Ý tưởng này sẽ giúp người dùng phét hiện sớm các rủi ra liên quan đến khí + Đưa ra ý tưởng về thiết bị: Tạo ra một hệ thống báo động gồm một loạt các biểuhiện âm thanh và ánh sáng để cản
Trang 1MỤC LỤC
Trang bìa 1
Mục lục 2ỦY BAN NHÂN DÂN THỊ XÃ MỸ HÀO
TRƯỜNG THCS NHÂN HÒA
Mỹ Hào, tháng 11 năm 2022
Trang 22 Phương pháp nghiên cứu 7
2.1 Nghiên cứu lí thuyết 7
2.2 Nghiên cứu mô hình 7
Phần IV Số liệu và Kết quả NCKH 9
Phần V Thảo luận 9
Phần VI Kết luận 10
Phần VII Tài liệu tham khảo 11
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, con người cùng với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiếncủa thế giới, chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn Sựphát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổibật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ…là những yếu tố rất cần thiết gópphần cho hoạt động của con người đạt hiệu quả ngày càng cao hơn.
Trang 3Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ Điện tử đã đáp ứngđược những đòi hỏi không ngừng của các ngành, lĩnh vực khác nhau cho đến nhu cầuthiết yếu của con người trong cuộc sống hàng ngày Với những kiến thức đã đượchọc và tìm hiểu từ trường học và khoa học công nghệ của cuộc sống hiện đại, emcũng có mong muốn góp thêm phần nào vào sự phát triển xã hội bằng cách học hỏivà đưa ra những sản phẩm có ích cho cuộc sống Em xin giới thiệu một sản phẩm rấtthiết thực cho cuộc sống của chúng ta:”Mạch cảm biến khí gas“ Vì thời gian, tài liệuvà trình độ còn hạn chế nên việc thực hiện còn nhiều thiếu sót … Kính mong nhậnđược sự chỉ dẫn và góp ý tận tình của tất cả quý thầy cô cùng các bạn.
Để đề tài được hoàn thành theo đúng thời gian yêu cầu của nhà trường cũng và đạtđược kết quả trên không chỉ là sự nỗ lực của bản thân chúng em mà còn có sự giúpđỡ của gia đình, sự chỉ bảo của thầy cô giáo
LỜI CẢM ƠN
Chúng em là nhóm học sinh nghiên cứu khoa học của trường THCS Nhân Hòagửi lời cảm ơn sâu sắc tới các cấp lãnh đạo ngành giáo dục đã tổ chức cuộc thi vôcùng thú vị và đầy tính ứng dụng Cuộc thi đã tạo cho chúng em có một sân chơi bổ
Trang 4ích, lành mạnh, có cơ hội vận dụng kiến thức vào đời sống, giúp chúng em thêm yêuthích khoa học
Chúng em cảm ơn các thầy giáo, cô giáo: Thầy ……… - Hiệu trưởngnhà trường, cô……… – Phó hiệu tưởng nhà trường, cô ……… – giáo viênbộ môn Các thầy, các cô đã trực tiếp hướng dẫn, gợi mở cho chúng em cách thức ápdụng khoa học vào thực tiễn cuộc sống, đã giúp chúng em về kiến thức, phương phápnghiên cứu, kĩ năng vận dụng kiến thức đã học, kĩ năng sử dụng các thiết bị, tài liệuphục vụ quá trình nghiên cứu.
Chúng em cảm ơn các thầy cô giáo trong hội đồng sư phạm nhà trường cùngcác bạn học sinh trong lớp, trong trường đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho chúng emcó thêm thời gian, kiến thức để hoàn thành dự án này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Phần I: TÓM TẮT
1 Mục đích
Đưa ra các giải pháp an toàn khi sử dụng khí gas trong các tòa nhà, khách sạn, hộgia đình khi bị rò rỉ trong đó sử dụng thiết bị cảnh báo khí gas đơn giản, dễ dùng, hợp
Trang 5lý tạo ra không gian an toàn cho người sử dụng và phân tích hệ thống, nguyên lý hoạtđộng của hệ thống cảnh báo khí gas
2 Trình tự thực hiện
+ Xuất phát từ tình hình cháy nổ hiện nay của các hộ dân, hộ gia đình, căn hộchung cư ngày càng gia tăng, rò rỉ khí gas cũng là một trong những nguyên nhân chủyếu dẫn tới những sự cố cháy nổ không mong muốn Do những sự vô ý của chúng taquên không khóa van gas cẩn thận khi sài xong cũng như không kiểm tra định kì vàbảo hành các thiết bị có sử dụng đến gas như bếp gas… dẫn tới rò rỉ khí gas cũng
như cháy nổ Để giải quyết vấn đề này chúng em có một ý tưởng mới – mạch báokhí gas Ý tưởng này sẽ giúp người dùng phét hiện sớm các rủi ra liên quan đến khí
+ Đưa ra ý tưởng về thiết bị: Tạo ra một hệ thống báo động gồm một loạt các biểu
hiện âm thanh và ánh sáng để cảnh báo người dùng về sự hiện diện của khí gas
- Tìm hiểu các thiết bị cần thiết để tạo ra sản phẩm Phân công sưu tầm cácthiết bị đơn giản: dây điện, còi hú, adapter,….
- Mua một số thiết bị: cảm biến khí gas mq2, rơle, …
- Khi đã chuẩn bị xong thì tiến hành gia công và lắp ghép mô hình sản phẩm.
+ Kiểm tra sản phẩm: Tiến hành kiểm tra và kiểm soát chất lượng của mạch báo khí
gas để đảm bảo hoạt động chính xác và đánh tin cậy Thử nghiệm mạch trong các
Trang 6điều kiện thực tế và đảm bảo tính ổn định dễ dàng sử dụng Qua quá trình kiểm tra ởtrên thì chúng em thấy mạch ổn định, phản ứng ngay lập tức khi có sự xuất hiện củakhí gas phù hợp với điều kiện thực tế.
Dữ liệu và kết luận
+ Từ những dữ liệu thu được từ các thử nghiệm và kiểm tra chúng em đưa ra kết luậnmạch báo khí gas đã đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất phát hiện, độ tiên cậy và thờigian phản ứng Nó có thể coi như là một giải pháp an toàn và hiệu quả để bảo vệngười dùng khỏi các rủi ro liên quan đến khí gas.
+ Sản phẩm được thiết kế đựa trên cơ sở các kiến thức khoa học phần dòng điện củamôn Vật Lí 9, môn Kĩ thuật điện cùng việc nghiên cứu các sản phẩm còi bảo cháycó bán trên thị trường, thông tin trên mạng internet.
+ Qua thiết kế mô hình “Hệ thống báo khí gas – báo động khi có sự xuất hiện của
khí gas ” giúp cho chúng em yêu thích sự tìm tòi nghiên cứu khoa học, yêu thích các
môn học liên quan đến kĩ thuật điện như môn Vật lí, Kĩ thuật điện…
PHẦN II GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU1 Lý do nghiên cứu:
Do nhu cầu sử dụng nguồn năng lượng khí gas ngày một tăng, do đó sự cố xảy ra khisử dụng khí gas cũng ngày một nhiều cho nên nhu cầu cấp thiết hiện nay khi sử dụngkhí gas hiện nay là làm sao giảm được các sự cố không đáng có của khí gas gây ra
Trang 7cho người sử dụng Để giải quyết được vấn đề trên chúng ta nên kết sử dụng đồngthời sử dụng khí gas an toàn để hạn chế sự cố khí gas như khóa van khi dùng xong,kiểm tra van, bếp gas định kỳ báo khi có khí gas bị rò rỉ và lắp đặt thiết bị cảnh báokhi có khí gas bị rò rỉ ra môi trường Trong đó việc lắp đặt, sử dụng hệ thống cảnhbáo khí gas được ưu tiên, đưa lên hàng đầu trong việc phát hiện ra khí gas bị rò rỉ khisử dụng khí gas, với kết cấu đơn giản, thuận tiện giá cả hợp lý độ nhạy với khí gas thìthiết bị cảnh báo khí ga là sự lựa chọn hàng đầu cho người tiêu dùng về các thiết bịlắp đặt, phát hiện rò rỉ khi sử dụng khí gas Nhận thấy sự nghiêm trọng và cấp thiếtcủa việc lắp đặt thiết bị cảnh báo rò rỉ khí gas trong các tòa nhà, khách sạn và hộ giađình, nhóm chúng em chọn đề tài này nhằm tìm hiểu và nghiên cứu sâu về thiết bịcảnh báo khí gas để thiết kế ra một sản phẩm làm giảm tối đa các sự cố khi sử dụngkhí gas gây ra trong các toà nhà,khách sạn, hộ gia đình.
2 Mục tiêu nghiên cứu:
Đưa ra các giải pháp an toàn khi sử dụng khí gas trong các tòa nhà, khách sạn, hộgia đình khi bị rò rỉ trong đó sử dụng thiết bị cảnh báo khí gas đơn giản, dễ dùng, hợplý tạo ra không gian an toàn cho người sử dụng và phân tích hệ thống, nguyên lý hoạtđộng của hệ thống cảnh báo khí gas
3. Đối tượng nghiên cứu:
Hệ thống cảnh báo khí gas trong các tòa nhà, khách sạn, hộ gia đình.
4 Phạm vi nghiên cứu:
Được dùng để phục vụ an toàn cho các toàn nhà, khách sạn, hộ gia đình khi có sự
cố khí gas rò rỉ gây nguy hiểm tính mạng cho người sử dụng.
5 Giả thuyết:
- Sản phẩm “Hệ thống báo khí gas – báo động khi có sự xuất hiện của khí gas”
được hoạt động dưa trên nguyên lí cảm biến khí gas của thiết bị cảm biến MQ2.-Hệ thống báo khí gas sử dụng các cảm biến để phát hiện sự có mặt của khí gas Cảmbiến sẽ phản ứng với khí gas và tạo ra một tín hiệu điện để báo hiệu sự có mặt của
Trang 8khí gas Khi có khí gas trung tâm điều khiển để nhận và xử lý tín hiệu từ các cảmbiến Trung tâm điều khiển là sự kết hợp của các phần tử mạch điện Nó sẽ kiểm tratín hiệu từ các cảm biến và kích hoạt các biện pháp bảo vệ phù hợp nếu cần thiết Khihệ thống báo khí gas phát hiện sự có mặt của khí gas nguy hiểm, nó sẽ kích hoạt hệthống cảnh báo bao gồm còi hú và đèn Mục đích của hệ thống cảnh báo là để cảnhbáo cho những người trong khu vực đó về sự nguy hiểm và khuyến nghị họ thực hiệncác biện pháp an toàn.
Dự kiến kết quả
- Thiết kế được mô hình “Hệ thống báo khí gas – báo động khi có sự xuất hiện của
khí gas” bằng cảm biến khí gas, dễ lắp đặt, sử dụng thuận tiện, thiết bị dễ kiếm, rẻ
tiền, sử dụng cho mọi đối tượng.
PHẦN III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU1 Nhóm tiến hành:
Gồm … em học sinh lớp … Trường THCS ……… 1.Em:
2.Em:
Trang 9Chúng em đã tiến hành lên kế hoạch, nghiên cứu và hoàn thiện sản phẩm trongkhoảng thời gian hơn một tháng, bắt đầu từ / /20 đến / /20
2 Phương pháp nghiên cứu:
2.1 Nghiên cứu lí thuyết:
- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lí hoạt động của “Hệ thống báo khí gas – báo động
khi có sự xuất hiện của khí gas”.
- Nghiên cứu kiến thức về dòng điện một chiều, dòng điện xoay chiều, cách lắp đặtcác loại thiết bị trong chương trình Vật lí 9, công nghệ 9…nhằm tổng hợp kiến thứccơ bản, thiết kế mạch điều khiển cho sản phẩm.
- Nghiên cứu thêm tài liệu kĩ thuật điện, tài liệu hướng dẫn nghiên cứu khoa học kĩthuật dành cho học sinh THCS….
2.2 Nghiên cứu mô hình:
- Tìm hiểu mô hình hoạt động của “Hệ thống báo khí gas – báo động khi có sự xuất
hiện của khí gas” trên mạng Internet “123docz.net”.
- Xây dựng sơ đồ nguyên lí và sơ đồ lắp đặt mạch điện của sản phẩm hiện tại.- Từ đó xác định cấu tạo của sản phẩm gồm 5 phần:
1.1 : Nguồn
- Sử dụng cục nguồn Adapter cung cấp nguồn DC 5V cho toàn mạch1.2: Khối cảm biến khí gas
- 1 module cảm biến khí gas
1.3: Trung tâm điều khiển
Điều khiển mạch lực khi có tín hiệu từ khối cám biến khí gas1.4: Mạch lực
Phát tín hiệu cảnh báo khi nhận tín hiệu điều khi
-Sơ đồ cấu tạo và Nguyên lí hoạt động :* Sơ đồ cấu tạo :
Trang 10* Nguyên lý hoạt động:
- Khi không có khí gas cảm biến xuất tín hiệu mức 1 đi vào chân B của transistor PNP làm cho nó không hoạt động khi đó không có dòng điện để kích mở transistor NPN hoạt động để đóng rơ le khi đó còi không kêu
- Khi có khí gas cảm biến sẽ xuất tín hiệu mức 0 đi vào chân B của transistor PNP làm cho nó hoạt động, chân C và E của transistor PNP được thông khi đó dòng điện đi từ chân E của transistor PNP sang chân C và đi vào chân B của transistor NPN làmcho nó hoạt động khi đó rơle sẽ được đóng và coi sẽ kêu
- Ngoài ra để điều chỉnh độ trễ của còi bằng cách điều chỉnh biến trở
PHẦN IV: SỐ LIỆU VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU1 Thông số kĩ thuật:
Tên sản phẩm: “Hệ thống báo khí gas – báo động khi có sự xuất hiện của khí gas”
- Điện thế : 5 V
- Trọng lượng của máy : 1,5 kg
Trang 112 Kết quả nghiên cứu:
- Sau thời gian khoảng … ngày, nhóm học sinh trường THCS ……… tạo ra
sản phẩm “Hệ thống báo khí gas – báo động khi có sự xuất hiện của khí gas” hoạt
động dựa trên nguyên lí dùng cảm biến khí gas để cung cấp tín hiệu cho trung tâmđiều khiển từ đó rowle đóng và làm cho còi kêu Sản phẩm dễ lắp đặt, sử dụng thuậntiện, thiết bị dễ kiếm, rẻ tiền, sử dụng được cho mọi đối tượng.
- Sau khi hoàn thành, sản phẩm đã được kiểm tra lại hệ thống mạch, đưa vào lắp đặt và dùng thử máy hoạt động hiệu quả và ổn định.
PHẦN V THẢO LUẬN
- Hiện nay trên thị trường đã có rất nhiều loại “mạch báo khí gas”…nhưng các sảnphẩm này cần đầu tư tốn kém, giá thành cao chưa thích hợp với nhiều đối tượng nhưgia đình có thu nhập thấp,…chưa tận dụng được nguồn phế liệu dư thừa trong giađình và xã hội.
Trang 12- “Hệ thống báo khí gas – báo động khi có sự xuất hiện của khí gas” do nhóm học
sinh Trường THCS Nhân Hòa tạo ra có ưu điểm:+ Sản phẩm đơn giản, dễ lắp đặt, dễ sử dụng.
+ Mạch điện đơn giản, thiết bị dễ kiếm Đặc biệt tận dụng được nguồn phếliệu bỏ đi trong gia đình, xã hội góp phần tiết kiệm kinh tế, bảo vệ môi trường.
+ Máy hoạt động theo nguyên lí cảm ứng nên độ an toàn cao
+ Đầu tư ban đầu thấp chỉ khoảng 120.000đ đến 150.000đ/ 1 sản phẩm + Sản phẩm có thể sử dụng trong mọi gia đình.
Hạn chế:
+ Do sản phẩm hoạt động dựa tên nguyên lí cảm biến khí gas nên đầu cảmbiến phải đặt vị trí sao cho dễ nhận được khí gas nhất
PHẦN VI KẾT LUẬN
“Hệ thống báo khí gas – báo động khi có sự xuất hiện của khí gas” được thiết kế
dựa theo mô hình sử dụng trong thử nghiệm gồm hệ thống nguồn, hệ thống mạchđiều khiển, hệ thống cảm biến đã hoạt động đúng như dự kiến và đã được chạy thửliên tục trong nhiều ngày rất ổn định.
Trang 13Việc nghiên cứu sản phẩm “Hệ thống báo khí gas – báo động khi có sự xuất
hiện của khí gas” đã cho thấy khả năng vận dụng kiến thức đơn giản đã học trong
chương trình phổ thông giải quyết những hiện tượng thực tiễn xảy ra tại nơi sinh hoạthọc tập, biết tận dụng nguồn phế liệu bỏ đi trong gia đình và xã hội, góp phần tiếtkiệm kinh tế và bảo vệ môi trường So với các giải pháp khác sử dụng công nghệ
cao, đầu tư lớn thì giải pháp tạo ra “Hệ thống báo khí gas – báo động khi có sự xuất
hiện của khí gas” có nhiều ưu điểm như đã nêu trên và dễ triển khai cho các hộ gia
Tuy nhiên, sản phẩm “Hệ thống báo khí gas – báo động khi có sự xuất hiện của
khí gas” còn một số khuyết điểm, chúng em sẽ cố gắng khắc phục bổ sung trong thời
gian tới Trong tương lai, chúng em muốn tạo ra sản phẩm có tính năng hơn, nhỏ gọn
hơn, tận dụng được các nguồn phế liệu dư thừa nhằm góp phần bảo vệ môi trường.Dự kiến tiếp theo chúng em sẽ tiếp tục nghiên cứu để tạo ra thêm tính năng: tự đóngvan gas,
Phần VII TÀI LIỆU THAM KHẢO
+ Sách giáo khoa Vật Lí lớp 9, kĩ thuật điện lớp 9, sách kĩ thuật điện kĩ thuật…
+ Nguồn internet: trên trang Wed: lamntn.com; ý tưởng sáng tạo… …
Trang 14+ Tài liệu hướng dẫn nghiên cứu khoa học kĩ thuật cho học sinh trung học:Trang “truonghocketnoi”…(Công văn, tài liệu hướng dẫn của Bộ giáo dục, Sởgiáo dục và đào tạo Hưng Yên, Phòng Giáo dục và Đào tạo Mỹ Hào)./