Nghiên cứu KHKT cơ khí, MÁY TƯỚI NƯỚC TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Tuy nhiên từ khi dịch bệnh Covid 19 bùng phát trường thường xuyên thực hiên phương án dạy trự tuyến nên không chủ động về mặt thời gian chăm sóc cây trong lớp đặc biệt là việc tưới nước cho cây, có nhiều khi việc học trực tuyến kéo dài mà cây không thể tưới được dẫn đến ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và phát triển của cây thậm chí là cây bị chết. Chính vì vậy nhóm chúng em nghiên cứu dự án làm máy tưới tự động cho cây. Đối với cây cảnh không cần nhiều nước nếu sử dụng các thiết bị tưới tự động có trên thị trường thì lượng nước tưới cho cây ta không kiểm soát được, có khi ít quá dẫn đến cây tăng trưởng kém hoặc nhiều quá thì nước sẽ tràn ra lớp học gây ảnh hưởng đến vệ sinh lớp học lớp học và gây lãng phí nước. Mặt khác việc nghỉ học dài ngày thì nhà trường sẽ tắt điện ở các dãy phòng học để bảo đảm an toàn. Ngày nay với sự phát triển nhanh của khoa học công nghệ, các nhà khoa học luôn cho ra thị trường những sản phẩm chất lượng cao và phù hợp với nhu cầu sử dụng của người dân. Nhiều sản phẩm ra đời có ứng dụng rất tốt nhưng lại không tích hợp được nhiều chức năng.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH ĐĂK NÔNG CUỘC THI KHOA HỌC KỸ THUẬT CẤP TRƯỜNG Năm 2021-2022 BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU DỰ ÁN “MÁY TƯỚI NƯỚC TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI” LĨNH VỰC DỰ THI: CƠ KHÍ CHẾ TẠO Đăk Nơng, tháng 12 năm 2021 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I Lý chọn đề tài II Giả thuyết khoa học Giả thuyết khoa học Tính mới, tính khoa học khả ứng dụng đề tài III Tổng quan vấn đề nghiên cứu Giới thiệu tổng quan vấn đề nghiên cứu Cấu tạo nguyên tắc hoạt động 2.1 Cấu tạo 2.2 Nguyên tắc hoạt động IV Thiết kế phương pháp nghiên cứu 12 Tiến trình 12 Phương pháp nghiên cứu dự án 12 V Phân tích liệu 13 Kết 13 Số liệu kết nghiên cứu 13 Phân tích liệu 14 Thảo luận 14 VI Kết luận…………………………………………………………… 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 LỜI CẢM ƠN Trước tiên với tình cảm sâu sắc chân thành nhất, cho phép chúng em bày tỏ lòng biết ơn đến tất cá nhân tổ chức tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ chúng em suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập trường Lương Thế Vinh đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý thầy cô bạn bè Chúng em xin gửi đến quý thầy cô giáo truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường Nhờ có lời hướng dẫn, dạy bảo thầy nên dự án nghiên cứu chúng em hồn thiện tốt đẹp Xin cảm ơn quý thầy cô tổ môn ban giám hiệu nhà trường cho chúng em góp ý tạo điều kiện cho chúng em hồn thành tốt dự án Xin cảm ơn tồn thể gia đình, bạn bè, người thân ủng hộ, động viên tạo điều kiện giúp đỡ chúng em tham gia thi Mặc dù cố gắng thu thập thông tin, tài liệu khoa học tiến hành thí nghiệm thực tế xong kiến thức kinh nghiệm chúng em cịn nhiều hạn chế, khơng thể tránh khỏi sai sót khơng đáng có q trình thực dự án Em mong nhận đóng góp q thầy hội đồng ban giám khảo Nhóm nghiên cứu I Lý chọn đề tài Trường THPT Lương Thế Vinh thực hiên chương trình xây dựng trường học “Xanh – Sạch – Đẹp – An Toàn” nội dung chương trình lớp học phải có từ đến hai xanh, việc chăm sóc trường hợp học tập bình thường lớp làm tốt Tuy nhiên từ dịch bệnh Covid 19 bùng phát trường thường xuyên thực hiên phương án dạy trự tuyến nên không chủ động mặt thời gian chăm sóc lớp đặc biệt việc tưới nước cho cây, có nhiều việc học trực tuyến kéo dài mà tưới dẫn đến ảnh hưởng đến khả sinh trưởng phát triển chí bị chết Chính nhóm chúng em nghiên cứu dự án làm máy tưới tự động cho Đối với cảnh không cần nhiều nước sử dụng thiết bị tưới tự động có thị trường lượng nước tưới cho ta khơng kiểm sốt được, có q dẫn đến tăng trưởng nhiều nước tràn lớp học gây ảnh hưởng đến vệ sinh lớp học lớp học gây lãng phí nước Mặt khác việc nghỉ học dài ngày nhà trường tắt điện dãy phịng học để bảo đảm an tồn Ngày với phát triển nhanh khoa học công nghệ, nhà khoa học cho thị trường sản phẩm chất lượng cao phù hợp với nhu cầu sử dụng người dân Nhiều sản phẩm đời có ứng dụng tốt lại khơng tích hợp nhiều chức Chính với mong muốn tìm tịi, dựa ngun lý hoạt động sản phẩm có thị trường Chúng em nghiên cứu để tạo sản phẩm gần gũi với sống, thiết thực, phù hợp với nhu cầu sử dụng mang lại hiệu cao mà chi phí cho sản phẩm tương đối thấp “Máy tưới tự động sử dụng lượng mặt trời” để giải cho việc tưới phòng học lớp em II Giả thuyết khoa học Giả thuyết khoa học Với mong muốn tạo máy tưới tự động đáp ứng u cầu: Khơng sử dụng điện lưới; Tưới vừa đủ nước (Để bảo vệ vệ sinh lớp học tiết kiệm nước) Hiện thị trường có sản phẩm sau: Nhược điểm hệ thống to, cồng kềnh, sử dụng điện lưới Nhược điểm cùa máy tưới theo định không đo độ ẩm đất dẫn đến lượng nước nhiều q Tính mới, tính khoa học khả ứng dụng đề tài Sản phẩm chúng em sau tạo máy bơm tự động tích hợp tính năng: - Tưới nước độ ẩm đất xuống đến mức cần thiết máy tự kích hoạt bơm độ ẩm đủ máy tự ngắt - Sử dụng lượng lượng mặt trời Máy bơm nước tự động chúng em sử dụng tưới phòng học, gia đình, quan đặc biệt có điều kiện phát triển máy sử dụng cho diện tích lớn sân vườn III Tổng quan vấn đề nghiên cứu Giới thiệu tổng quan vấn đề nghiên cứu Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật ngày có nhiều máy tưới tự động đời như: Máy tưới tự động hẹn giờ; Máy tưới tự động điều khiển điện thoại Smastphone … Với máy tưới tự động hẹn thích hợp cho cấy ngồi sân ngồi vườn khơng thích hợp cho cấy nhà nhóm chúng em nghiên cứu Với máy tưới tự động điều khiển Smastphone việc đo lượng nước tưới cho khó đẫn đến nước tưới nhiều gây ảnh hưởng đến vệ sinh lớp học Lợi nguồn lượng Năng lượng mặt trời dạng lượng bền vững Cho phép khai thác phát triển mà không cần phải chịu rủi ro tương lai Giảm phụ thuộc lượng: Bản chất nguồn mang lại lợi ích cho kinh tế lớn Ngoài ra, chúng giúp giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch Ở nơi giới có nguồn tài nguyên tái tạo – cho dù gió, mặt trời, nước hay vật liệu hữu – có sẵn để sản xuất lượng bền vững Hiện trạng tưới trường: Trường THPT Lương Thế Vinh trường đỏng chân xã biên giới điều kiện khí hậu tự nhiên phù hợp cho cối phát triển Tuy nhiên điều kiện dịch bệnh Covid 19 bùng phát việc trường thực phương án dạy học trực tuyến để phòng tránh dịch diễn thương xuyên dài ngày, việc chăm sóc xanh đặc biệt xanh lớp học gặp nhiều khó khăn Lợi ích sản phẩm: Sản phẩm chúng em đáp ứng yêu cầu đặt là: Tưới nước vừa đủ theo nhu cầu độ ẩm đất đến ngưỡng cần thiết không gây lãng phí nước khơng đảm bảo vệ sinh môi trường; Sử dụng lượng mặt trời không phụ thuộc vào nguồn điện lưới; Không cần điều khiển người Cấu tạo nguyên tắc hoạt động 2.1 Cấu tạo Sản phẩm chúng em tạo thành từ nguyên, vật liệu sau: STT Tên vật liệu, thiết bị, linh kiện Rơle 01 Nguồn pin 01 Bảng dây cắm test broad 01 01 Pin mặt trời Cảm biến độ ẩm đất Mạch sạc, ổn áp pin mặt trời uno arduino 01 Bơm nước mini 01 Ống dẫn nước 02 ống Số lượng Ghi 01 Rơle Nguồn pin Bảng dây cắm test broad Pin mặt trời Cảm biến độ ẩm đất Mạch sạc, ổn áp pin mặt trời uno Arduino Bơm nước mini Ống dẫn nước 2.2 Nguyên tắc hoạt động 2.2.1 SƠ ĐỒ CẤU TẠO CỦA SẢN PHẨM Pin mặt trời Ổn áp pin mặt trời Mạch sạc Cảm biến đo độ ẩm Nguồn pin Rơle Uno arduino Máy bơm mini Cây xanh ooooooo Nguồn nước 2.2.2 Nguyên tắc hoạt động tính năng: - Rơle: Được sử dụng đóng ngắt mạch điện máy bơm có tín hiệu uno Arduino - Nguồn pin: Cung cấp toàn nguồn điện cho toàn hệ thống Pin dược xạc từ nguồn pin mặt trời - Bảng dây cắm test broad: Bảng vật chung gian để nối mạch điện hệ thống; dây cắm đường truyền lượng thông tin cho phận hệ thống - Pin mặt trời: Là nguồn cung cấp điện để xạc cho nguồn pin - Cảm biến đo độ ẩm: Là thiết bị gồm đầu cắm trực tiếp xuống đất trồng để thu thập thông tin độ ẩm đất báo uno Arduino - Mạch sạc, ổn áp pin mặt trời uno Arduino: 10 Mạch sạc: Dùng để điều tiết nguồn điện từ nguồn pin mặt trời sạc cho nguồn pin Ổn áp pin mặt trời: Bởi ánh sang mặt trời có lúc mạnh lúc yếu khiến cho nguồn điện pin mạt trời tạo không ổn định nên cần ổn áp pin mặt trời điều áp lượng Uno Arduino: Chính đầu não hệ thống lập trình để nhận thơng tin từ cảm biến độ ẩm đến ngưỡng cần thiết để kích hoạt rơle bật tắt máy bơm - Máy bơm nước Mini: Là phương tiện di chuyển dòng nước xanh lắp đặt thiết bị - Cơ chế hoạt động toàn hệ thống: Pin mật trời đặt vị trí thích hợp cho tiếp nhận dược nhiều ánh sang có thể; Cảm biến đo độ ẩm gim vào vị chí phù hợp chậu cây; Đầu nước vào máy bơm nối với nguồn nước; Đầu nối đến chậu 11 IV Thiết kế phương pháp nghiên cứu Tiến trình: Tháng 2/2021: hình thành ý tưởng, xây dựng kế hoạch nghiên cứu Tháng 7/2021: chuẩn bị vật liệu cần thiết cho dự án Phác thảo mơ hình dự án Thiết kế theo ý tưởng, chọn kích thước cho phù hợp với thực tế Tháng 10/2021 : gia công kĩ thuật chi tiết dự án Lắp ráp chi tiết lại với để thành dự án hoàn chỉnh Tháng 11/2021: trải nghiệm thực tế, đưa dự án vào sử dụng cải tiến hoàn thiện dự án Qua thời gian nghiên cứu khắc phục nhược điểm máy bơm nước tự động sử dụng lượng mặt trời hoàn chỉnh sử dụng thiết thực Phương pháp nghiên cứu dự án Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu ngun lí làm việc dịng máy bơm nước tự động có thị trường, ngun lí hoạt động động điện chiều xoay chiều (bóng đèn, quạt,…) Nghiên cứu ngun lí làm việc thiết bị bảng mạch điện tử cách lập trình uno Arduino Nghiên cứu nguyên tắc hoạt động cảm biến độ ẩm 12 Phương pháp thu thập thông tin, xử lý thông tin: nghiên cứu dựa phương pháp thu thập số liệu từ tài liệu tham khảo sách báo, Internet, từ số liệu thực nghiệm có thực tế bắt tay vào nghiên cứu Phương pháp thực nghiệm: nghiên cứu dựa thực tế Khi so sánh tính sản phẩm có sản phẩm chúng em V Phân tích liệu Kết Chúng em làm máy bơm nước tự động giải hai yêu cầu đạt sử dụng nguồn nước phù hợp với nhu cầu sử dụng bang nguồn lượng (Năng lượng mặt trời) Tiết kiệm kinh phí mua sắm vật liệu, sản phẩm có hiệu sử dụng tốt, tiện ích, an tồn sử dụng Chúng em tự thiết kế, lắp ráp dựa việc tận dụng thiết bị có sẵn giảm chi phí lắp đặt, dựa nguyên lí hoạt động sản phẩm có Qua ứng dụng khoa học công nghệ vào thực tiễn sống Số liệu, kết nghiên cứu - Trường hợp khơng có pin TT Điều kiện ánh sáng Kết Quả 25o trở lên Lượng nước 0.5l/1 phút 200 – 250 Lượng nước 0.3l/1 phút 150 - 200 Lượng nước 0.2l/1 phút Dưới 150 Máy không hoạt động 13 - Trường hợp có tích hợp Pin TT Điều kiện ánh sáng Kết Quả 25o trở lên Lượng nước 0.5l/1 phút 200 – 250 Lượng nước 0.5l/1 phút 150 - 200 Lượng nước 0.5l/1 phút Dưới 150 ngày Lượng nước 0.5l/1 phút Đề tài áp dụng từ thực tế, tạo sân chơi cho học sinh trung học nghiên cứu khám phá khoa học chứng minh việc làm có lợi mình, phát huy tính sáng tạo học sinh Tiết kiệm thời gian bơm nước, tiết kiệm điện nước đầy không tràn bể Tiết kiệm nước sạch, bảo vệ máy bơm không bị cháy Bảo vệ an toàn chung mạch điện nhà Giá thành mạch điện thấp, dễ thực Phân tích liệu Từ thực tế hoạt động sản phẩm mà chúng em đo tính tốn cho thấy: Máy hoạt động hồn tồn bình thường có hiệu phù hợp với yêu cầu đặt Thảo luận *Ưu điểm: - Sản phẩm tạo nhỏ gọn, dễ sử dụng, dễ sản suất ứng dụng rộng rãi, không độc hại nguy hiểm với người sử dụng - Các thiết bị dễ mua thị trường - Sản phẩm cải biến sử dụng cho mục đích tưới lớn hay diện tích rộng như: Cây sân trường; Trong khuân viên công sở hay vườn rau … 14 *Nhược điểm: - Khả pin tích điện cịn thấp cịn phụ thuộc vào thời tiết - Do điều kiện tài cịn hạn chế sản phẩm nhóm dừng lại thực nghiệm máy bơm nhỏ, khả ứng dụng chưa cao * Hướng khắc phục nhược điểm: Nếu có điều kiện tài sản phẩm ứng dụng cho vườn rộng vườn quan, công sở, trường học, hoa viên… VI Kết luận Chúng em nghiên cứu làm máy bơm nước tự động sử dụng lượng mặt trời xuất phát từ nhu cầu thực tế sản phẩm phần đáp ứng nhu cầu chúng em nhiên thời gian tài có hạn sản phẩm chúng em khơng tránh sơ sót mong giúp đỡ quý ban giám khảo, quý thầy cô bạn… để chúng em hoàn thiện sản phẩm Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn Ban tổ chức “Cuộc thi khoa học kỹ thuật cấp trường" Cảm ơn q Thầy, giáo, gia đình bạn động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành dự án này! 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa Vật lí lớp 10, 11, 12 NXB GD Website: http://khoahocdoisong.com/ Website: http://youtube.com/ https://www.google.com.vn/ https://vi.wikipedia.org 16 ... vấn đề nghiên cứu Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật ngày có nhiều máy tưới tự động đời như: Máy tưới tự động hẹn giờ; Máy tưới tự động điều khiển điện thoại Smastphone … Với máy tưới tự động. .. ứng dụng đề tài Sản phẩm chúng em sau tạo máy bơm tự động tích hợp tính năng: - Tưới nước độ ẩm đất xuống đến mức cần thiết máy tự kích hoạt bơm độ ẩm đủ máy tự ngắt - Sử dụng lượng lượng mặt trời. .. em nghiên cứu Với máy tưới tự động điều khiển Smastphone việc đo lượng nước tưới cho khó đẫn đến nước tưới nhiều gây ảnh hưởng đến vệ sinh lớp học Lợi nguồn lượng Năng lượng mặt trời dạng lượng