Một sáng chế mang tính ứng dụng cao

Từ thực tế việc tưới cây cảnh, cây trồng trong gia đình và nhà trường ngày thường cũng như ngày hè, mặc dù đã có hệ thống tưới cây được lắp đặt sẵn nhưng vẫn phải có người điều khiển hệ thống đó hoạt động, nhóm học sinh Trường THPT Trại Cau đã nghiên cứu đề tài mang tính ứng dụng rất cao đó là: “Ứng dụng kỹ thuật đóng ngắt mạch điện qua điện thoại di động vào hệ thống tưới cây và hệ thống điện chiếu sáng trong nhà trường và gia đình”.

Thực tế mô hình này và trao đổi cùng nhóm thực hiện đề tài, chúng tôi thật sự bất ngờ trước ý tưởng sáng tạo của các em. Được biết, người nghĩ ra ý tưởng là em Nguyễn Ngọc Duy, học sinh lớp 12A1. Duy đã đem ý tưởng này trao đổi với 2 bạn cùng lớp là Lê Đức Trung và Hoàng Trọng Nghĩa, cả 3 thống nhất cùng nghiên cứu hoàn chỉnh. Đặc biệt là sau khi Nhà trường phát động học sinh tham gia Cuộc thi Sáng tạo dành cho thanh, thiếu niên và nhi đồng tỉnh Thái Nguyên lần thứ 2, năm 2015-2016 do Tỉnh đoàn tổ chức, cả 3 càng có thêm động lực để nghiên cứu. Kết quả, đề tài đoạt giải Nhất cấp tỉnh trong Cuộc thi Sáng tạo dành cho thanh thiếu niên và nhi đồng tỉnh Thái Nguyên lần thứ 2.

Trao đổi cùng Nguyễn Ngọc Duy, Chủ nhiệm đề tài chúng tôi được biết: Khi còn học lớp 9 tại Trường THCS Nam Hòa (Đồng Hỷ) thấy Nhà trường lắp đặt 1 hệ thống tưới cây cảnh, nhưng khi tưới phải có người vận hành Duy nghĩ tại sao không nghiên cứu một bộ thiết bị điều khiển để có thể ở bất cứ đâu cũng có thể tưới cây mà không cần vận hành thủ công? Duy đã vận dụng những kiến thức đã học ở chuyên ngành vật lý trong điều khiển ánh sáng để nghiên cứu hệ thống tưới cây tự động. Cụ thể, quan sát hệ thống đèn chiếu sáng công cộng, Duy thấy khi trời tối đèn đường tự bật sáng, em đã thiết kế 1 hộp đen có gắn với con chíp điện tử và đấu ngược lại, rồi dùng 1 chiếc điện thoại cũ để đối chiếu màn hình vào hộp đen. Khi cần tưới cây, chỉ cần gọi điện thoại vào chiếc máy điện thoại cũ, điện thoại sáng đèn chiếu vào hộp đen lập tức hệ thống tưới cây sẽ tự động hoạt động. Đề tài “Ứng dụng đóng ngắt mạch điện bằng điện thoại vào hệ thống tưới cây” của Duy đã đoạt giải Nhì Cuộc thi Nghiên cứu khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học cấp tỉnh năm 2013. Tuy nhiên, theo Duy thì đề tài này còn bộc lộ nhiều hạn chế đó là thời gian điện thoại sáng chỉ được từ 2-3 phút, khi màn hình điện thoại không sáng nữa hệ thống tưới sẽ ngừng hoạt động. Muốn tưới tiếp lại phải gọi điện thoại.

Để khắc phục tình trạng này, Duy, Trung và Nghĩa đã nghiên cứu xây dựng một mạch điện có thể điều khiển đóng ngắt từ xa bằng điện thoại di động, áp dụng nguyên lý hệ thống chống trộm xe máy. Khi muốn dừng tưới cây chỉ cần gọi thêm 1 cuộc điện thoại nữa tới máy này hệ thống tưới sẽ ngừng hoạt động. Từ thành công này, cả nhóm còn thiết kế ứng dụng cho việc dùng để ngắt nguồn điện tự động của nhà trường và gia đình. Theo em Lê Đức Trung, thành viên của nhóm cho biết thêm: Ở trong trường học, khi tan học vẫn còn xảy ra tình trạng học sinh quên không tắt điện, quạt. Nếu thời tiết diễn biến phức tạp có mưa, sấm sét đánh sẽ dẫn tới hư hỏng các thiết bị liên quan đến điện như: quạt, bóng điện…. Xuất phát từ lý do trên, nhóm chúng em đã vận dụng luôn kỹ thuật đóng ngắt mạch điện qua điện thoại di động vào ngắt nguồn điện trong nhà trường và gia đình. Nghiên cứu này tập trung vào cơ chế hoạt động của mạch để đóng ngắt được máy bơm và bóng đèn có công suất nhỏ.

Đề tài nghiên cứu của nhóm được đánh giá cao bởi tính thiết thực và hiệu quả mang lại. Nghiên cứu đề tài này sẽ giúp nhiều gia đình không cần lo lắng đến việc điều khiển hệ thống tưới cây xanh, cây cảnh, rau, chè… của mình mà có thể tập trung vào công việc khác. Việc tưới cây có thể ghi nhớ trong điện thoại và điện thoại sẽ báo nhắc nhở và giúp thực hiện công việc này hằng ngày. Kể cả khi gia đình đi du lịch hoặc đi chơi đâu đó, muốn tưới cây chỉ cần gọi 1 cuộc điện thoại, hệ thống tưới sẽ hoạt động. Ngoài ra, mỗi khi có sấm sét thì chúng ta có thể tắt nguồn điện giúp chúng ta không phải lo sét đánh làm hư hỏng các thiết bị. Xét về hiệu quả kinh tế và khả năng ứng dụng của đề tài cho thấy, nếu đề tài này được nhân rộng thì sẽ có hiệu quả kinh tế, tiết kiệm được nhiều công sức và tiền của nhân dân. Một bộ thiết bị này theo tính toán của cả nhóm chi phí vật tư, nhân công thiết kế chưa tới 1 triệu đồng. Nếu sản xuất hàng loạt thì giá thành sẽ hạ thấp hơn.

Thực tế kết quả nghiên cứu của đề tài trên cho thấy nếu các nhà trường quan tâm, chỉ đạo bài bản thì công tác nghiên cứu khoa học trong học sinh sẽ thực sự có chất lượng và đây không chỉ là biện pháp góp phần nâng cao chất lượng giáo dục mà còn là những minh chứng cụ thể nhất cho việc dạy học gắn lý thuyết với thực hành, giúp học sinh tích cực và chủ động hơn trong học tập.