II. ĐỊNH HƯỚNG HỌC SINH THỰC HIỆN CÁC DỰ ÁN KHOA HỌC KĨ THUẬT
5. Đánh giá dự án
DỰ ÁN 3 “MÁY HÚT RÁC TRÊN AO, HỒ, SÔNG” 1 Quyết định chủ đề và xác định mục tiêu của chủ đề
1. Quyết định chủ đề và xác định mục tiêu của chủ đề
Ô nhiễm môi trường đang diễn ra nghiêm trọng không chỉ ở đô thị mà ngay cả khu vực nông thôn như ở xã Đông Hiếu. Các loại rác thải đổ tràn lan ra ruộng đồng, hệ thống kênh mương, ao hồ, sông, suối ... ảnh hưởng đến môi trường sống của người dân, hủy diệt hệ sinh thái.
2. Xây dựng kế hoạch thực hiện, phân công nhiệm vụ
3. Thực hiện dự án
3.1. Thiết kế kỹ thuật
- Máy hút rác đứng tại chỗ hay vừa di chuyển vừa gom rác. Hoạt động dựa trên tạo ra sự chênh lệch mực nước trong thùng so với mực nước ngoài ao, hồ hay khi di chuyển rác sẽ được đưa vào trong lồng gom rác.
- Khi đứng tại chỗ máy bơm sẽ được khởi động nước và rác sẽ theo dòng nước chảy vào thùng, nước qua bình lọc sẽ được hút ra ngoài trở lại môi trường qua hệ thống máy bơm.
- Khi vừa di chuyển và gom rác vào lồng, động cơ đẩy máy sẽ làm cho máy di chuyển linh hoạt, tiến hoặc lùi, rẽ trái rẽ phải thông qua mạch điều khiển từ xa, phạm vi di chuyển máy đến khoảng cách 20m.
- Máy nổi được nhờ gắn trên hệ thống ống nhựa PVC có kích thước 90 đã bịt kín ở các đầu.
- Động cơ đẩy 12 V, đẩy máy di chuyển trên mặt ao, hồ phẳng lặng dễ dàng.
- Máy bơm chìm 1 chiều có công suất lớn dễ dàng hút nước ra khỏi thùng để tạo ra sự chênh lệch mực nước trong và ngoài thùng
- Để có điện năng cho máy hoạt động dùng các loại acquy xe máy 12V-5Ah, và sự hỗ trợ thêm của các tấm pin năng lượng mặt trời.
3.2. Xây dựng mô hình
Mô hình máy gom rác khi di chuyển
3.2.1. Cấu tạo
- Một chiếc thùng rác, bên trong được gắn màng lọc, một đường ống dài nối chiếc thùng với 2 chiếc máy bơm chìm đặt dưới đáy thùng. - Miệng thùng rác sẽ được cố định với hai cái phao hai bên vừa nâng thùng vừa gom rác lại một chỗ.
- Máy còn được lắp thêm hệ thống động cơ đẩy điều khiển từ xa giúp máy di chuyển ra xa.
- Hệ thống ắc quy và pin năng lượng mặt trời được lắp trên cùng để hỗ trợ động cơ hoạt động.
3.2.2. Nguyên lí hoạt động
- Khi máy bơm hoạt động, nước sẽ bị hút vào thùng, các vật thể trôi nổi trên mặt nước sẽ tiếp cận miệng thùng và bị hút vào bên trong.
- Các loại rác thải sẽ được lưu lại tại màng lọc gắn trong thùng, trong khi nước sẽ được máy bơm hút và xả lại hồ.
3.3. Các bước thực hiện xây dựng thiết bị
3.3.1. Chuẩn bị vật liệu
- Ống nhựa PVC 90 = 2,8 m - Ống nối nhựa chữ T loại90: 2 cái - Nắp bịt đầu ống 90: 2 cái
- Ống nối nhựa co 90: 2 cái
- Ống nối nhựa chếch loại 90: 2 cái - Ống nhựa PVC 49 = 0,5 m - Ống nhựa PVC 21 = 2.5 m Lồng thu rác Khung máy Acquy
Guồng đẩy gắn với động cơ
- Ống nối nhựa chữ T loại21: 4 cái - Nắp bịt đầu ống 21: 4 cái
- Keo dán nhựa PVC 1 tuýp - Acquy nước GS 12V-5Ah: 2 cái
- Máy biến thế 12V dùng để sạc cho acquy: 1 bộ - Động cơ đẩy 12 V - 50W: 2 cái
- Máy bơm chìm 12V-150W: 1 cái - Đèn pin để hoạt động ban đêm: 1 cái
- Mạch điều khiển từ xa 6 kênh 3 mô tơ đảo chiều: 1 bộ - Pin năng lượng mặt trời 3 tấm, tổng công suất 20W
- Thùng kín kích thước 30cm x 18cm x 30cm gắn máy bơm hút rác: 1cái - Thùng chứa rác kích thước: 15cm x 15cm x 20cm: 1 cái
- Lồng vớt rác kích thước: 28cm x 19cm x 15cm - Tấm alu: 1m2
- Lưới sắt bọc nhựa dùng làm lồng vớt rác: 0,5m2
3.3.2. Chế tạo và lắp ráp các bộ phận của máy
Thiết bị hỗ trợ:
- Pin năng lượng mặt trời
- Đèn pin để máy có thể hoạt động ban đêm
- Khung bảo vệ tránh va đập hệ thống cánh với vật khác.
4. Thu thập kết quả và công bố sản phẩm
- Máy hoạt động ở chế độ hút tại chỗ: lượng nước được đưa vào ngang bằng với lượng nước được hút ra khỏi bình, để cho nước có thể vào trong bình ta cần cho
thêm một lượng ban đầu vừa đủ khoảng 5 lít nước, kích hoạt máy bơm làm việc. Khi máy bơm làm việc, lượng nước đưa vào và hút ra khỏi bình trong 1 phút khoảng 25 lít, lượng rác ở khoảng cách xa bình hút 1,3m cũng bị dòng nước hút về, dưới tác dụng của dòng nước xả ra từ máy bơm đẩy làm cho máy di chuyển chậm về phía trước để hút rác dễ dàng hơn. Khi 2 bình acquy được nạp đầy điện và có thêm sự hỗ trợ của pin năng lượng mặt trời có thể hoạt động liên tục trong thời gian 30 phút.
- Máy làm việc ở chế độ di chuyển, rác và nước di chuyển vào trong lồng sắt, rác bị lồng giữ lại, nước chảy ra phía sau lồng. Tốc độ di chuyển của máy khoảng 1m/s, lượng rác gom được đưa lại bờ. Máy có thể linh hoạt khi di chuyển thông qua điều khiển từ xa mà lượng rác thu được nhiều hơn so với hút tại chỗ và máy có thể hút được rác ở tầng thấp hơn mặt nước. Bằng thực nghiệm ta thấy khi Acquy sạc đầy máy có thể hoạt động liên tục trong thời gian từ 40 phút trở lên tùy thuộc trời nắng to hay vừa.
- Máy cũng có thể hoạt động ở điều kiện trời tối và có sự hỗ trợ của đèn pin, thời gian hoạt động được ít hơn so với buổi ngày khoảng tầm 10 phút ở hai chế độ đứng yên hoặc di chuyển.
5. Đánh giá dự án
5.1. Kết quả
- Máy hút rác dưới nước giúp làm sạch nguồn nước, phòng chống ô nhiễm nguồn nước giúp bảo vệ nguồn lợi thủy hải sản.
- Máy nhỏ gọn nhưng có lực hút cự li đến 1-1,3m. Hệ thống điều khiển từ xa giúp điều khiển máy di chuyển theo ý muốn. Khi khối lượng rác khoảng 1kg, máy sẽ báo đầy rác thông qua hệ thống đèn tín hiệu. Lúc đó, chúng ta sẽ di chuyển máy vào bờ và dùng cần lấy giỏ chứa rác ra để đưa rác đi xử lí và trả lại máy tiếp tục công việc hút rác.
- Về mặt kinh tế, máy có giá thành rẻ hơn các loại sản phẩm ngoài thị trường.
5.2. Những ưu điểm
- Có thể hoạt động ở 2 chế độ:
+ Ở chế độ cố định, máy sẽ được gắn vào thùng hút và vận hành máy bơm chìm, các loại rác nổi trong ở khoảng cách xa 1-1,3m đều bị cuốn vào thùng.
- Không ảnh hưởng đến môi trường sống của các loài sinh vật dưới nước. - Dùng điện acquy 12V an toàn trong quá trình vận hành .
- Dễ vận hành.
- Dùng nguồn pin năng lượng mặt trời hỗ trợ acquy thân thiện với môi trường. - Có thể vớt rác ở độ sâu nếu thay đổi chiều sâu của lồng gom rác.
5.3. Hạn chế
Thời gian hoạt động ngắn do lượng điện acquy có hạn.
5.4. Khả năng ứng dụng vào thực tiễn.
Đây là một ý tưởng có thể góp phần bảo vệ môi trường sống, môi trường tự nhiên xung quanh chúng ta, việc tạo ra sản phẩm này với mong có thể góp phần bảo vệ môt trường.
5.5. Kết luận
Dự án được xây dựng dựa trên nhu cầu thực tế. Kết quả sau nhiều lần thử nghiệm thay đổi thiết kế, với sự hỗ trợ của tôi cùng các thầy cô khác. Tuy nhiên, thiết kế vẫn đang ở mức độ thử nghiệm nhỏ, để tăng hiệu quả hơn ta cần dùng máy có kích thước lớn hơn, dùng acquy to, pin mặt trời có kích thước lớn hơn, lượng rác thu gom sẽ nhiều hơn.