn cảm biến tự động
Bên cạnh dạy học, anh Hiếu dành thời gian sáng chế các sản phẩm ứng dụng vào thực tiễn.
Trong đợt dịch Covid-19 vừa qua, anh chế tạo ra thiết bị xịt phun sương khử khuẩn với giá thành rẻ nhưng hiệu quả cao. Thiết bị này đã được một số trường học lắp đặt.
Máy xịt khử khuẩn anh Hiếu chế tạo có kích thước nhỏ gọn |
“Xuất phát từ ý tưởng tạo ra sản phẩm giúp việc rửa tay khử khuẩn tại nơi công cộng diễn ra thuận tiện, nhanh chóng và hạn chế thấp nhất nguy cơ lây nhiễm dịch bệnh nên tôi đã làm ra chiếc máy này”, anh Hiếu nói.
Nguyên lý vận hành máy khá đơn giản. Nhóm sử dụng cảm biến để kích hoạt mạch điện. Mạch điện điều khiển động cơ và van từ, cung cấp dung dịch sát khuẩn cho người dùng qua đầu phun sương. Máy dùng nguồn điện 24V để đảm bảo an toàn.
Về cơ chế hoạt động, khi người sử dụng đưa tay vào, thiết bị sẽ tự động phun sương dung dịch sát khuẩn lên tay. Qua đó, người dùng tiết kiệm thời gian, tránh chạm vào thiết bị để hạn chế nguy cơ lây nhiễm.
Máy có ưu thế nhỏ gọn, sử dụng nhanh chóng, phù hợp với nơi công cộng, tiết kiệm được dung dịch sát khuẩn, dễ dàng chế tạo, giá thành rẻ, an toàn…
Đặc biệt, trong tình hình diễn biến phức tạp hiện nay, chiếc máy này rất hữu ích khi đưa vào sử dụng, giảm thiểu tiếp xúc bề mặt của người với máy, tránh lây nhiễm chéo từ người sang người.
Anh cho biết thêm, lượng cồn phun sương rất tiết kiệm, kinh tế (chỉ 1,5 ml). Một chai dung dịch sát khuẩn 500 ml có thể dùng được 300 - 320 lần.
Máy xịt khử khuẩn cảm biến được lắp đặt tại trường học |
Cách sử dụng khá dễ dàng, chỉ cần đặt trên bàn hay treo trên tường hoặc các bề mặt phẳng. Bất cứ chỗ nào cũng lắp đặt được miễn là có nguồn điện. Trường hợp máy đặt ở khu vực không có ổ cắm điện thì lắp thêm bộ pin sạc là có thể dùng được cả ngày.
“Máy xịt nước sát khuẩn cảm biến tự động nhiều người chế tạo và đưa vào thị trường, tuy nhiên, thiết kế và trọng lượng máy khá cồng kềnh. Do đó tôi chế tạo loại nhỏ gọn, năng suất lớn và dễ lắp đặt. Giá thành hoàn thiện sản phẩm dao động từ 2 -3 triệu đồng”, kỹ sư Hiếu cho hay.
Quang Sơn