THÙNG rác THÔNG MINH

SỞ GD VÀ ĐT HẢI DƯƠNG TRƯỜNG THCS TÊN DỰ ÁN THÙNG RÁC THÔNG MINH TỰ ĐỘNG Họ tên HS thực hiện: NĂM HỌC 2020 – 2021 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.2 CÂU HỎI NGHIÊN CỨU: 1.3 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC 1.4 MỤC TIÊU KỸ THUẬT .4 1.5 KẾT QUẢ MONG ĐỢI 1.6 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP DỮ LIỆU CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU CHUNG VỀ THÙNG RÁC THƠNG MINH 2.1 THÙNG RÁC THƠNG MINH LÀ GÌ? VÀ CĨ GÌ KHÁC VỚI THÙNG RÁC THƯỜNG? 2.2 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM NỔI BẬT CỦA THÙNG RÁC THÔNG MINH .5 CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ ĐẤU NỐI: .7 3.1 LỰA CHỌN THIẾT BỊ: 3.2 TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU .12 3.3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 12 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 13 4.1 ĐIỂM MỚI CỦA DỰ ÁN 13 4.2 TỒN TẠI .13 4.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 13 CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Rác thải thực trạng đáng báo động toàn giới Một ngày toản thể người dân Việt Nam thải 50.000 tấn/ngày với số lượng rác thải khổng lồ làm ảnh hưởng nặng nề tới môi trường Tại trường học số lượng rác từ học động học tập ăn quà học sinh nhiều ý thức vứt rác nơi quy định học sinh Đồng thời Khoa học kỹ thuật đà phát triển mạnh nhiều ngành nghề áp dụng khoa học kỹ thuật vào, đồ dùng đơn giản gia đình có nhiều đồ dùng thông minh đồi hỏi kỹ thuật cao Vậy để giúp bạn học sinh hiểu rõ tầm quan trọng môi trường vấn đề ảnh hưởng nghiêm trọng rác thải tới môi trường nào? Vì vậy: từ vấn nạn “Nhóm học sinh” tiến hành nghiên cứu phát triển thùng rác thông minh tự động để giúp bạn học sinh vứt rác nơi quy định 1.2 CÂU HỎI NGHIÊN CỨU: Máy hoạt động dựa vào nguyên lý nào? Máy hoạt động có ổn định điện đâu ra? có tần số ổn định không? Cấu tạo gồm phận nào? Thời gian hoạt động máy có ổn định không? Các linh kiện tạo sản phẩm lấy từ đâu, chi phí có q cao khơng? Máy tận dụng nguồn lượng xanh tự nhiên để tái sử dụng cho việc sinh hoạt khơng? Máy khắc phục tượng chập cháy tự động điều khiển khơng? Hệ thống làm việc có độ tin cao khơng? có đảm bảo tính an tồn độ bền không? 1.3 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC - Nếu “Bộ thùng rác thông minh tự động” sản phẩm hữu ích gia đình, trường học, quan hành chính, nơi cơng cộng sản phẩm mang lại hiệu cao việc phịng trống nhiêm mơi trường giúp mơi trường sống lành giúp cho rác thải xử lý cách 1.4MỤC TIÊU KỸ THUẬT - Sản phẩm an toàn với người - Sản phẩm lắp ráp đơn giản, gọn nhẹ - Sản phẩm thiết kế đơn giản tận dụng thùng rác bình thường nhà 1.5KẾT QUẢ MONG ĐỢI - Sản phẩm hoạt động hiệu quả, đảm bảo nguyên lí hoạt động đề - Biến thùng rác bình thường nhà trở thành thơng minh - Giá thành thấp, phù hợp với túi tiền người dân, sử dụng lại linh kiện điện tử cũ - Là sản phẩm thân thiện với môi trường - Khắc phục hạn chế tối đa rác thải môi trường - Tạo điều kiện cho người nâng cao ý thức bảo vệ môi trường 1.6PHƯƠNG PHÁP THU THẬP DỮ LIỆU - Phương pháp quan sát: Quan sát tình hình thực tế trường - Phương pháp điều tra: với sản phẩm vừa tiết kiệm thời gian, thùng rác mở tự động không cần dùng tới tay, sau rác bỏ vào thùng nắp thùng tự động đống lại CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU CHUNG VỀ THÙNG RÁC THƠNG MINH 2.1 THÙNG RÁC THƠNG MINH LÀ GÌ? VÀ CĨ GÌ KHÁC VỚI THÙNG RÁC THƯỜNG? Ngày nay, với phát triển nhanh chóng cơng nghệ khoa học kĩ thuật, nhà nghiên cứu không ngừng đưa phát minh để phục vụ tốt sống người, thùng rác thông minh sản phẩm Thùng rác thông minh ứng dụng công nghệ cảm ứng tia hồng ngoại để giúp đóng mở dễ dàng Khác với loại thùng rác thông thường, bạn phải dùng tay chân để mở phải tiếp xúc trực tiếp với thùng rác, sản phẩm có tính tự động mở khoảng cách 100Cm, đóng lại sau – giây Người dùng chỉ cần đưa tay vào vùng cảm ứng, thùng ráng tự động mở nhờ chip máy tính, thiết bị dị hồng ngoại, thiết bị phát sóng trang bị thùng rác Hình 2.1:Thùng rác thơng minh đại 2.2 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM NỔI BẬT CỦA THÙNG RÁC THÔNG MINH Thùng rác thông minh sở hữu nhiều ưu điểm bật mà loại thùng rác thơng thường khơng có Tính đại: Với tính cảm ứng hồng ngoại, thùng rác thông minh cho phép người sử dụng vứt rác mà không cần dùng tay chân để đóng mở lắp Tích hợp âm thanh: thùng rác thơng minh có thêm tính phát âm ghi sẵn để truyên truyền nhắc nhở người bỏ rác thải nơi quy định nâng cao ý thức người Đảm bảo vệ sinh: thùng rác thơng minh ngăn chặn trùng ruồi, gián, chuột ngăn không cho mùi phát tán bên ngồi Cac bạn học sinh chạm tay vào thùng rác nên tránh lây lan vi khuẩn Việc lấy rác khỏi thùng vô dễ dàng, tiện lợi, không lo bị rơi vãi xung quanh Góp phần nâng cao ý thức giữ gìn vệ sinh: Một số bạn học sinh bị “bệnh lười vứt rác” không muốn dùng chân/ tay để mở nắp Nhưng thùng rác thông minh trị bệnh Các bạn học sinh có tính tị mà thích khám phá đồ dùng tự động thúc đẩy ý thức vứt rác nơi quy định bạn CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ ĐẤU NỐI: 3.1.LỰA CHỌN THIẾT BỊ:  MạchArduino uno r3 Thông Số Kỹ Thuật: - Thiết kế theo chuẩn chân, kích thước Arduino Nano hãng - IC chính: ATmega328P-AU - IC nạp giao tiếp UART: CH340 - Điện áp cấp: 5VDC cổng USB 6-9VDC chân Raw - Mức điện áp giao tiếp GPIO: TTL 5VDC - Dòng GPIO: 40mA - Số chân Digital: 14 chân, có chân PWM - Số chân Analog: chân (hơn Arduino Uno chân) - Flash Memory: 32KB (2KB Bootloader) - SRAM: 2KB - EEPROM: 1KB - Clock Speed: 16Mhz - Tích hợp Led báo nguồn, led chân D13, LED RX, TX - Tích hợp IC chuyển điện áp 5V LM1117 - Kích thước: 18.542 x 43.18mm Hình 3.1:Arduino uno R3  Cảm biến siêu âm: Thông số kỹ thuật cảm biến siêu âm HC-SR04 - Điện áp: 5V DC - Dòng hoạt động: < 2mA - Mức cao: 5V - Mức thấp: 0V - Góc tối đa: 15 độ - Khoảng cách: 2cm – 450cm (4.5m) - Độ xác: 3mm Hình 3.2:Cảm biến siêu âm  Động servo: Thông số kỹ thuật Động Cơ RC Servo MG996R - Servo MG996R (nâng cấp MG995) có momen xoắn lớn - Lực kéo 6v : 11kg - Đây nâng cấp từ servo MG995 tốc độ, lực kéo độ xác - Phù hợp với máy bay cánh quạt loại 50 -90 methanol máy bay cánh cố định xăng 26cc-50cc - So với MG946R, MG996R nhanh hơn, nhỏ - Tên sản phẩm: MG996R - Trọng lượng sản phẩm: 55g - Kích thước sản phẩm: 40.7 * 19.7 * 42.9mm - Lực kéo: 9.4kg / cm (4.8V), 11kg / cm (6V) - Tốc độ xoay: 0.17 giây / 60 độ (4.8 v) 0.14 giây / 60 độ (6 v) - Điện áp làm việc: 4.8-7.2V - Nhiệt độ hoạt động: ℃ -55 ℃ - Vật liệu bánh răng: Kim loại - Các mơ hình thích hợp: máy bay cánh cố định 50 – 90 methanol máy bay cánh động xăng 26cc-50cc Hình 3.3:Động servo MG996  Mạch Giảm Áp DC LM2596 3A Hình 3.4:Mạch giảm áp DC LM2596 3A Thông số kỹ thuật Điện áp đầu vào: Từ 3V đến 30V - Điện áp đầu ra: Điều chỉnh khoảng 1.5V đến 30V - Dòng đáp ứng tối đa 3A - Hiệu suất: 92% - Cơng suất: 15W - Kích thước: 45 (dài) * 20 (rộng) * 14 (cao) mm  Mạch Phát Âm Thanh MP3 Kết Hợp Amply DFPlayer Mini Thông số kỹ thuật: - Tốc độ lấy mẫu (Khz) ; / 11.025 / 12 / 16 / 22.05 / 24 / 32 / 44.1 / 48 với ngõ 24bit - - Hỗ trợ đầy đủ FAT16, FAT32, thẻ TF hỗ trợ tối đa 32Gb - Có thể điều khiển qua chân IO hay chuẩn nối tiếp - Các file âm xếp theo thư mục (tối đa 100 mục) , mục chứa tối đa 255 hát - Âm chỉnh mức Hình 3.5:Mạch phát âm MP3  Loa Công Suất 3W 4Ohm Thông số kỹ thuật: - Cơng suất 3W - Đường kính 5cm - Độ dày 2cm - Đường kính nam châm 2.2cm - Tỉ số tiếng ổn 1Db - Độ nhạy 100Db/W 10 - Tần số 170khz Hình 3.6:Loa âm 3W  Nguồn adapter 12V 2A Hình 3.7: Nguồn adapter 12V  Thùng rác: Hình 3.8: Thùng rác bình thường  Nguyên lý hoạt động thùng rác thông minh : 11 Khi cảm biến siêu âm phát vật cản (bàn tay or rác người vứt rác vào) Cảm biến truyền tín hiệu mạch xử lý trung tâm (bộ Arduino uno R3)sẽ xử lý tín hiệu điều khiển động servo quya góc 90 ođể mở lắp thùng rác sau 3-5s thùng tác tự động đóng lại Đồng thời phát âm MP3 đọc file âm ghi sẵn thẻ nhớ 3.2.TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU - Ngay bước vào năm học 2020-2021, nhà trường triển khai văn phát động thi sáng tạo thiếu niên dành cho học sinh trung học, nhóm nghiên cứu chúng em đầu tư thời gian vào nghiên cứu cải tiến dựán“THÙNG RÁC THÔNG MINH TỰ ĐỘNG”dưới hướng dẫn thầy cô giáo Từ việc xây dựng ý tưởng, thiết kế mơ hình, tìm hiểu linh kiện, tiến hành chế tạo lắp ráp tạo thành sản phẩm - Sau tham gia thi cấp trường, nhóm nghiên cứu chúng em tham khảo ý kiến đóng góp thầy Qua nhiều lần chỉnh sửa, rút kinh nghiệm đưa vào sử dụng thành cơng thực tế Qui trình nghiên cứu dự án thể qua bước cụ thể sau: Bước 1: Chuẩn bị thiết bị: Bước 2:Thiết kế sơ đồ ngun lí “THÙNG RÁC THƠNG MINH TỰ ĐỘNG” Bước 3: Tiến hành lắp ráp cách mạch Bước 4: Làm mơ hình nối mạch điện, kiểm tra độ an toàn điện 12 3.3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM CHỤP ẢNH THỰC TẾ THẬT ĐẸP ĐƯA VÀO BÁO CÁO Hình 3.9: Kết thu sau thực nghiêm 13 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 4.1 ĐIỂM MỚI CỦA DỰ ÁN - Sản phẩm có cấu tạo đơn giản, lắp ráp hồn tồn thủ cơng, hoạt động theo ý muốn người - Có thêm phát âm tuyên truyền nâng cao ý thức bỏ rác nơi quy định - Tiến tới sản phẩm có nhóm em sử dụng trực tiếp nguồn lượng xanh để chạy thiết bị, mà không cần dùng điện - Sản phẩm thân thiện với môi trường 4.2 TỒN TẠI - Do sản phẩm lắp đặt thủ công nên thời gian lắp ráp cho sản phẩm nhiều, sản phẩm chưa đảm bảo tính thẩm mĩ 4.3.HƯỚNG PHÁT TRIỂN - Nếu sản phẩm thị trường chấp nhận sản xuất theo dây chuyền rút ngắn thời gian lắp ráp 14 ... 2: TÌM HIỂU CHUNG VỀ THÙNG RÁC THÔNG MINH 2.1 THÙNG RÁC THÔNG MINH LÀ GÌ? VÀ CĨ GÌ KHÁC VỚI THÙNG RÁC THƯỜNG? 2.2 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM NỔI BẬT CỦA THÙNG RÁC THƠNG MINH .5 CHƯƠNG 3: TÌM... kiệm thời gian, thùng rác mở tự động không cần dùng tới tay, sau rác bỏ vào thùng nắp thùng tự động đống lại CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU CHUNG VỀ THÙNG RÁC THƠNG MINH 2.1 THÙNG RÁC THƠNG MINH LÀ GÌ? VÀ... ứng, thùng ráng tự động mở nhờ chip máy tính, thiết bị dị hồng ngoại, thiết bị phát sóng trang bị thùng rác Hình 2.1 :Thùng rác thơng minh đại 2.2 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM NỔI BẬT CỦA THÙNG RÁC THƠNG MINH Thùng