Dự Án thiết bị phát hiện, cảnh báo khói thuốc lá khi học sinh hút thuốc trong nhà vệ sinh

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG NAMCUỘC THI KHOA HỌC KĨ THUẬT BÁO CÁO TÓM TẮT Tên dự án : THIẾT BỊ PHÁT HIỆN, CẢNH BÁO KHÓI THUỐC LÁ KHI HỌC SINH HÚT THUỐC TRONG NHÀ VỆ SINH Tên thành viê

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG NAM

CUỘC THI KHOA HỌC KĨ THUẬT

BÁO CÁO TÓM TẮT

Tên dự án :

THIẾT BỊ PHÁT HIỆN, CẢNH BÁO KHÓI THUỐC LÁ KHI HỌC SINH HÚT THUỐC TRONG NHÀ VỆ SINH

Tên thành viên: Đỗ Thị Triệu Vy

Nguyễn Văn Quốc Bảo

Lớp: 11/2

Quảng Nam, ngày 10 tháng 11 năm 2024

MỤC LỤC

I Tính cấp thiết………

II Nội dung nghiên cứu………

2.1 Các nghiên cứu thực hiện hoặc các bước dự kiến thực hiện………

a Dụng cụ và vật liệu cần thiết……….

b Nguyên lí hoạt động………

2.2 Các kết quả đã và dự kiến thu được và nhận xét… III Tiêu chí thiết kế………

IV Ưu điểm………

V Nhược điểm……….

VI Hướng phát triển……….

VII Kết luận……….

VIII Bổ sung thêm………

I.Tính cấp thiết:

- Hiện nay, tỷ lệ sử dụng thuốc lá trong giới trẻ, đặc biệt là tầng lớp học sinh gia tăng đến mức đáng báo động, tỷ lệ sử dụng thuốc lá ở giới trẻ ngày càng tăng cao sau mỗi năm.

- Đứng trước nguy cơ những tổn thất về sức khỏe do tác hại của thuốc lá gây nên, nhất là những nguy cơ, hiểm họa từ các sản phẩm thuốc

lá mới đối với giới trẻ hiện nay, đòi hỏi sự vào cuộc quyết liệt của các cấp, ngành chức năng trong việc tuyên truyền, nâng cao nhận thức cho học sinh nói riêng và thanh thiếu niên nói chung.Một trong những ưu tiên hàng đầu của chính sách về phòng, chống tác hại của thuốc lá ở nước ta là ngăn ngừa hút thuốc lá ở giới trẻ, đặc biệt là tầng lớp học sinh, sinh viên.

- Thế nhưng, trên thực tế kết quả đạt được không mấy khả quan khi thuốc lá và thuốc lá điện tử còn âm thầm xâm nhập vào môi trường học đường, nhiều học sinh sử dụng thuốc lá và thuốc lá điện tử như một cách để thể hiện bản thân với bạn bè Theo điều tra của Tổ chức Y tế thế giới, tỷ lệ sử dụng thuốc lá điện tử trong học sinh 13-15 tuổi tăng từ 2,6% năm 2019 lên 8,1% năm 2023 Điều tra tình hình sử dụng thuốc lá

với việc thử cho biết, rồi từ từ trở thành những con nghiện bị chi phối bởi nicotine - một hoạt chất gây nghiện có trong thuốc lá Đáng lưu tâm

là gần như tất cả học sinh đều biết việc thuốc lá bị cấm hoàn toàn trong khuôn viên trường học, nhưng trên thực tế thì vẫn có nhiều học sinh lén lút rủ nhau sử dụng.Thông thường, đa phần các bạn học sinh sử dụng thuốc lá vào giờ ra chơi hoặc khi tan học, tuy nhiên nhiều học sinh cho biết vẫn có những trường hợp cá biệt trong giờ học xin phép ra ngoài với mục đích đi vệ sinh, nhưng thực chất lại để trốn ra hút thuốc lá Và nhà vệ sinh chính là địa điểm lý tưởng vì đây là nơi giáo viên không hay đến Trên thực tế trong nhà vệ sinh chưa có hệ thống báo cháy, hay nếu

có thì hệ thống chưa đủ để phát hiện ra khói thuốc nếu có học sinh sử dụng

- Chính vì vậy để góp phần giảm thiểu tình trạng hút thuốc lá ở học sinh tại Việt Nam nói chung, chúng tôi đã tìm tòi, nghiên cứu và triển khai làm: “ THIẾT BỊ CẢNH BÁO KHÓI THUỐC

LÁ PHÁT HIỆN HỌC SINH HÚT THUỐC LÁ TRONG NHÀ VỆ SINH “.

II Nội dung nghiên cứu:

- Khói thuốc lá là một trong những loại khói độc hại do con người phát ra khi hút thuốc làm ô nhiễm bầu không khí, ảnh hưởng sức khỏe cộng

đồng, đồng thời phá hủy môi trường trong lành vốn có của thiên thiên Do đó để kiểm soát hành

vi hút thuốc lá ở trường học hoặc nơi công cộng, chúng ta sử dụng cảm biến báo khói thuốc để báo động và cảnh báo để ngăn chặn kịp thời.

- Bộ sản phẩm này được lắp đặt tại những nơi

dễ phát hiện khói thuốc sau đó sẽ phân tích chất lượng không khí, phát hiện khói và phát hiện nồng độ khí CO trong khói để đưa ra cảnh báo về việc học sinh sử dụng thuốc lá ( thuốc lá điện tử ).

2.1: Các nghiên cứu thực hiện hoặc các bước

dự kiến tiến hành:

a) Dụng cụ và vật liệu cần thiết:

STT Thiết Bị Hình Ảnh

1 Cảm biến MQ7

2 Arduino UNO R3

3 Module Sim

4 Cảm biến hồng ngoại

5 Servo MG90S

6

Công tắc

7 Jack cái 5.5

8 Còi BUZZ

9 Nút bấm

10 Đèn pin 18650 2P

11 Pin 18650 x 2 viên

12 Bìa Formex

13 Mạch Rơ le 5VDC 2

kênh

14 LED đỏ, xanh, trắng

b) Nguyên lí hoạt động:

- Bộ phận nhận diện chuyển động của người, khi đối tượng đi vào phạm vi

cảm biến: Cảm biến hồng ngoại khi một người đi ngang qua khu vực cảm biến, thiết bị thu hồng ngoại

sẽ xuất hiện 1 tín hiệu Tín hiệu này sẽ được cảm biến tiếp nhận và đưa vào mạch xử lý, tạo tín hiệu đầu ra có tác dụng điều khiển hay báo động.

- Bộ cảm biến khí CO:

+ Cảm Biến Khí CO MQ-7 có thể phát hiện khí CO tập trung những nơi khác nhau từ 10 đến 1000ppm.

+ Cảm biến có độ nhạy cao và thời gian đáp ứng nhanh.

-Bộ phận truyền thông tin về máy chủ của ban giám hiệu: Khi có cuộc gọi từ số điện thoại cài đặt gọi tới module sim sẽ giao tiếp với Arduino tiến hành kích Module relay 5v trong 2s .

=> Khi có người vào đi vệ sinh - cảm biến nhận biết có người đi vào - khi phát hiện có khói thuốc thì còi sẽ báo động - đồng thời sẽ gửi cảnh báo bằng gọi điện thoại về số điện thoại của ban giám hiệu để xử lí và ngăn chặn kịp thời.

c) Sơ đồ mạch toàn bộ hệ thống:

d) Code trong sản phẩm ( Arduino UNO R3 ):

//#include <sim900.h>

#include <Servo.h>

Servo myservo;

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial SIM900(2, 3); // chân 2 arduino nối TX

sim800A - chân 3 arduino nối với RX sim800A

String number1 = "0934xxxxxx"; // nhập sdt cần gọi vào đây String val;

int baodong = 0;

int gui = 0;

#define CB_MQ A0 // cảm biến khí ga

#define leddo 4 // điều khiển LED đỏ

#define ledxanh 5 // điều khiển LED xanh

#define ledtrang 6 //điều khiển LED trắng

#define quat 7 // điều khiển role quạt

#define maybom 8 // điều khiển role máy bơm

#define buzz 9 // còi chíp

#define CB_IR 10 // Cảm biến hồng ngoại

#define servo 11 // servo

int dem = 0;

void setup() {

myservo.attach(servo);

myservo.write(0);

pinMode(CB_IR, INPUT);

pinMode(CB_MQ, INPUT);

pinMode(quat, OUTPUT);

pinMode(maybom, OUTPUT);

pinMode(buzz, OUTPUT);

pinMode(leddo, OUTPUT); pinMode(ledxanh, OUTPUT); pinMode(ledtrang, OUTPUT);

digitalWrite(buzz, LOW);

digitalWrite(quat, HIGH);

digitalWrite(maybom, HIGH); digitalWrite(ledtrang, LOW); digitalWrite(ledxanh, HIGH); digitalWrite(leddo, LOW);

Serial.begin(9600);

SIM900.begin(9600);

delay(2000);

SIM900.print("AT+CLIP=1\r"); delay(1000);

}

void call() {

SIM900.print(F("ATD"));

SIM900.print(number1);

SIM900.print(F(";\r\n"));

delay(20000); //20 sec delay SIM900.println("ATH");

SIM900.println("AT+CMGF=1");

delay(1000);

SIM900.println("AT+CMGS=\"" + number1 + "\"\r");

delay(1000);

String SMS = "CO HOC SINH HUT THUOC TRONG NHA

VE SINH";

SIM900.println(SMS);

delay(100);

SIM900.println((char)26);

delay(1000);

}

void loop() {

int GT_cbkhoi = digitalRead(CB_MQ);

int GT_cbxanuoc = digitalRead(CB_IR);

delay(100);

if ((GT_cbkhoi == 0) && (gui == 0)) {

myservo.write(90);

digitalWrite(quat, LOW);

digitalWrite(leddo, HIGH);

for (int i = 0; i < 10; i++) {

digitalWrite(buzz, HIGH);

delay(200);

digitalWrite(buzz, LOW);

delay(200);

}

//message();

call();

gui = 1;

baodong = 1;

}

if ((GT_cbkhoi == 1) && (gui == 1)) {

gui = 0;

}

if (GT_cbxanuoc == 0) {

myservo.write(90);

digitalWrite(ledxanh, LOW); // Đèn tắt

digitalWrite(leddo, HIGH); // Đèn sáng

digitalWrite(quat, LOW); // Quạt chạy

digitalWrite(ledtrang, HIGH); // Đèn sáng

delay(100);

dem = 1;

}

if (dem == 1 && GT_cbxanuoc == 1 && baodong == 0) { myservo.write(0);

dem = 0;

delay(100);

digitalWrite(maybom, LOW); // Máy bơm chạy

delay(1000);

digitalWrite(maybom, HIGH); // Máy bơm tắt

digitalWrite(ledtrang, LOW); // Đèn tắt

delay(500);

digitalWrite(quat, HIGH); // quạt tắt

digitalWrite(ledxanh, HIGH); // đèn sáng

digitalWrite(leddo, LOW); // đèn tắt

}

}

2.2: Các kết quả đã hoặc dự kiến thu được và nhận xét:

- Nguyên lí hoạt động tuy đơn giản nhưng

quanh trường khỏi khói thuốc lá độc hại, giúp nhà trường có một môi trường dạy học và học tập trong lành, lành mạnh.

- Dễ sử dụng và lắp đặt.

- Có tính ứng dụng cao.

III Tiêu chí thiết kế :

- Khi bắt đầu tìm hiểu trước khi tiến hành nghiên cứu sản phẩm thì chúng tôi đã đặt ra những tiêu chí cho thiết bị:

+ Bán kính phát hiện khói thuốc trong phạm vi 1m.

+ Đảm bảo độ nhạy của thiết bị.

+ Đảm bảo lợi ích mang lại của thiết bị + Đảm bảo độ tiện lợi.

+ Đảm bảo tính ứng dụng cao.

+ Có thời gian sử dụng lâu dài.

IV Ưu điểm:

- Hạn chế tối đa được tình trạng học sinh hút thuốc lá.

- Giúp phát hiện và xử lí kịp thời đồng thời xử lí những trường hợp hút thuốc nơi không cho phép.

- Giúp bảo vệ học sinh tránh khỏi thói xấu.

- Giúp bảo vệ sức khỏe cho mọi người xung quanh nói chung và học sinh nói riêng.

- Đảm bảo môi trường dạy học và học tập lành mạnh.

V Nhược điểm:

- Chuông keo có thể gây ảnh hưởng ra bên ngoài nếu như quá to.

VI Hướng phát triển :

- Qua quá trình nghiên cứu và rút ra kết luận, chúng tôi dự kiến phát triển:

+ Thiết bị có thể có thể phát hiện được khói thuốc lá ở không gian rộng hơn, phạm vi lớn hơn + Được sử dụng rộng rải ở những nơi cấm sử dụng thuốc lá.

+ Phục vụ cho quá trình giám sát học sinh trong trường học.

VII.Kết luận:

- Thiết bị phát hiện, cảnh báo khói thuốc lá khi học sinh hút thuốc lá trong phòng vệ sinh là thiết bị vô cùng có ích cho công tác kiểm sát học sinh khỏi những thói xấu trong trường Thiết

bị có thể sử dụng với mọi điều kiện thời tiết, sử dụng lâu dài Với hệ thống cảm biến nhanh nhạy giúp sự việc được xử lí nhanh gọn và triệt

trong lành và lành mạnh Thông qua thiết bị trên chúng tôi mong muốn thiết bị sẽ được truyền tải và sử dụng rộng rãi hơn để thắt chặt tình trạng học sinh hút thuốc lén trong nhà trường cũng như học sinh có thể chấm dứt được thói quen xấu của mình.

IX Mô hình kết hợp:

- Có thể kết hợp thiết bị với mô hình nhà vệ sinh thông minh trong trường họCó một số trường hợp sẽ chạy trốn nhưng thông qua hệ thống thông minh khi phát hiện khói thuốc lá cửa sẽ không thể mở cho đến khi ban giám hiệu đến tận nơi bật nút reset lại mới có thể ra, mục tiêu của chế độ này là tránh việc học sinh trốn tránh hành

vi vi phạm của mình và giúp nhà trường xử lí nhanh và kịp thời hơn.

- Bên cạnh đó hệ thống còn mang lại rất nhiều tiện nghi khi chỉ cần học sinh bước vào hệ thống

sẽ tiếp nhận cảm biến cửa sẽ tự động mở, đèn bên ngoài sẽ xuất hiện màu đỏ để gửi tín hiệu với người bên ngoài là bên trong đã có người, ngoài

ra đèn bên trong phòng vệ sinh cũng sẽ tự động sáng nếu có học sinh bước vào, không chỉ giúp soi sáng mà còn giúp tiết kiệm được tiền điện rất tốt.

- Đấu hai chân của nút reset vào hệ thống Arduino, nhờ vào mã nguồn được cài đặt sẵn hệ thống sẽ làm cho cửa đóng vĩnh viễn nếu phát

hiện khói thuốc và cửa sẽ được mở khi ban giám hiệu ấn nút reset Mục đích của ý tưởng này nhằm tránh trường hợp học sinh bỏ trốn khi phát hiện, giúp nhà trường xử lí nhanh và kịp thời.

- Bên cạnh đó nhờ vào Servo MG90S được kết nối với hệ thống Arduino mà cửa được mở tự động, mang đến sự tiện nghi cho học sinh.