Thiết kế máy lọc không khí bằng màng lọc carbon kết hợp công nghệ ion âm

THIẾT KẾ MÁY LỌC KHƠNG KHÍ BẰNG MÀNG LỌC CARBON KẾT
HỢP CÔNG NGHỆ ION ÂM
Nguyễn Hồ Mạnh Khương*, Nguyễn Minh Phú*, Nguyễn Văn Khánh*
* Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Cơng nghệ TP.Hồ Chí Minh (HUTECH)
GVHD: TS. Nguyễn Văn Nhanh

TĨM TẮT
Hiện nay, với thực trạng ơ nhiễm mơi trường tại Việt Nam đang được xem ở mức báo động, nhiệt độ mơi
trường càng ngày tăng chóng mặt, đỉnh điểm là giữa trưa nhiệt độ lên tới 40 độ C. Đây là môi trường lý tưởng
nhất để tạo tiền đề phát triển cho các loại vi khuẩn ẩm mốc, các loại khói bụi độc hại gây ảnh hưởng trực tiếp
đến sức khỏe con người. Theo thống kê thì có khơng ít nghành nghề đã và đang chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi
hai tác nhân trên, đặc biệt là đối với những người tài xế lái xe tải lớn. Đây là đối tượng đặc biệt gần với sự ảnh
hưởng trên vì khơng gian làm việc của họ là nơi khép kín và là mơi trường lí tưởng nhất để các loại vi khuẩn
sinh sôi. Các tài xế lái xe tải cũng là những người phải hoạt động liên tục trong ngày nên sức khỏe của họ vì
thế mà bị ảnh hưởng nghiêm trọng, có người phải thiệt mạng vì mơi trường khơng khí trong buồng lái khơng
được sạch và an tồn. Vì vậy đã có rất nhiều cơng ty tên tuổi lớn đặt mối quan tâm đến vấn đề trên và cũng đã
cho ra rất nhiều sản phẩm hỗ trợ lọc khơng khí cho buồng lái ơ tơ tải, song vẫn còn gặp rất nhiều mặt hạn chế.
Từ vấn đề trên, nhóm đã thống nhất và quyết định nghiên cứu và chế tạo một loại máy lọc khơng khí thơng
minh, loại máy lọc khắc phục được những nhược điểm mà các loại máy khác đang thiếu sót. Với mong muốn
máy có thể hoạt động hiệu quả với đầy đủ tín năng chuẩn đốn (đọc), tính năng cảm biến và tính tăng xử lí các
loại mùi hơi bụi bẩn,… .Bài báo này là tồn bộ q trình nghiên cứu đề tài và phát triển đề tài thành một mơ
hình sản phẩm, cũng như là toàn bộ tiến độ và kết quả mà nhóm đã đạt được trong suốt q trình chế tạo nghiên
cứu.
1. GIỚI THIỆU
Như mọi người cũng đã biết thì mơi trường trong xe ơ tơ thuộc loại khơng gian kín, nếu như khơng thường
xun được vệ sinh rất dễ tích tụ bụi bặm, vi khuẩn, nấm mốc, chưa kể đến luồng khơng khí ơ nhiễm từ ngồi
vào. Vì thế, việc sử dụng máy lọc khơng khí ơ tơ sẽ giúp khơng khí trong ơ tơ được tươi mới, thơng thống,
trong lành, bảo vệ sức khỏe người trong xe, đồng thời loại bỏ được những mùi hôi, tanh, nấm mốc, thuốc
lá…Một ưu điểm nữa của thiết bị máy lọc khơng khí ơ tơ đó chính là dễ dàng lắp đặt và sử dụng. Bạn chỉ cần
làm theo hướng dẫn là có thể dễ dàng lắp đặt máy. Ngoài ra khi sử dụng, bạn chỉ cần nhấn nút khởi động thiết
bị và chọn tính năng phù hợp với tình trạng xe hiện tại. Bên cạnh đó, máy lọc cịn thiết kế với dây cắm USB

12V rất phù hợp trên xe ô tô.
315


Về than hoạt tính: Than hoạt tính (Activated Carbon) là 1 dạng carbon được xử lý hoạt hóa dưới nhiệt độ cao
trong mơi trường yếm khí để tạo ra cấu trúc lỗ xốp, rỗng làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc cho hấp phụ hoặc
phản ứng hóa học. Tác dụng chính của than hoạt tính là hấp thu cặn bẩn, hóa chất, lọc khí, nước nên được ứng
dụng rộng rãi trong nhiều ngành, lĩnh vực. Đặc biệt trong lĩnh vực cơng nghiệp, than hoạt tính được ứng dụng
để xử lý khí thải, khử mùi, thường có mặt trong các thiết bị hiện đại như máy lọc khơng khí, máy lạnh, máy
hút mùi…

Hình 1 Màn lọc carbon.
Về cơng nghê ion âm: Ion âm đã và đang được ứng dụng rộng rãi trên khắp thế giới, ví dụ như cơ quan quản
lý thuốc và thực phẩm Mỹ (FDA) chứng nhận ion là một chất chống dị ứng rất hiệu quả. Tháng 3 năm 1999,
Tạp chí Good Housekeeping đã đăng tải việc thí nghiệm dùng máy tạo Ion âm để khử khói thuốc, kết quả là
hầu hết khói thuốc đã bị khử bởi Ion âm. Theo nghiên cứu gần đây của Bộ Nơng nghiệp Mỹ, Ion âm có thể làm
giảm 52% lượng bụi và 95% lượng vi khuẩn của khơng khí trong phịng. Ngun lý lọc sạch khơng khí của ion
âm: Các tạp chất trong khơng khí như khói, bụi… thường mang điện dương, các ion âm sẽ hút các phần tử
mang điện dương này, trung hòa chúng và rơi xuống đất, giúp khơng khí trở nên trong lành, sạch sẽ hơn.

316


Hình 2 Mơ phỏng phân tử ion âm
2. THIẾT KẾ NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MƠ HÌNH
Sơ đồ khối của mơ hình:

Hình 3 Sơ đồ khối đi dây các linh kiện của máy
Ngun lý hoạt động của mơ hình:
Khi bật cơng tắc khởi động của máy thì các loại cảm biến trong máy được kích hoạt (có điện) và sau đó tiến

hành nhận nhiệm vụ và hoạt động. Kế tiếp bật cơng tắc máy để kích hoạt hệ thống motor quạt, dòng điện được
thay đổi qua quạt bằng cách vặn núm vặn để thay đổi điện trở và quạt sẽ bắt đầu hoạt động từ chậm đến nhanh
tùy theo cường độ dòng điện đi qua

317


Khơng khí từ bên khơng ngồi (mũi tên đỏ) sẽ được cảm biến bụi quét độ ô nhiễm và chất lượng khơng khí sau
đó đưa tín hiệu và trung tâm Arduino xử lý và Arduino đưa tín hiệu đến màn hình LCD để hiển thị. Đồng thời
khơng khí được quạt ly tâm hút vào buồng bên trong đi qua tấm lọc carbon ngăn bụi bẩn và mùi hôi đồng thời
máy tạo ion âm hoạt động nhằm đánh bay các loại bụi siêu mịn và tăng cường thêm chất lượng không khí. Các
cảm biến nằm bên trong buồng này sẽ quét và xử lý tín hiệu truyền về Arduino và thơng tin sẽ được đưa ra màn
hình LCD thứ hai. Luồng gió

sau khi đã được màng

lọc xử lí sẽ được đẩy lên trên

bề mặt máy, nơi có lỗ

thốt khí (màu tên xanh).

Hình 4 Các luồng gió đi vào và đi ra theo hướng mũi tên
3. KẾT QUẢ THI CƠNG SẢN PHẨM

Hình 5 Tổng thể máy lọc khơng khí bằng màng lọc carbon kết hợp với công nghệ ion âm

318

4. KẾT LUẬN
Trong suốt q trình nghiên cứu, nhóm đã nỗ lực phấn đấu nghiên cứu thêm nhiều kiến thức liên quan đến đề
tài và đã đạt được những kết quả như sau: Tính tốn thiết kế được phần cơ khí khung vỏ cố định các linh kiện
trong q trình thực nghiệm, kích thước phù hợp để lắp đặt trên ô tô tải chở hàng. Nghiên cứu sáng tạo được
mô hình sản phẩm nâng cao về các tính năng, chức năng và khắc phục được những bất cập hạn chế của những
sản phẩm cùng loại từng xuất hiện. Tính tốn thiết kế được phần điện nguồn, điện điều khiển, màn hình hiển
thị, cảm biến bụi, cảm biến chất lượng khơng khí, cảm biến tạo ion âm, motor điện, bộ tín hiệu phát, bộ tín hiệu
xử lí. Lắp đặt, tiến hành thực nghiệm khảo sát góc quét thực tế của cảm biến qua xe tải chở hàng. Sản phẩm là
hệ thống máy lọc khơng khí bằng màn lọc carbon kết hợp ion âm có chức năng gồm: Xử lí khơng khí có bụi
bẩn và mùi hơi độc hại, Tạo ion âm trong quá trình hoạt động, Cảm biến và đánh giá chất lượng khơng khí
trong buồng lái.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Văn Nhanh, Giáo trình hệ thống điện – điện tử ô tô, Đại Học Công Nghệ Tp.HCM (HUTECH)
2. Nguyễn Văn Nhanh, Giáo trình hệ thống điều khiển tự động trên ô tô, Đại Học Công Nghệ Tp.HCM
(HUTECH)
3. Đỗ Văn Dũng, Giáo trình hệ thống điện tử - ơ tơ hiện đại, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM
4. Chuyên nghành kỹ thuật ô tô và xe máy hiện đại, tủ sách Nhất Nghệ Tinh
5. Sổ tay Arduino, lập trình điều khiển Arduino cho người mới bắt đầu V1, Arduino.vn
6. />7. c1227318
8. />9. />10. />11. />12. />13. />14. />
319