KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU KHKT Mái che tự động - Mái che thông minh - Tự động kéo ra khi trời mưa, trời tối - thu vào khi trời nắng - có nút bấm điều khiển kéo ra khi trời nắng để khi gia đình có công việc cỗ bàn lúc trời nắng - sản phẩm thông minh - tiện ích -
KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU DỰ ÁN: MÁI CHE THÔNG MINH A LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI - Nhiệt độ trái đất ngày nóng lên, khí hậu, thời tiết có diễn biến phức tạp, nắng mưa thất thường Và đặc biệt khu vực miền núi phía Bắc bất thường thời tiết lại rõ rệt Đa số người dân miền núi làm nông nghiệp, đến mùa vụ việc phơi nông sản (lúa, ngô, sắn…) điều cần thiết hay đơn giản phơi đồ sinh hoạt gia đình (quần, áo…) Thơng thường người dân phơi đồ ngồi sân cần phải có người túc trực nhà để trông nắng trông mưa (bỏ công việc khác để nhà trông), mưa đến bất chợt, với lượng mưa lớn việc thu gom lại đồ để tránh bị ướt điều khó khăn Thậm chí nơng sản phơi sân cịn bị trôi phần Hơn việc thu gom đồ mưa lại phơi nắng thực thời gian, công sức hiệu khơng cao - Từ khó khăn thực tế gia đình địa phương nhóm học sinh chúng em hình thành ý tưởng sáng tạo hệ thống thơng minh giúp cho người dân phơi đồ đảm bảo, tiện lợi giảm bớt thời gian công sức cho người dân - Mô tả ý tưởng: Đây thiết bị với cấu tạo đơn giản, sử dụng cảm biến mưa cảm biến ánh sáng, mơ tơ nhỏ rịng rọc, cảm biến mưa nhận tín hiệu xác nhận có mưa motor kéo mái che ra, nắng kéo mái che vào Cảm biến ánh sáng nhận tín hiệu trời tối kéo mái che để tránh sương vào ban đêm Sử dụng song song nguồn điện (điện sinh hoạt nguồn lượng mặt trời để đề phòng điện, có chuyển nguồn tự động) Hệ thống đơn giản, thuận tiện, linh hoạt với diện tích sử dụng - Một số ưu điểm ý tưởng so với hệ thống thị trường: + Về yếu tố tự động: Tất hệ thống hoạt động theo hình thức tự động + Về tính năng: Hệ thống nhận tín hiệu từ cảm biến để điều khiển motor quay, kéo mái mưa để che đồ phơi bên dưới, kéo mái vào nắng để ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào đồ phơi bên dưới, trời tối kéo mái che để tránh sương xuống, có chuyển nguồn tự động đề phịng điện có nguồn pin lượng mặt trời dự phịng để hoạt động) khơng cần can thiệp người Hệ thống sử dụng nguồn điện 12V, công suất nhỏ nên tiết kiệm điện + Về giá thành: Hệ thống có giá thành thấp hệ thống khác thị trường hệ thống cần sử dụng dụng cụ đơn giản giá thành hợp lí, có tính linh hoạt cao, tùy vào điều kiện kinh tế gia đình + Về tính ứng dụng: Có thể ứng dụng nhiều lĩnh vực (mái che tự động để phơi đồ, che nắng, dùng cho hộ gia đình hay khu vực kinh doanh ngồi trời… có khả áp dụng linh hoạt nhiều khu vực tùy vào mục đích sử dụng - Với ý tưởng góp phần giảm thiểu công sức, tiết kiệm thời gian lao động người dân, từ giúp nâng cao đời sống người dân, góp phần phát triển kinh tế xã hội địa phương, xóa đói giảm nghèo B CÂU HỎI NGHIÊN CỨU, VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU, GIẢ THUYẾT KHOA HỌC: - Với tình trạng sử dụng sức người chủ yếu việc phơi đồ phải bỏ nhiều công sức thời gian Và với thực trạng thị trường có nhiều hệ thống phơi đồ thông minh - Vậy để thực dự án chúng em băn khoăn hệ thống tạo có ổn định khơng? Có linh hoạt phù hợp với địa phương, không gian hay không? Câu hỏi nghiên cứu - Làm để thiết kế hệ thống thực đầy đủ chức (Kéo mái che trời mưa, thu vào trời nắng, trời tối kéo mái che ra, sáng thu vào ) ? - Việc liên kết phần để hệ thống hoạt động ổn định? Vấn đề nghiên cứu - Chúng em tìm hiểu qua thực tế qua mạng internet, chúng em thấy để giải vấn đề trên, thực tế có số giải pháp, sáng chế, số hệ thống có thị trường Tuy nhiên giải pháp sáng chế, hệ thống khác tồn hạn chế định - Hiện qua tìm hiểu thị trường có số hệ thống mái che, chia làm loại sau: 2.1 Loại thứ nhất: Loại có ưu điểm nhỏ gọn tiết kiệm chi phí hạn chế phải quay tay để kéo thu vào hình dưới: 2.2 Loại thứ hai: Loại có động riêng có ưu điểm gọn gàng, vừa kéo thu vào được, hạn chế giá thành cao mà lại khơng có tự động kéo thu vào Phải nhấn nút kéo thu vào 2.3 Loại thứ ba: Loại tích hợp đầy đủ nhiều tính năng, làm nhiều việc thích hợp với ngơi nhà thành phố không gian hẹp, sử dụng với giếng trời nhà cao tầng có hạn chế hệ thống tốn nhiều chi phí, khơng thích hợp dùng miền núi, với người làm nông Từ ưu điểm hạn chế hệ thống với mong muốn khắc phục nhược điểm nêu chúng em tìm tịi nghiên cứu đặt mục tiêu dự án C THIẾT KẾ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Từ mục tiêu nghiên cứu, chúng em trình bày nhận hướng dẫn từ thầy giáo, chúng em lên kế hoạch thực nghiên cứu cho dự án sau: Giai đoạn Nghiên cứu lí thuyết lựa chọn phương án tối ưu Phương pháp: Nghiên cứu lí thuyết, tập hợp thông tin Nội dung công việc, phân công nhiệm vụ mốc thời gian dự kiến: Nội dung công việc Các mốc thời gian Người thực Tìm hiểu thơng tin hệ thống thị trường Phân tích ưu nhược điểm loại 25/9-10/10 Học sinh Giáo viên hướng dẫn Tìm hiểu tài liệu liên quan đến việc vận hành hệ thống, tính tốn đến bước kéo thu vào chất liệu sử dụng 11/10-23/10 Học sinh Giáo viên hướng dẫn Tìm hiểu phương án thiết kế phần hệ thống mái che thông minh phù hợp 24/10- 03/11 với địa phương Học sinh Giáo viên hướng dẫn Trình bày nhận phản biện, góp ý cho 04/11 –09/11 mơ hình Học sinh Giáo viên hướng dẫn Giai đoạn 2: Chế tạo thử nghiệm cải tiến thiết bị Phương pháp: Thực nghiệm Nội dung công việc, phân công nhiệm vụ mốc thời gian dự kiến: Các mốc thời Nội dung công việc gian Khảo sát tình trạng sử dụng loại hệ thống mái che Thiết kế, chế tạo “Mái che thông minh” Người thực 10/10-25/10 26/10 - 06/11 Học sinh Học sinh Giáo viên hướng dẫn Thử nghiệm “Mái che thông minh” so sánh kết với loại mái che thị trường Hoàn thiện hồ sơ dự án, 07/11 – 23/11 Học sinh Giáo viên hướng dẫn sản phẩm thi cấp huyện D TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU: Cơ sở lí luận - Chế tạo “ Mái che thông minh” ( kéo mái che trời mưa, kéo mái che vào hết mưa, kéo mái che trời tối, che nắng mùa hè) - Thiết kế phận vận hành linh hoạt, đảm bảo tính khả thi Cơ sở thực tiễn - Việc sử dụng sân phơi khơng mái che, sân phơi có mái che tay địa phương thường theo cách truyền thống Nếu trời nắng khơng cịn trời mưa phải nhanh chóng chạy đến thu đồ, khơng thu kịp bị ướt chí trơi đồ trời tối khơng cất đêm xuống sương đêm đọng vào gây ẩm ướt - Chế tạo hệ thống mái che thông minh kéo mái che trời mưa, kéo mái che vào hết mưa, kéo mái che trời tối, che nắng mùa hè) giúp cho công việc phơi đồ ( nông sản, đồ dùng sinh hoạt) tiến hành gọn hơn, tốn cơng thời gian hơn, chi phí giảm đáng kể Khảo sát thực tế 3.1 Thực tế cách phơi nông sản, đồ dùng sinh hoạt địa phương Hầu hết địa phương thực việc phơi nông sản hay thứ sử dụng tồn sức người Phải thu gom thường xuyên nên tốn công sức Hoặc sử dụng loại mái che nilon cố định sân phơi làm giảm bớt nhiệt lượng ánh sáng mặt trời chiếu xuống nông sản, đồ phơi dẫn đến lâu khơ 3.2 Tìm hiểu loại mái che có thị trường Qua tìm hiểu loại mái che có thị trường mục B (vấn đề nghiên cứu trang 2,3) Tuy nhiên, chúng em nhận thấy sản phẩm mái che có hạn chế: Vẫn cần hoạt động điều khiển người ( quay tay, bấm nút) cần có người nhà để thực trời mưa Sơ đồ mạch điện: Cơng tắc hành trình CB Cảm biến Ánh sáng CB DC 12V Cơng tắc hành trình Cảm biến Mưa Motor DC Giảm tốc Thi công, chế tạo sản phầm: Theo mơ hình thiết kế, chúng em kết hợp với thầy giáo, thi công thực phận hoàn thiện sản phẩm Lắp mạch điện điều khiển Mái che hoàn chỉnh * Cấu tạo tổng thể: Mái che thông minh sử dụng loại cảm biến (Cảm biến mưa cảm biến ánh sáng) Mái che thông minh gồm: - Cảm biến ánh sáng, cảm biến mưa kèm relay - Rơ le đóng ngắt - Motor giảm tốc - Rịng rọc, buli - Cơng tắc hành trình - Bộ chuyển nguồn, nguồn 12V - Khung gỗ (sắt) ống sắt, bạt ( vải dù chống thấm) * Cấu tạo chi tiết nguyên tắc hoạt động: Hệ thống mạch điện điều khiển hệ thống: - Sử dụng rơle chân, sử dụng cảm biến (Cảm biến mưa cảm biến ánh sáng) để thực điều khiển hoạt động motor giảm tốc, để đảo chiều động - Sử dụng cơng tắc hành trình để đóng ngắt nguồn dẫn điện tới motor giảm tốc mái che kéo hết thu vào hết - Nguồn điện 12v DC (ắc quy, nguồn tổ ong 12v) - Ròng rọc, buli để thực kéo ra, thu vào mái che - Mái che bạt vải dù chống mưa, kèm khung bao cho mái che (có thể sử dụng gỗ ống kẽm) Với đề tài cấu cách hoạt động relay chân giúp nhận tín hiệu từ loại cảm biến để thực đảo chiều cho động DC Thử nghiệm: Sau nghiên cứu trợ giúp thầy hướng dẫn, chúng em thầy chế tạo mái che thông minh theo yêu cầu thiết kế đặt Thử nghiệm để lấy kết cụ thể Phân tích - Để kéo mái che trời mưa cảm biến mưa nhận tín hiệu mưa kích hoạt mạch điều khiển cấp điện cho rơle chân dẫn nguồn điện tới cho motor giảm tốc quay theo chiều kéo mái che Khi hết khung mái ngắt cơng tắc hành trình dừng kéo mái Cũng tương tự trời tối nhận tín hiệu từ cảm biến ánh sáng - Tiếp theo hết mưa tín hiệu từ cảm biến mưa ngắt nguồn kéo chiều dẫn đến motor motor thực kéo theo chiều ngược lại để thu mái che vào kéo hết khung mái che ngắt cơng tắc hành trình motor ngừng kéo - Vậy để thực điều cần phải có kết nối phù hợp cảm biến với rơle chân với cơng tắc hành trình để đảo cực nguồn giúp đảo chiều động DC Sử dụng rơle chân 1 ’ RƠLE RƠLE ’ ’ ’ Rơle chân loại linh kiện đóng ngắt điện đơn giản ’ * Gồm phần cuộn hút tiếp điểm * Các tiếp điểm : 1, 1’, 2’ * Vị trí ( 3’) cấp nguồn (-) cho cuộn hút Vị trí (5’) nhận nguồn (+) từ cảm biến vào cuộn hút Khi có điện vào cuộn hút hút tiếp điểm chuyển tiếp điểm từ vị trí sang chuyển tiếp điểm từ vị trí 1’ sang 2’ * Vị trí (4’): chân dẫn tới motor Khi trời không mưa: - Dây (+) vị trí tiếp điểm 1’ thơng với vị trí số 4’ rơle từ cấp dây (+) cho motor - Dây (-) từ cơng tắc hành trình nối vào tiếp điểm tiếp điểm thơng với vị trí số rơle, từ cấp nguồn âm cho motor - Lúc motor có đủ nguồn (-) (+) quay theo chiều kéo mái che vào - Khi mái che kéo vào hết cơng tắc hành trình ngắt Motor ngừng quay Khi trời mưa (hoặc trời tối): - Cảm biến mưa, cảm biến ánh sáng nhận tín hiệu cấp nguồn (+) dẫn tới vị trí 5’ rơle Lúc cuộn hút rơle hoạt động chuyển từ tiếp điểm sang 1’ sang 2’ Lúc tiếp điểm thơng tới vị trí (Nguồn +), tiếp điểm 2’ thơng tới vị trí 4’ (Nguồn -) - Lúc nguồn dẫn tới motor bị đảo cực motor quay theo chiều ngược lại kéo mái che Khi kéo mái hết cơng tắc hành trình ngắt ngừng cấp nguồn cho motor E KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ĐỀ XUẤT Kết luận - Mái che thông minh sử dụng cảm biến mưa cảm biến ánh thể nhiều ưu điểm so với loại mái che có thị trường Mái che giúp hộ gia đình làm nơng nghiệp thực phơi nơng sản, hay hộ kinh doanh ngồi trời thực kéo mái che thu vào khơng cịn cần đến sức người, tất tự động, không cần phải có người túc trực nhà - Tính linh hoạt cúa loại mái che thơng minh tất tự động (Kéo mái che trời mưa, thu vào trời nắng, kéo trời tối) sử dụng tín hiệu từ cảm biến mưa cảm biến ánh sáng kích hoạt hoạt động relay từ điều khiển chiều quay motor giảm tốc để thực kéo mái che thu mái che vào - Về giá thành mái che thông minh sử dụng linh kiện điện tử tốn chi phí Cịn chất liệu mái che, khung người dân tự lựa chọn phù hợp với kinh tế, phù hợp với loại nguyên liệu có địa phương (gỗ, tre, mái bạt, vải dù, nilon…) - Về tính ứng dụng: Loại mái che có tính ứng dụng cao: Dành cho hộ gia đình làm nơng nghiệp để phơi nơng sản, hay gia định hay khu vực kinh doanh cần đến mái che để che nắng, mưa, phơi đồ - Về mặt môi trường: máy không sử dụng động nên khơng sản sinh khí thải ảnh hưởng tới mơi trường, sử dụng lượng, sử dụng nguồn pin lượng mặt trời Kiến nghị, đề xuất - Nên sản xuất áp dụng rộng rãi “Mái che thơng minh” loại mái che phù hợp với tất các hộ gia đình hay với gia đình kinh doanh ngồi trời - Khi sử dụng mái che thông minh giúp người dân giảm bớt nhiều nhân công việc gieo trồng việc phơi nông sản, phơi đồ linh hoạt (khơng cần phải có người túc trực nhà để thu nông sản… giảm thiểu công sức, đỡ tốn nhân công) Xin hỗ trợ bổ sung ý tưởng thầy cô, nhà khoa học, ban ngành, tổ chức, cá nhân để ý tưởng chúng em hồn thiện tính hiệu phù hợp với kinh tế F TÀI LIỆU THAM KHẢO https://maixepluonsong.com/bao-gia-mai-che-gia-re-nhat-2018.html https://dichvutannha.org/san-pham/bat-tu-cuon https://www.cungcapmaybom.vn/ro-le-la-gi https://claber.vn/he-thong-tuoi-cay-tu-dong/nguyen-ly-cam-bien-mua/ http://linhkienhanoi.com/tin-tuc/co-che-hoat-dong-va-cac-ung-dungcua-cam-bien-anh-sang Sách giáo khoa mơn Vật lí 8, cơng nghệ MỤC LỤC Nội dung Trang A Lí chọn đề tài B Câu hỏi nghiên cứu, vấn đề nghiên cứu, giả thuyết khoa học Câu hỏi nghiên cứu 2 Vấn đề nghiên cứu C Thiết kế phương pháp nghiên cứu D Tiến hành nghiên cứu Cơ sở lí luận Cơ sở thực tiễn Khảo sát thực tế Sơ đồ mạch điện Thi công, chế tạo sản phẩm Thử nghiệm Phân tích E Kết luận, kiến nghị, đề xuất Kết luận Kiến nghị, đề xuất 10 F Tài liệu tham khảo 11 ... https://maixepluonsong.com/bao-gia-mai -che- gia-re-nhat-2018.html https://dichvutannha.org/san-pham/bat-tu-cuon https://www.cungcapmaybom.vn/ro-le-la-gi https://claber.vn/he-thong-tuoi-cay-tu-dong/nguyen-ly-cam-bien-mua/... http://linhkienhanoi.com/tin-tuc/co -che- hoat-dong-va-cac-ung-dungcua-cam-bien-anh-sang Sách giáo khoa mơn Vật lí 8, cơng nghệ MỤC LỤC Nội dung Trang A Lí chọn đề tài B Câu hỏi nghiên cứu, vấn đề nghiên cứu, giả... huyện D TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU: Cơ sở lí luận - Chế tạo “ Mái che thông minh” ( kéo mái che trời mưa, kéo mái che vào hết mưa, kéo mái che trời tối, che nắng mùa hè) - Thiết kế phận vận hành linh