CUỘC THI SÁNG TẠO THANH THIẾU NIÊN NHI ĐỒNG TỈNH BÌNH ĐỊNH LẦN THỨ VIII, NĂM 2020 - 2021: “HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG LỌC RÁC Ở CỐNG THOÁT NƯỚC” ĐẠT GIẢI BA LĨNH VỰC SẢN PHẨM THÂN THIỆN VỚI MÔI TRƯỜNG
Đề tài này trước hết hướng tới việc thu thập số liệu và những thông tin về các hệ thống cống thoát nước của nước ta hiện nay. Từ đó, nghiên cứu xây dựng ‘Hệ thống tự động lọc rác ở cống thoát nước’ mang đặc tính riêng, sao cho hoạt động tốt dưới những điều kiện khắc nghiệt của thời tiết, đồng thời có thể phát tín hiệu báo động người đi đường tránh nơi có dòng chảy lớn và thông tin cho người quản lý môi trường, giảm chi phí cho việc trục vớt rác, mang lại lợi ích và đáp ứng được nhu cầu của người dân
Tác giả: Dương Ngọc Thúy Hòa và Lê Khiêm.
Học sinh trường: Trung học phổ thông số 2 Tuy Phước
Địa chỉ liên hệ: Tuy Phước – Bình Định
Nhận biết được các nguyên nhân, hậu quả mà việc tắc nghẽn cống thoát nước gây ra, những hạn chế mà cống thoát nước hiện nay chưa giải quyết được từ vấn đề rác thải, hiểu được nhu cầu và mong muốn của người dân, điều kiện thời tiết tại các khu vực có thể tiến hành bằng thực nghiệm. Tạo ra hệ thống có tính tương tác cao, hướng đến mục tiêu bất kì người dân nào trong vùng bị ảnh hưởng bởi tắc nghẽn ở cống thoát nước đều có thể biết đến công dụng và nguyên lý hoạt động của hệ thống, sử dụng và điều khiển hệ thống đó khi cần thiết. Đảm bảo hệ thống hoạt động có hiệu quả, chính xác, có giá thành rẻ, dễ lắp đặt, kiểm tra và sửa chữa.
Mô tả tóm tắt nội dung của sản phẩm, kết quả thực nghiệm
+ Nội dung: Khi có mưa sẽ tạo ra các dòng chảy cuốn theo rác thải trên mặt đường và trên vỉa hè đến miệng cống. Tại đây hệ thống sẽ nhận hỗn hợp nước mưa và rác thải sau đó lọc rác, khắc phục được tình trạng ngập úng do rác thải bị mắc kẹt trong cống đồng thời phát tín hiệu cảnh báo cho người đi đường tránh nơi có dòng chảy.
+ Nguyên lý hoạt động: Cụ thể quá trình được tóm tắt như sau: thu nhận rác khi lượng nước mưa lớn hoặc trung bình thì hỗn hỗn nước mưa và rác ở trên vỉa hè hoặc trên mặt đường sẽ ùa vào miệng cống đi qua cánh quay và trục quay đến khay lọc rác. Lọc rác tại đó nước sẽ bị giữ lại ở phần đầu hệ thống sau đó chảy xuống khay đựng; còn rác được chuyển đến giữa khay lọc thông qua cánh quay, nhờ gạt rác và sự phối hợp giữa quả nặng, khay đựng nước, gạt rác khi nước trong khay đầy thì dựa trên nguyên lý ròng rọc vận chuyển rác đến thùng chứa. Tại thùng chứa sẽ thực hiện nhiệm vụ xử lí nhờ thiết kế đặc biệt được khoét lỗ để chuyển rác ẩm ướt thành rác khô. Đồng thời trong lúc cánh quay và trục quay chuyển động để đưa hỗn hợp đến khay đựng rác sẽ tạo ra một năng lượng điện nhờ động cơ phát điện làm sáng bóng đèn báo động cho người dân tránh nơi có dòng chảy lớn và thông qua module sạc xả bảo vệ Pin làm nguồn cho các cảm biến. Sau một thời gian hoạt động rác ở thùng chứa sẽ đầy che mắt cảm biến hồng ngoại cảm biến sẽ phát tín hiệu đến mạch Arduino Nano v3.0 Atmega328p và mạch Module GSM/GPRS SIM-900A sẽ gọi hoặc nhắn tin đến quản lý môi trường thông báo rác trong thùng đã đầy. Quá trình sẽ lặp đi lặp lại theo chu kỳ nhất định.
+ Kết quả đạt được: Nhờ có sự điều chỉnh và cải tiến hợp lý, nên các thiết bị sau khi lắp đặt lên hệ thống đã khắc phục các lỗi kỹ thuật trước đó như đèn Led chưa sáng, chưa hoạt động nhịp nhàng. Hệ thống đã hoạt động rất tốt, cho kết quả chính xác, thể hiện tính tự động hóa hoàn toàn. Dự án ‘Hệ thống tự động lọc rác ở công thoát nước’ đã hoạt động tốt như dự kiến đề ra. Thực hiện tốt những nhiệm vụ như lọc và xử lý rác, cảnh báo, làm khô rác, báo động và đặt biệt là thông báo qua SMS. Giúp cải thiện và phát triển mà các hệ thống trên thị trường chưa có. Nếu lượng nước mưa giảm hoặc ngừng mưa thì hệ thống sẽ dừng hoạt động, khi ấy cống thoát nước có lắp đặt ‘Hệ thống tự động lọc rác ở cống thoát nước’ sẽ trở về giống như cống truyền thống và hoạt hộng bình thường, có thể ngăn mùi hôi.
Hiệu quả kinh tế - xã hội - môi trường
+ So sánh giải pháp với sản phẩm trước đây và hiện tại trong nước đang dùng: về chỉ tiêu, thông số, kết cấu thì sản phẩm có tính chính xác cao và đặc thù của mỗi sản phẩm phù hợp cho từng địa phương mà các sản phẩm trong nước chưa có được, hiệu quả mà giải pháp mang lại là giải quyết được vấn đề tắt nghẽn dòng chảy mà các cống truyền thống chưa thể làm được.
+ Hiệu quả kinh tế thiết thực do sản phẩm mang lại: khi tình trạng tắt nghẽn dòng chảy do rác tại miệng cống được giải quyết thì việc ngập nước ở các địa phương không còn nữa, ùn tắc giao thông giảm, dòng chảy trong các đường ống giảm bớt đi các rác (chai, bọc nhựa) các công nhân môi trường không phải nạo vét thông dòng chảy nữa
+ Giải pháp mang lại các mặt tích cực cho xã hội: môi trường nước giảm ô nhiễm giúp cho nguồn nước các sông ngòi trong sạch tạo hệ sinh thái phong phú, giảm đi công việc vớt rác của công nhân môi trường, xây dựng đô thi xanh-sạch-đẹp nói không với rác thải nhựa.
+ Khả năng áp dụng: Triển khai được ngay so với trình độ kỹ thuật và thị trường vật tư trong nước hiện nay sản phẩm có thể áp dụng ở các nắp cống đô thị và nông thôn. Tự hiệu chỉnh các thông số kỹ thuật sao cho phù hợp địa hình và khí hậu của các địa phương.
Thông số thiết bị được sử dụng trong hệ thống
Động cơ
Học sinh trường: Trung học phổ thông số 2 Tuy Phước
Địa chỉ liên hệ: Tuy Phước – Bình Định
Nhận biết được các nguyên nhân, hậu quả mà việc tắc nghẽn cống thoát nước gây ra, những hạn chế mà cống thoát nước hiện nay chưa giải quyết được từ vấn đề rác thải, hiểu được nhu cầu và mong muốn của người dân, điều kiện thời tiết tại các khu vực có thể tiến hành bằng thực nghiệm. Tạo ra hệ thống có tính tương tác cao, hướng đến mục tiêu bất kì người dân nào trong vùng bị ảnh hưởng bởi tắc nghẽn ở cống thoát nước đều có thể biết đến công dụng và nguyên lý hoạt động của hệ thống, sử dụng và điều khiển hệ thống đó khi cần thiết. Đảm bảo hệ thống hoạt động có hiệu quả, chính xác, có giá thành rẻ, dễ lắp đặt, kiểm tra và sửa chữa.
Mô tả tóm tắt nội dung của sản phẩm, kết quả thực nghiệm
+ Nội dung: Khi có mưa sẽ tạo ra các dòng chảy cuốn theo rác thải trên mặt đường và trên vỉa hè đến miệng cống. Tại đây hệ thống sẽ nhận hỗn hợp nước mưa và rác thải sau đó lọc rác, khắc phục được tình trạng ngập úng do rác thải bị mắc kẹt trong cống đồng thời phát tín hiệu cảnh báo cho người đi đường tránh nơi có dòng chảy.
+ Nguyên lý hoạt động: Cụ thể quá trình được tóm tắt như sau: thu nhận rác khi lượng nước mưa lớn hoặc trung bình thì hỗn hỗn nước mưa và rác ở trên vỉa hè hoặc trên mặt đường sẽ ùa vào miệng cống đi qua cánh quay và trục quay đến khay lọc rác. Lọc rác tại đó nước sẽ bị giữ lại ở phần đầu hệ thống sau đó chảy xuống khay đựng; còn rác được chuyển đến giữa khay lọc thông qua cánh quay, nhờ gạt rác và sự phối hợp giữa quả nặng, khay đựng nước, gạt rác khi nước trong khay đầy thì dựa trên nguyên lý ròng rọc vận chuyển rác đến thùng chứa. Tại thùng chứa sẽ thực hiện nhiệm vụ xử lí nhờ thiết kế đặc biệt được khoét lỗ để chuyển rác ẩm ướt thành rác khô. Đồng thời trong lúc cánh quay và trục quay chuyển động để đưa hỗn hợp đến khay đựng rác sẽ tạo ra một năng lượng điện nhờ động cơ phát điện làm sáng bóng đèn báo động cho người dân tránh nơi có dòng chảy lớn và thông qua module sạc xả bảo vệ Pin làm nguồn cho các cảm biến. Sau một thời gian hoạt động rác ở thùng chứa sẽ đầy che mắt cảm biến hồng ngoại cảm biến sẽ phát tín hiệu đến mạch Arduino Nano v3.0 Atmega328p và mạch Module GSM/GPRS SIM-900A sẽ gọi hoặc nhắn tin đến quản lý môi trường thông báo rác trong thùng đã đầy. Quá trình sẽ lặp đi lặp lại theo chu kỳ nhất định.
+ Kết quả đạt được: Nhờ có sự điều chỉnh và cải tiến hợp lý, nên các thiết bị sau khi lắp đặt lên hệ thống đã khắc phục các lỗi kỹ thuật trước đó như đèn Led chưa sáng, chưa hoạt động nhịp nhàng. Hệ thống đã hoạt động rất tốt, cho kết quả chính xác, thể hiện tính tự động hóa hoàn toàn. Dự án ‘Hệ thống tự động lọc rác ở công thoát nước’ đã hoạt động tốt như dự kiến đề ra. Thực hiện tốt những nhiệm vụ như lọc và xử lý rác, cảnh báo, làm khô rác, báo động và đặt biệt là thông báo qua SMS. Giúp cải thiện và phát triển mà các hệ thống trên thị trường chưa có. Nếu lượng nước mưa giảm hoặc ngừng mưa thì hệ thống sẽ dừng hoạt động, khi ấy cống thoát nước có lắp đặt ‘Hệ thống tự động lọc rác ở cống thoát nước’ sẽ trở về giống như cống truyền thống và hoạt hộng bình thường, có thể ngăn mùi hôi.
Hiệu quả kinh tế - xã hội - môi trường
+ So sánh giải pháp với sản phẩm trước đây và hiện tại trong nước đang dùng: về chỉ tiêu, thông số, kết cấu thì sản phẩm có tính chính xác cao và đặc thù của mỗi sản phẩm phù hợp cho từng địa phương mà các sản phẩm trong nước chưa có được, hiệu quả mà giải pháp mang lại là giải quyết được vấn đề tắt nghẽn dòng chảy mà các cống truyền thống chưa thể làm được.
+ Hiệu quả kinh tế thiết thực do sản phẩm mang lại: khi tình trạng tắt nghẽn dòng chảy do rác tại miệng cống được giải quyết thì việc ngập nước ở các địa phương không còn nữa, ùn tắc giao thông giảm, dòng chảy trong các đường ống giảm bớt đi các rác (chai, bọc nhựa) các công nhân môi trường không phải nạo vét thông dòng chảy nữa
+ Giải pháp mang lại các mặt tích cực cho xã hội: môi trường nước giảm ô nhiễm giúp cho nguồn nước các sông ngòi trong sạch tạo hệ sinh thái phong phú, giảm đi công việc vớt rác của công nhân môi trường, xây dựng đô thi xanh-sạch-đẹp nói không với rác thải nhựa.
+ Khả năng áp dụng: Triển khai được ngay so với trình độ kỹ thuật và thị trường vật tư trong nước hiện nay sản phẩm có thể áp dụng ở các nắp cống đô thị và nông thôn. Tự hiệu chỉnh các thông số kỹ thuật sao cho phù hợp địa hình và khí hậu của các địa phương.
Thông số thiết bị được sử dụng trong hệ thống
Động cơ
- Khái niệm: Động cơ DC không chổi than, hay còn gọi là động cơ BLDC (Brushless DC motor), là động cơ điện được chuyển mạch bằng điện tử với các nam châm điện dòng DC di chuyển rotor xung quanh stator. Thay vì bàn chải và máy cắt ở động cơ chổi than thì động cơ DC không chổi than sử dụng bộ điều khiển động cơ bước để tạo ra sự chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học hoặc ngược lại.
- Cấu tạo:
+ Stator: bao gồm lõi sắt (các lá thép kĩ thuật điện ghép cách điện với nhau) và dây quấn.
+ Rotor: Tạo từ các nam châm vĩnh cửu, số lượng đôi cực từ dao động từ 2 đến 8 với các cực Nam (S) và Bắc (N) được xếp xen kẽ nhau. Được gắn vào trục động cơ và trên bề mặt rotor có dán các thanh nam châm vĩnh cửu.
+ Hall sensor: do đặc thù sức phản điện động có dạng hình thang nên cấu hình điều khiển thông thường của BLDC cần có cảm biến xác định vị trí của từ trường rotor so với các pha của cuộn dây stator. Để làm được điều đó người ta dùng cảm biến hiệu ứng Hall, gọi tắt là Hall sensor.
+ Rotor: Tạo từ các nam châm vĩnh cửu, số lượng đôi cực từ dao động từ 2 đến 8 với các cực Nam (S) và Bắc (N) được xếp xen kẽ nhau. Được gắn vào trục động cơ và trên bề mặt rotor có dán các thanh nam châm vĩnh cửu.
+ Hall sensor: do đặc thù sức phản điện động có dạng hình thang nên cấu hình điều khiển thông thường của BLDC cần có cảm biến xác định vị trí của từ trường rotor so với các pha của cuộn dây stator. Để làm được điều đó người ta dùng cảm biến hiệu ứng Hall, gọi tắt là Hall sensor.
- Thông số kỹ thuật
+ Kích thước : dài 9cm đường kính 4,2cm
+ Trọng lượng : 300g
+ Số vòng quay tương ứng điện áp tạo ra : 12V900 vòng
+ Trọng lượng : 300g
+ Số vòng quay tương ứng điện áp tạo ra : 12V900 vòng
- Nguyên lý hoạt động:
Động cơ DC không chổi than là xác định vị trí của Rotor để điều khiển dòng diện vào cuộn dây Stator tương ứng, nếu không động cơ không thể thay đổi chiều quay và khởi động tự động được. Chính vì nguyên tắc điều khiển dựa vào vị trí Rotor như vậy mà động cơ BLDC luôn cần có một bộ điều khiển chuyên dụng phối hợp với cảm biến Hall để điều khiển động cơ.
Chỉnh lưu
Chỉnh lưu
- Khái niệm: Một mạch chỉnh lưu là một mạch điện bao gồm các linh kiện điện - điện tử như điôt bán dẫn, chỉnh lưu thủy ngân, dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều Mạch chỉnh lưu có thể được sử dụng trong các bộ nguồn cung cấp dòng điện một chiều, hoặc trong các mạch tách sóng tín hiệu vô tuyến điện, trong các thiết bị vô tuyến.
- Thông số kỹ thuật
+ Điện áp ngược cực đại: 1000V
+ Dòng thuận cực đại: 50A
+ Dải nhiệt độ hoạt động: -65oC ~ 150oC
+ Trọng lượng 310g
+ Dòng thuận cực đại: 50A
+ Dải nhiệt độ hoạt động: -65oC ~ 150oC
+ Trọng lượng 310g
- Nguyên lí hoạt động
SQL50A1000V là một thiết bị điện bán dẫn có cầu nối Diode ba pha. Khi dùng điốt trong cấu tạo để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều AC thành DC bằng nguyên lý chung của dòng điện với cách khóa. Không cho phần dương hoặc phần âm của dạng sóng đi qua mạch điện gọi là chỉnh lưu nửa chu kỳ.
Đèn
Đèn
- Thông số kĩ thuật:
+ Tên sản phẩm: LISE12
+ Màu sắc: Đỏ
+ Kích thước: 73x38mm
+ Điện thế: 12V
+ Dòng điện: 120mA
+ Tần số đèn nháy: 90 lần/phút
+ Màu sắc: Đỏ
+ Kích thước: 73x38mm
+ Điện thế: 12V
+ Dòng điện: 120mA
+ Tần số đèn nháy: 90 lần/phút
- Nguyên lý hoạt động
Đèn chớp nháy báo động báo hiệu LISE12 không hoạt động độc lập mà cần phối hợp sử dụng nhờ nguồn điện tạo từ động cơ phát điện DC cấp nguồn 12V. Khi trục quay của hệ thống quay thì động cơ sẽ chuyển năng lượng từ cơ sang điện năng làm đèn chớp nháy báo động báo hiệu cho người đi đường sẽ phát hiện nơi có dòng chảy lớn.
Mạch điện tử
Module 1:
Module hạ áp DC-DC 3A LM2596. Module chuyển đổi điện áp AC- DC với điện áp đầu vào 3-40V thành đầu ra 1.5-35V, có kích thước cực nhỏ, thích hợp với các mạch cần nguồn nhỏ gọn. Khi lượng điện áp trong pin đã đủ thông qua Module hạ áp cấp nguồn cho mạch GSM/GPRS SIM-900A và cảm biến hồng ngoại hoạt động đồng thời ổn định điện áp trong mạch
Mạch điện tử
Module 1:
Module hạ áp DC-DC 3A LM2596. Module chuyển đổi điện áp AC- DC với điện áp đầu vào 3-40V thành đầu ra 1.5-35V, có kích thước cực nhỏ, thích hợp với các mạch cần nguồn nhỏ gọn. Khi lượng điện áp trong pin đã đủ thông qua Module hạ áp cấp nguồn cho mạch GSM/GPRS SIM-900A và cảm biến hồng ngoại hoạt động đồng thời ổn định điện áp trong mạch
- Thông số kĩ thuật
+ Điện áp đầu vào 3 - 40V DC (khuyến cáo sử dụng điện áp đầu vào < 30V DC để có thể sử dụng được lâu dài)
+ Điện áp đầu ra 1.5 - 35V DC
+ Dòng ra max 3A (khuyến cáo sử dụng 2/3 công suất của sản phẩm để đảm bảo được độ bền của sản phẩm)
+ Sử dụng IC LM2596
+ Kích thước 40 x 21.5 x 13.5 mm
+ Điều chỉnh điện áp đầu ra bằng biến trở
+ Hiệu suất 92%
Module 2:
Mạch Arduino Nano v3.0 Atmega328p. Mạch Arduino Nano CH340 có kích thước nhỏ gọn, có thiết kế và chuẩn chân giao tiếp, mạch sử dụng chip nạp chương trình và giao tiếp UART CH340 giá rẻ để tiết kiệm chi phí nhỏ gọn, hoạt động tốt mọi mặt tính năng hay chương trình.
+ Điện áp đầu ra 1.5 - 35V DC
+ Dòng ra max 3A (khuyến cáo sử dụng 2/3 công suất của sản phẩm để đảm bảo được độ bền của sản phẩm)
+ Sử dụng IC LM2596
+ Kích thước 40 x 21.5 x 13.5 mm
+ Điều chỉnh điện áp đầu ra bằng biến trở
+ Hiệu suất 92%
Module 2:
Mạch Arduino Nano v3.0 Atmega328p. Mạch Arduino Nano CH340 có kích thước nhỏ gọn, có thiết kế và chuẩn chân giao tiếp, mạch sử dụng chip nạp chương trình và giao tiếp UART CH340 giá rẻ để tiết kiệm chi phí nhỏ gọn, hoạt động tốt mọi mặt tính năng hay chương trình.
- Khối trung tâm xử lý các tín hiệu từ các cảm biến ở module gồm:
+ Nhận tín hiệu báo mức rác, từ đó biết lượng rác trong thùng chứa rác đã đầy.
+ Xuất tín hiệu cảnh báo chuyển đến module 3 để phát sóng điện từ phát thông báo qua SMS
+ Xuất tín hiệu cảnh báo chuyển đến module 3 để phát sóng điện từ phát thông báo qua SMS
- Thông số kĩ thuật
+ Thiết kế theo đúng chuẩn chân, kích thước của Arduino Nano chính hãng.
+ IC chính: ATmega328P-AU.
+ IC nạp và giao tiếp UART: CH340.
+ Điện áp cấp: 5VDC cổng USB hoặc 6-9VDC chân Raw.
+ Mức điện áp giao tiếp GPIO: TTL 5VDC.
+ Dòng GPIO: 40mA.
+ Số chân Digital: 14 chân, trong đó có 6 chân PWM.
+ Số chân Analog: 8 chân (hơn Arduino Uno 2 chân).
+ Flash Memory: 32KB (2KB Bootloader).
+ SRAM: 2KB
+ EEPROM: 1KB
+ Clock Speed: 16Mhz.
+ Tích hợp Led báo nguồn, led chân D13, LED RX, TX.
+ Tích hợp IC chuyển điện áp 5V LM1117.
+ Kích thước: 18.542 x 43.18mm
Module 3:
Module GSM/GPRS SIM-900A. Mạch được thiết kế với các chân cơ bản, tích hợp khe cắm Micro Sim và Anten GSM Ipex đi kèm. Mạch GSM/GPRS SIM-900A được nối với điốt giảm áp đầu vào và tụ Tanalum dung lượng cao giúp có thể sử dụng với nguồn trực tiếp 5VDC và không cần dòng cao. Hệ thống phát sóng điện từ kết nối với số điện thoại người quản lý môi trường để đưa ra cảnh báo sớm về việc rác trong thùng đã đầy.
Thông số kĩ thuật
+ Điện áp hoạt động: 4.7-5V
+ Điện năng tiêu thụ thấp: 1.5mA (ở chế độ ngủ)
+ Nhiệt độ hoạt động: -40 - 85 °C
+ Điều khiển qua tập lệnh AT (GSM 07.07 ,07.05 and SIMCOM enhanced AT Commands)
+ Băng tần kép 900/ 1800 MHz
+ GPRS multi-slot class 10/8
+ GPRS mobile station class B
+ Phù hợp với GSM giai đoạn 2/2+
+ Kích thước: 24 x 24 x 3 mm
+ Trọng lượng: 3.4g
Cảm biến:
Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK. Cảm biến xác định khoảng cách đến vật cản bằng hồng ngoại cho phản hồi nhanh chóng, chính xác và ít bị nhiễu do sử dụng mắt nhận và phát tia hồng ngoại. Khi rác tử thùng đầy sẽ che lấp mắt của cảm biển, cảm biến hoạt động chuyển tín hiệu qua bo mạch Arduino Nano v3.0 Atmega328p
Thông số kỹ thuật:
+ Điện áp hoạt động: 5VDC
+ Khoảng cách hoạt động tối đa: ~ 80cm
+ Dòng kích ngõ ra: 300mA
+ Thời gian phản hồi: ~ 2ms
+ Hiện thị ngõ ra: SMS
+ Khả năng phát hiện đối tượng: trong suốt hoặc đục
+ Nhiệt độ hoạt động: -25 =>50
+ Đường kính: 18mm
+ Chiều dài cảm biến: 45mm
+ Chiều dài dây: 45cm
+ Chất liệu: nhựa
Pin Sạc 18650 3200mah:
Dùng nuôi nguồn, nuôi nhớ thiết bị điện tử, pin có khả năng nap xả linh hoạt có tuổi thọ cao.
+ IC chính: ATmega328P-AU.
+ IC nạp và giao tiếp UART: CH340.
+ Điện áp cấp: 5VDC cổng USB hoặc 6-9VDC chân Raw.
+ Mức điện áp giao tiếp GPIO: TTL 5VDC.
+ Dòng GPIO: 40mA.
+ Số chân Digital: 14 chân, trong đó có 6 chân PWM.
+ Số chân Analog: 8 chân (hơn Arduino Uno 2 chân).
+ Flash Memory: 32KB (2KB Bootloader).
+ SRAM: 2KB
+ EEPROM: 1KB
+ Clock Speed: 16Mhz.
+ Tích hợp Led báo nguồn, led chân D13, LED RX, TX.
+ Tích hợp IC chuyển điện áp 5V LM1117.
+ Kích thước: 18.542 x 43.18mm
Module 3:
Module GSM/GPRS SIM-900A. Mạch được thiết kế với các chân cơ bản, tích hợp khe cắm Micro Sim và Anten GSM Ipex đi kèm. Mạch GSM/GPRS SIM-900A được nối với điốt giảm áp đầu vào và tụ Tanalum dung lượng cao giúp có thể sử dụng với nguồn trực tiếp 5VDC và không cần dòng cao. Hệ thống phát sóng điện từ kết nối với số điện thoại người quản lý môi trường để đưa ra cảnh báo sớm về việc rác trong thùng đã đầy.
Thông số kĩ thuật
+ Điện áp hoạt động: 4.7-5V
+ Điện năng tiêu thụ thấp: 1.5mA (ở chế độ ngủ)
+ Nhiệt độ hoạt động: -40 - 85 °C
+ Điều khiển qua tập lệnh AT (GSM 07.07 ,07.05 and SIMCOM enhanced AT Commands)
+ Băng tần kép 900/ 1800 MHz
+ GPRS multi-slot class 10/8
+ GPRS mobile station class B
+ Phù hợp với GSM giai đoạn 2/2+
+ Kích thước: 24 x 24 x 3 mm
+ Trọng lượng: 3.4g
Cảm biến:
Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK. Cảm biến xác định khoảng cách đến vật cản bằng hồng ngoại cho phản hồi nhanh chóng, chính xác và ít bị nhiễu do sử dụng mắt nhận và phát tia hồng ngoại. Khi rác tử thùng đầy sẽ che lấp mắt của cảm biển, cảm biến hoạt động chuyển tín hiệu qua bo mạch Arduino Nano v3.0 Atmega328p
Thông số kỹ thuật:
+ Điện áp hoạt động: 5VDC
+ Khoảng cách hoạt động tối đa: ~ 80cm
+ Dòng kích ngõ ra: 300mA
+ Thời gian phản hồi: ~ 2ms
+ Hiện thị ngõ ra: SMS
+ Khả năng phát hiện đối tượng: trong suốt hoặc đục
+ Nhiệt độ hoạt động: -25 =>50
+ Đường kính: 18mm
+ Chiều dài cảm biến: 45mm
+ Chiều dài dây: 45cm
+ Chất liệu: nhựa
Pin Sạc 18650 3200mah:
Dùng nuôi nguồn, nuôi nhớ thiết bị điện tử, pin có khả năng nap xả linh hoạt có tuổi thọ cao.
- Thông số kĩ thuật:
+ Chất liệu: Lithium
+ Dung lượng: 3200mAh
+ Dòng xả: 10A
+ Kích thước: 18mmx65mm
+ Điện thế: 3.7V, sạc đầy đạt tối đa 4.2V
+ HSX: Panasonic
c. Thông số, chỉ tiêu, tính năng kỹ thuật đạt được:
Khi hệ thống vận hạnh đạt được những chỉ tiêu và nhiệm vụ:
+ Dung lượng: 3200mAh
+ Dòng xả: 10A
+ Kích thước: 18mmx65mm
+ Điện thế: 3.7V, sạc đầy đạt tối đa 4.2V
+ HSX: Panasonic
c. Thông số, chỉ tiêu, tính năng kỹ thuật đạt được:
Khi hệ thống vận hạnh đạt được những chỉ tiêu và nhiệm vụ:
- Trục quay: cấu tạo từ các tấm nhựa có độ nghiêng nhất định hoạt động nhờ ổ bi ở hai bên làm giảm áp lực nước và vận chuyển rác vào hệ thống.
- Bộ phát điện: gồm động cơ phát điện mini không chổi than kết hợp với linh kiện chỉnh lưu tạo ra dòng điện và biến dòng điện ba pha thành dòng điện hai pha làm sáng bóng đèn.
- Đèn báo động: sử dụng loại đèn LISE12 với điện thế: 12V, dòng điện: 120mA, tần số đèn nháy: 90 lần/phút
- Khay lọc rác: khung thép có kết cấu đặc biệt làm ngăn rác.
- Truyền lực và gạt rác: được làm từ thép hộp cùng với các ròng rọc thực hiện các chức năng vận chuyển rác và chuyển động lên xuống của quả nặng và khay đựng nước.
- Khay đựng nước: Được làm từ nhựa có cấu tạo như một khay nhựa dùng để chứa nước mưa.
- Quả nặng: có khối lượng 0.5kg.
- Thùng chứa rác: là khung thép được bao bọc bởi các tấm nhựa được két lỗ để giúp rác ước thành rác khô
- Mạch điện tử: được thiết kế với hai nhiệm vụ chính là nạp điện và thông báo thông qua SMS cho người công nhân
Tính mới và tính sáng tạo:
- Điểm sáng tạo:
+ Sản phẩm dễ hoàn thiện.
+ Chi phí lắp đặt rẻ, dễ sử dụng, tiết kiệm thời gian xử lý rác thải.
+ Kích thước gọn nhẹ, dễ dàng vận chuyển và chuyển giao kỹ thuật.
+ Sử dụng năng lượng xanh, thân thiện với môi trường.
+ Hệ thống vận hành hoàn toàn tự động hóa.
+ Sử dụng các module mạch hiện đại thực hiện các chức năng như nạp, xả bảo vệ pin và thông báo qua điện thoại cho người quản lý môi trường khi rác đầy qua SMS.
+ Tính toán lực và vận dụng nguyên lý hoạt động ròng rọc phối hơp nhịp nhàng các quá trình lên xuống của khay nước, quả nặng, gạt rác để vận hành “Hệ thống tự động lọc rác ở cống thoát nước”.
Hiệu quả
+ Chi phí lắp đặt rẻ, dễ sử dụng, tiết kiệm thời gian xử lý rác thải.
+ Kích thước gọn nhẹ, dễ dàng vận chuyển và chuyển giao kỹ thuật.
+ Sử dụng năng lượng xanh, thân thiện với môi trường.
+ Hệ thống vận hành hoàn toàn tự động hóa.
+ Sử dụng các module mạch hiện đại thực hiện các chức năng như nạp, xả bảo vệ pin và thông báo qua điện thoại cho người quản lý môi trường khi rác đầy qua SMS.
+ Tính toán lực và vận dụng nguyên lý hoạt động ròng rọc phối hơp nhịp nhàng các quá trình lên xuống của khay nước, quả nặng, gạt rác để vận hành “Hệ thống tự động lọc rác ở cống thoát nước”.
Hiệu quả
- Kỹ thuật: So sánh giải pháp với sản phẩm trước đây và hiện tại trong nước đang dùng:
+ Về chỉ tiêu, thông số, kết cấu thì sản phẩm có tính chính xác cao và đặc thù của mỗi sản phẩm phù hợp cho từng địa phương mà các sản phẩm trong nước chưa có được.
+ Hiệu quả mà giải pháp mang lại là giải quyết được vấn đề tắt nghẽn dòng chảy mà các cống truyền thống chưa thể làm được.
+ Hiệu quả mà giải pháp mang lại là giải quyết được vấn đề tắt nghẽn dòng chảy mà các cống truyền thống chưa thể làm được.
- Kinh tế: Hiệu quả kinh tế thiết thực do sản phẩm mang lại:
+ Khi tình trạng tắt nghẽn dòng chảy do rác tại miệng cống được giải quyết thì việc ngập nước ở các địa phương không còn nữa, ùn tắc giao thông giảm
+ Dòng chảy trong các đường ống giảm bớt đi các rác (chai, bọc nhựa) các công nhân môi trường không phải nạo vét thông dòng chảy nữa
+ Dòng chảy trong các đường ống giảm bớt đi các rác (chai, bọc nhựa) các công nhân môi trường không phải nạo vét thông dòng chảy nữa
- Xã hội: Giảm pháp mang lại các mặt tích cực cho xã hội:
+ Môi trường nước giảm ô nhiễm giúp cho nguồn nước các sông ngòi trong sạch tạo hệ sinh thái phong phú
+ Giảm đi công việc vớt rác của công nhân môi trường
+ Xây dựng đô thi xanh-sạch-đẹp nói không với rác thải nhựa
+ Giảm đi công việc vớt rác của công nhân môi trường
+ Xây dựng đô thi xanh-sạch-đẹp nói không với rác thải nhựa
Tác giả bài viết: LTP
Ý kiến bạn đọc
Bạn cần đăng nhập với tư cách là Thành viên chính thức để có thể bình luận
Những tin mới hơn
Những tin cũ hơn
