Tự động hóa xử lý rác hữu cơ
Em Trần Tấn Thành, học sinh lớp 12A4, Trường THPT chuyên Nguyễn Thị Minh Khai (Sóc Trăng) là thành viên của nhóm tác giả thực hiện đề tài “Hệ thống ủ phân sinh học”. Tấn Thành cho biết, lượng rác thải ở nhiều địa phương rất lớn, nhưng công tác xử lý gặp khó vì thiếu khu chứa rác, nhà máy xử lý rác thải chưa nhiều, công suất hoạt động chưa thể đáp ứng so với lượng rác thải ra mỗi ngày. Có nhiều nơi việc xử lý rác thải còn thực hiện thủ công, có nơi chôn lấp, gây ô nhiễm môi trường, lượng khí CO2 thải ra môi trường nhiều...
Nhóm gồm 5 thành viên là Nguyễn Tuấn Khanh, Bùi Gia Duy, Trần Tấn Thành (lớp 12A4), Nguyễn Tuấn Hào (lớp 11A3) và Ngô Hoàng Long (lớp 11A2) đã cùng nhau nghiên cứu và cho ra đời “Hệ thống ủ phân sinh học”. Sản phẩm này được nhà trường chọn tham dự cuộc thi Sáng tạo thanh thiếu niên, nhi đồng tỉnh Sóc Trăng năm 2021 và đạt giải Nhất.
Theo Tấn Thành, “Hệ thống ủ phân sinh học” của nhóm được làm bằng những vật liệu có sẵn, bao gồm phần khung bên ngoài có thùng gỗ được thiết kế đặc biệt cho hệ thống, thanh sắt chữ V (4x4), Alu (nhôm). Thiết bị bên trong có bộ nguồn (có thể là nguồn tổ ong, nguồn điện 220V, nguồn năng lượng Mặt trời), mạch Arduino và các cảm biến cùng một số thiết bị khác như máy bơm nước, máy cắt…
Tấn Thành cho biết: “Sản phẩm của nhóm được tự động hóa, áp dụng với hầu hết rác hữu cơ. Tốc độ xử lí nhanh với số lượng lớn, hiệu suất và chất lượng cao hơn so với ủ thủ công. Khử được mùi hôi, tận dụng được năng lượng sạch để chạy hệ thống, tận dụng nguồn vi sinh vật trong lần chạy trước. Máy hoạt động theo quy trình tự động hóa chỉ cần cắm điện, cho thêm nguyên liệu và nước, rồi bật công tắt, máy sẽ chạy tự động độc lập, không cần bàn tay của con người”.
Hệ thống áp dụng được cho hầu hết các loại rác hữu cơ, xử lý rác với số lượng lớn trong thời gian ngắn, không gây ô nhiễm môi trường như các phương pháp xử lý truyền thống. Áp dụng công nghệ tự động hóa là một điểm sáng của hệ thống. Hệ thống chạy bằng nguồn năng lượng Mặt trời, một nguồn năng lượng sạch, vô hạn. Không dừng lại ở đó, hệ thống còn có khả năng tái sử dụng lượng vi sinh vật của chu trình trước mà không cần bổ sung sau mỗi lần chạy. Giảm lượng chế phẩm cần sử dụng, tiết kiệm chi phí cần để mua chế phẩm. Giảm nồng độ CO2 thải ra môi trường và giảm diện tích, số lượng rác chôn lấp làm giảm nguy cơ gây ô nhiễm.
Hệ thống có thể áp dụng cho nhiều địa điểm khác nhau tùy vào điều kiện kinh tế và diện tích sử dụng. Có thể xây dựng thành một nhà máy xử lý rác thải giúp tăng năng xuất và chất lượng.
Đưa Internet vạn vật vào ao tôm
Ngoài “Hệ thống ủ phân sinh học”, Trần Tấn Thành còn cùng nhóm bạn triển khai thành công đề tài khoa học “Hệ thống nuôi tôm áp dụng Internet vạn vật (Internet of Things - IoT)”. Nhóm tác giả đề tài gồm Tấn Thành, Quách Lộc Nguyên (lớp 12A4) và Nguyễn Minh Nhựt (lớp 11A4).
Đề tài khoa học này nhằm giải quyết những thách thức với người nuôi tôm, đặc biệt là đối với các hộ nuôi trồng theo phương thức thủ công. Tình hình tôm bệnh vẫn diễn biến phức tạp và gây thiệt hại lớn. Đa số tôm chết hàng loạt do môi trường nước có sự biến đổi chưa phù hợp với sinh vật nuôi.
Với hệ thống nuôi tôm áp dụng Internet vạn vật, có thể giúp người nuôi theo dõi chính xác, trực tiếp những thông số quan trọng đến môi trường nước như độ đục, nồng độ oxy hòa tan, nồng độ pH… có thể điều chỉnh kịp thời. Hệ thống tự điều khiển ao nuôi khi các thông số từ cảm biến dao động và thông báo về ứng dụng chạy trên điện thoại di động…
Theo em Quách Lộc Nguyên, đề tài của nhóm là một hệ thống điều khiển và giám sát tôm nuôi. Cấu tạo của hệ thống được chia làm 2 phần, phần cứng gồm: Máy cho ăn, máy bơm oxy đáy, thanh khống chế nhiệt độ, bộ điều khiển pin năng lượng Mặt trời, chuông cảnh báo, cánh quạt nước, nguồn tổ ong, cảm biến đo pH, đo độ đục, oxy, nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng; còn lại là phần mềm... Nguyên lý hoạt động, khi hệ thống được cấp điện, các thông số từ cảm biến thông báo về ứng dụng. Khi độ pH thay đổi quá mức, chuông cảnh báo sẽ bật và ứng dụng thông báo cho người dùng cần bao nhiêu vôi; khi trời tối, hệ thống sẽ bật đèn và khởi động máy quạt nước…
Ưu điểm của đề tài này là các vật liệu đều có sẵn trên thị trường, giá cả lắp đặt không quá cao. Hệ thống có thể kết nối vào Internet, nâng cao sự tiện dụng. Giúp người dùng có thể điều khiển ao nuôi ở mọi khoảng cách địa lý. Có thể dễ dàng điều khiển bằng điện thoại thông minh một cách đơn giản. Nhóm nghiên cứu dựa trên nhu cầu thực tế của người nuôi ở địa phương và hầu hết các hộ nuôi tôm thủ công trên cả nước. Do đó có tính ứng dụng cao, phù hợp trên diện rộng. Hệ thống nhỏ gọn, dễ vận hành, dễ lắp đặt, phù hợp cho nhiều địa hình nuôi trồng khác nhau…
Tại cuộc thi Sáng tạo thanh thiếu niên, nhi đồng tỉnh Sóc Trăng năm 2021, đề tài “Hệ thống nuôi tôm áp dụng Intrenet vạn vật (Internet of Things - IoT)” đã đạt giải Nhất. Em Trần Tấn Thành cho biết: Ngoài hai đề tài đã đạt giải Nhất trong cuộc thi năm 2021, hiện nay nhóm đang nghiên cứu và thực hiện các đề tài khoa học khác như: “Mô hình hệ thống chữa cháy chính xác”; “Mô hình cánh tay cho người khuyết tật”; “Mô hình lọc không khí”...
