(TIỂU LUẬN) dự án hệ THỐNG lọc nước THÔNG MINH sử DỤNG NHIỆT

CUỘC THI KHOA HỌC KĨ THUẬT CẤP THÀNH PHỐ DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC NĂM HỌC 2020 – 2021 ĐƠN VỊ DỰ THI: TRƯỜNG THPT TRẦN VĂN GIÀU DỰ ÁN HỆ THỐNG LỌC NƯỚC THÔNG MINH SỬ DỤNG NHIỆT LĨNH VỰC DỰ THI: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG TÁC GIẢ Trịnh Anh Tuấn - Lớp 11A1 Tơ Đình Anh Tuấn - Lớp 11A11 MỤC LỤC A TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU III VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1 Lịch sử đề tài Mục tiêu đề tài .1 Câu hỏi nghiên cứu IV TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU B THIẾT KẾ VÀ THỰC NGHIỆM SẢN PHẨM I Khung II Hệ thống đế tiếp nhiệt .3 III Hệ thống ngắt nhiệt tự động C KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU D KẾT LUẬN E HƯỚNG PHÁT TRIỂN F TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, chúng em xin chân thành cảm ơn tồn thể thầy trường THPT Trần Văn Giàu tận tình truyền đạt vốn kiến thức vơ bổ ích q báu thời gian chúng em học tập nhà trường Cảm ơn nhà trường tạo điều kiện cho em tiếp cận tiến hành nghiên cứu khoa học cách tốt Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Kiều Tân Khoa tận tình hướng dẫn, giúp đỡ đóng góp ý kiến cho chúng em hồn thành tốt đề tài người bạn đồng hành suốt kì thi Cảm ơn cha mẹ, anh chị bạn bè luôn hậu phương vững chắc, ủng hộ, giúp đỡ em cần, bên cạnh lúc em gặp khó khăn học tập nghiên cứu Với kiến thức tảng kỹ thuật cịn hạn chế nên cịn nhiều thiếu sót sản phẩm báo cáo Em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý thầy cô bạn bè để đề tài hồn thiện Kính chúc ban giám hiệu nhà trường, tồn thể q thầy giáo trường THPT Trần Văn Giàu lời chúc sức khỏe, thành công thịnh vượng sống công tác Bình Thạnh, ngày 22 tháng 11 năm 2020 Trịnh Anh Tuấn - Lớp 11A1 Tơ Đình Anh Tuấn - Lớp 11A11 LỜI CAM ĐOAN Chúng xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng Các số liệu sử dụng phân tích báo cáo có nguồn gốc rõ ràng, công bố theo quy định Các kết nghiên cứu luận án chúng tơi tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn Việt Nam Các kết chưa công bố nghiên cứu khác Bình Thạnh, ngày 22 tháng 11 năm 2020 Trịnh Anh Tuấn - Lớp 11A1 Tơ Đình Anh Tuấn - Lớp 11A11 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU A I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Viện Nghiên cứu Tài nguyên giới (WRI) Mỹ vừa đưa cảnh báo, khoảng 25% dân số giới đứng trước nguy thiếu nước sinh hoạt nghiêm trọng, chịu tác động lớn quốc gia có đơng dân Biến đổi khí hậu gây hạn hán, khan nguồn nước ngầm khiến hàng triệu người giới “lao đao” Đây lý đề tài máy lọc nước đời Tùy thị trường mà có nhiều loại máy lọc nước sử dụng nhiều loại lượng khác Mọi người nghe máy lọc nước sử dụng nhiệt chưa? Liệu thay loại máy lọc nước thông dụng khác thời gian tới không? Giải vấn đề nguồn nước uống vùng quê xa xôi, hẻo lánh vấn đề phức tạp Các loại sản phẩm cơng nghệ lọc nước thị trường thường có mức chi phí cao so với mức thu nhập người dân vùng quê, cho lượng nước thải nhiều trình hoạt động Vì cần có sản phẩm vừa giá thành thấp, có giá trị sử dụng lâu dài với lượng nước thải thấp gần khơng có Qua vấn đề trên, chúng em cho đời đề tài đáp ứng nhu cầu nước nơng thơn nay, đề tài Hệ thống lọc nước thông minh sử dụng nhiệt MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU AI Xây dựng mơ hình Hệ thống lọc nước thông minh sử dụng nhiệt đáp ứng nhu cầu nước vùng khó khăn khắp đất nước với chi phí thấp, hiệu suất hoạt động cao VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU BI Lịch sử đề tài Kinh tế Việt Nam phát triển nhanh chóng năm gần kèm với tình trạng nhiễm mơi trường ô nhiễm nguồn nước vấn đề nghiêm trọng Vì mà người dân bắt đầu trọng việc lọc nước để ăn uống, sinh hoạt Với nguồn nước tương đối người cần lọc thô với cát, sỏi Nhưng với đa số nguồn nước việc lọc thơ hạn chế phần chất cặn bẩn chất độc hại chưa xử lý Chính có nhiều cơng nghệ lọc nước đời để giải vấn đề ô nhiễm nguồn nước tạo nên lịch sử ngành lọc xử lý nước ngày Mục tiêu đề tài Góp phần giảm tình trạng thiếu nguồn nước Xây dựng hệ thống lọc nước nhanh hiệu suất cao, chi phí thấp, tiện lợi dễ sử dụng 2 Câu hỏi nghiên cứu - Tại máy lọc nước phổ biến nhiều địa phương lại chưa tiếp cận được? - Máy lọc nước đến tay người sử dụng gặp khó khăn nào? - Tại giá thành máy lọc nước lại cao (tùy vào nhu cầu sử dụng)? - Loại máy lọc cho sản phẩm cao mức lượng sử dụng gấp nhiều lần? IV TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU Sau nghiên cứu thử nghiệm mơ hình máy lọc nước thị trường chúng em rút nhược điểm máy lọc nước có sau: - Chi phí cho loại máy lọc nước cao - Những loại máy lọc nước giá thành rẻ chưa đến nơi sử dụng khu dân cư thuộc vùng khó khăn - Loại máy lọc nước sử dụng lượng khó tìm Vì em thiết kế hệ thống máy lọc nước với tiêu chí sau: - Dễ dàng tiếp cận với nơi khó khăn vùng núi cao vùng bị ngập mặn - Một sản phẩm bền lâu để chống lại tượng thiên nhiên khắc nghiệt - Hiệu suất sử dụng sản phẩm cao - Có thể phát vấn đề thường gặp loại máy lọc nước như: nghẽn màng lọc, tràn nước, nhiệt độ lên cao… nhờ mạch Arduino MEGA 2560 - Tái chế nguồn nước thải vào nhiều việc khác - Màng lọc lõi tạo khoáng từ thiên nhiên B.THIẾT KẾ VÀ THỰC NGHIỆM SẢN PHẨM I Khung − − − − − − − Tạo vẽ bao gồm kích thước phần khung mơ hình Sử dụng khung ngồi theo dạng hình chữ nhật hộp khơng nắp bên Liên hệ xưởng gia công để tạo khung Thiết kế theo hình dạng hộp chứa nước cỡ nhỏ Vật liệu sử dụng mơ hình inox Hàn kín bốn góc Số liệu: dài rộng 20cm, cao 25cm 3 Hộp hình chữ nhật Ống đồng Sau nước bay qua ống đồng ngưng tụ bể lọc nước tới công đoạn lọc nước cho nước AI Hệ thống đế tiếp nhiệt Sử dụng cơng nghệ làm nóng nước từ điện trở nhiệt Lý chọn điện trở nhiệt vì: • Dễ sử dụng, dễ dàng làm bay nhanh • Giá thành rẻ, phù hợp điều kiện người dân vùng khó khăn • Cơng suất làm nóng nhanh 4 Vật liệu em mua chợ điện tử Nhật Tảo Cùng với số vật liệu em toán mua hàng Shopee, Tiki, Nshop… Dây điện Điện trở Lắp vào mơ hình − Khơng định dạng vị trí cần gắn điện trở − Khơng thể gắn trực tiếp nên cần hàn vào (sau gắn hệ thống tiếp nhiệt vào mơ hình) Hệ thống ngắt nhiệt tự động BI − − − Nghiên cứu lý thuyết Arduino, cách viết code trang Tiến hành vẽ mạch cho hệ thống ngắt nhiệt tự động Mua dụng cụ lắp ráp, em đặt mua Hshop 5 Cảm biến mực chất lỏng không tiếp xúc Y26 NPN LCD 1602 kèm module I2C o phần tự động, em cài đặt mức giữ nhiệt độ tầm 100 C, dừng lại bể bay thông qua ống đồng để truyền vào bể lọc nước d Hệ thống tầng lọc tự nhiên lõi tạo khoáng Ở Bể lọc nước tầng bao gồm: – Tầng 1: Lớp bạc than hoạt tính: bạc có tác dụng sát khuẩn tốt, tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn có hại cho sức khỏe Than hoạt tính tiếng khả hấp thụ chất độc hại, sử dụng mặt nạ phòng độc – Tầng 2: Cát silic: Cát người dân Việt Nam dùng để lọc nước phèn, nước chứa bùn đất,… Nó có tác dụng làm nguồn nước nhanh chóng, nước chảy qua cát silic vắt nước tinh khiết – Tầng 3: Khoáng sét Zeolite: Loại khoáng có tác dụng hấp thu tốt kim loại nặng, thường dùng để khử nguồn nước ni trồng thủy sản – Tầng 4: Đá khống: Các hạt đá khoáng cung cấp khoáng chất cần thiết, nước có khống chất tốt nhiều so với nước tinh khiết uống nước để bổ sung khống chất cho thể khơng phải để giảm khát – Tầng 5: Hạt trao đổi ion: Chắc bạn nghe nước cứng (nước chứa nhiều chất khơng cần thiết), tầng có nhiệm vụ trao đổi ion khiến nước mềm hơn, có lợi cho sức khỏe 6 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU C Hình ảnh mơ hình sau hồn thành KẾT LUẬN D - Tạo máy lọc nước thông minh sử dụng điện hiệu với chi phí thấp - Giải vấn đề thiếu nước vùng sâu vùng xa, cịn khó khăn - Sử dụng thuận lợi điều kiện khó khăn vùng nước ven biển vùng núi cao khó vận chuyển nước HƯỚNG PHÁT TRIỂN E - Chỉnh sửa phần mạch tự động Arduino - Chỉnh sửa mơ hình để dễ vận chuyển - Đơn giản hóa sản phẩm để tiện lợi việc vận hành 7 TÀI LIỆU THAM KHẢO F 1) http://arduino.vn/bai-viet/977-huong-dan-su-dung-cam-bien-nhiet-dods18b20-55degc-den-125degc-sai-so-05degc 2) https://dangcongsan.vn/nuoc-sach-va-ve-sinh-moi-truong-nong-thon/tinhoat-dong/nuoc-sach nhu-cau-thiet-yeu-cho-vung-nong-thon222955.html 3) http://hubt.edu.vn/tin-tuc/20-04-2017/bien-doi-nuoc-bien-thanh-nuocngot/126/3597/ 4) https://www.arduino.cc/en/Tutorial/LibraryExamples/TemperatureWebPa nel ... ống đồng ngưng tụ bể lọc nước tới công đoạn lọc nước cho nước AI Hệ thống đế tiếp nhiệt Sử dụng cơng nghệ làm nóng nước từ điện trở nhiệt Lý chọn điện trở nhiệt vì: • Dễ sử dụng, dễ dàng làm bay... loại máy lọc nước cao - Những loại máy lọc nước giá thành rẻ chưa đến nơi sử dụng khu dân cư thuộc vùng khó khăn - Loại máy lọc nước sử dụng lượng khó tìm Vì em thiết kế hệ thống máy lọc nước với... nhiều công nghệ lọc nước đời để giải vấn đề ô nhiễm nguồn nước tạo nên lịch sử ngành lọc xử lý nước ngày Mục tiêu đề tài Góp phần giảm tình trạng thiếu nguồn nước Xây dựng hệ thống lọc nước nhanh