ĐỀ TÀI KHKT: “NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO THIẾT BỊ RỬA NHÀ VỆ SINH TỰ ĐỘNG”

MỤC LỤC
STT
1
2

3

NỘI DUNG
Lời cảm ơn
PHẦN I. PHẦN CHUNG

TRANG
3
4

1. Lý do chọn đề tài

4

2. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

5

3. Mục tiêu nghiên cứu

5

4. Phạm vi nghiên cứu:

5

5. Phương pháp nghiên cứu

5

6. Nội dung nghiên cứu

5

7. Những điểm mới của dự án
PHẦN II. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

6
7

1. Ý tưởng triển khai nghiên cứu

7

2. Điều tra nguyên vật liệu cần cho quá trình nghiên cứu

7

chế tạo

4
5

3. Thiết kế sản phẩm

12

4. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động

13

5. Chế tạo sản phẩm

15

6. Kiểm chứng hiệu quả của sản phẩm

16

7. Hoàn thiện sản phẩm

16

8. Một số sản phẩm có chức năng tương tự trên thị trường:
PHẦN III. KẾT LUẬN KHOA HỌC
Tài liệu tham khảo

16
17
19

CÁC TỪ VIẾT TẮT
Viết đầy đủ

Viết tắt
1

Nghiên cứu khoa học
Trung học cơ sở
Trung học phổ thông
Việt Nam đồng

NCKH
THCS
THPT
vnđ

LỜI CẢM ƠN
Chúng em: Trần Anh Tuấn Và Trần Văn Vũ là học sinh lớp 9 trường THCS
An Vĩnh, huyện Lý sơn, tỉnh Quảng Ngãi. Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới
2


các cấp lãnh đạo, các thầy cô giáo trong ngành giáo dục đã tổ chức cuộc thi vô cùng
thú vị, bổ ích và đầy sáng tạo - ứng dụng để chúng em có cơ hội vận dụng những
kiến thức đã học vào thực tế, tạo lên những sản phẩm có ích cho xã hội và giúp
chúng em yêu thích khoa học hơn.
Chúng em xin cảm ơn ban giám hiệu trường THCS An Vĩnh đã tạo điều kiện
về vật chất và tinh thần động viên chúng em tham gia nghiên cứu khoa học. Chúng
em xin cảm ơn thầy các thầy cô trong tổ Tốn- Lý và các thầy cơ giáo khác trong nhà
trường đã tận tình giúp đỡ chúng em về mặt kiến thức, phương pháp nghiên cứu khoa
học và động viên chúng em về tinh thần để chúng em tham gia cuộc thi này.
Xin cảm ơn các bạn học sinh trong trường, trong lớp đã cổ vũ, động viên nhóm
để nhóm hồn thành tốt dự án nghiên cứu khoa học.

PHẦN I. PHẦN CHUNG
1. Lý do chọn đề tài:
3


Hiện nay trong nhà trường, phong trào giữ gìn vệ sinh môi trường xanh , sạch
đẹp đang được các thầy cơ và học sinh tích cực hưởng ứng. Cảnh quan có sạch, mơi
trường có trong lành thì thầy và trị mới có một mơi trường làm việc và học tập tốt.
Trên thực tế qua tìm hiểu khu vệ sinh trường học của trường em và một số
trường bạn xung quanh, chúng em thấy sự ơ nhiễm khơng khí do nhà vệ sinh gây ra
là vấn đề hết sức bức xúc của thầy và trị. Việc nhà vệ sinh khơng được rửa thường
xuyên cộng với thời tiết nóng bức ngày hè càng làm cho mùi khai phát tán mạnh mẽ
vào tận lớp học và văn phịng nhà trường . Điều đó gây ảnh hưởng tới sự tập trung
giảng dạy và học tập của giáo viên, của học sinh . Không những thế ơ nhiễm khơng
khí do nhà vệ sinh gây ra cịn làm xấu đi cảnh quan của mơi trường sư phạm.
Từ vấn đề thực tế trên, chúng em cũng rất trăn trở suy nghĩ làm sao có thể giải
quyết vấn đề ô nhiễm môi trường nhà vệ sinh một cách triệt để. Từ đó đã thúc đẩy
chúng em nghĩ ra ý tưởng khoa học chế tạo một thiết bị có khả năng tự động rửa nhà
vệ sinh.
Khi trình bày ý tưởng này , các thầy cô rất ủng hộ , khích lệ, động viên chúng
em đưa ý tưởng khoa học thành hiện thực, hoàn thiện nên đề tài:
“NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO THIẾT BỊ RỬA NHÀ VỆ SINH TỰ ĐỘNG”

2. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của dự án
Nếu dự án thành công sẽ mang lại những lợi ích sau:

4


- Gióp giải quyết triệt để vấn đề ơ nhiễm môi trường do nhà vệ sinh trường

học gây ra
- Mở ra hướng mới về áp dụng công nghệ tự động hóa vào việc giải quyết vấn
đề vệ sinh trong trường học.
- Có thể sản xuất đại trà với kinh phí thấp, cách chế tạo đơn giản.
3. Mục tiêu nghiên cứu:
- Giải quyết triệt để vấn đề ô nhiễm nhà vệ sinh trường học
- Tăng cường khả năng nghiên cứu khoa học của học sinh THCS.
- Phát triển tư duy nghiên cứu khoa học của học sinh và đưa việc nghiên cứu
khoa học áp dụng vào thực tiễn là việc làm thường xuyên đối với học sinh THCS.
- Áp dụng và hồn thiện sản phẩm để có thể ứng dụng vào các nhà trường
4. Phạm vi nghiên cứu:
Dự án này được chúng em thực hiện tại trường THCS An Vĩnh, huyện Lý Sơn,
tỉnh Quảng Ngãi, từ ngày 10/ 9/ 2018.
Các thông tin, kiến thức phục vụ cho dự án được thu thập trên mạng internet,
phòng thư viện và đồ dùng của nhà trường, phỏng vấn và tiếp thu ý kiến từ các thầy
cô giáo, các bạn học sinh.
5. Phương pháp nghiên cứu:
- Chúng em đã sử dụng phương pháp nghiên cứu theo hình thức quan sát, thu
thập thơng tin kết hợp với thực nghiệm thiết kế thí nghiệm để trả lời câu hỏi đưa ra
ban đầu “chế tạo một thiết bị có khả năng tự động rửa nhà vệ sinh”
6. Nội dung nghiên cứu:
Nội dung nghiên cứu cụ thể như sau:
+ Bước 1. Điều tra và xử lý thông tin.
Điều tra việc cơ sở vật chất khuôn viên khu vệ sinh
Đề xuất phương pháp xử lí, các phương pháp kỹ thuật, thiết bị kỹ thuật sử dụng

5


Chúng em thu thập các thông tin, các bài viết về cấu tạo, nguyên tắc hoạt

động, giá thành của các thiết bị trên mạng internet, qua các thầy cô giáo, người thân
làm về cơng việc điện nước dân dụng.
Tìm hiểu những thiết bị, những đồ dùng có sẵn trong nhà trường để lựa chọn
nguyên vật liệu.
Phân tích và tổng hợp các luồng thông tin trên.
+ Bước 2. Đề xuất và lựa chọn ý tưởng :
Cả nhóm đã đề xuất những ý tưởng khác nhau và thống nhất lựa chọn ra ý
tưởng thiết kế hay với sự tư vấn của các thầy cô trong trường.
Ý tưởng chúng em lựa chọn là sử dụng mạch điện cảm ứng hồng ngoại điều
khiển đóng mở khóa điện tự động qua đó chủ động xả nước rửa nhà vệ sinh khi có
người
+ Bước 3. Vẽ bản thiết kế với sự tư vấn và giúp đỡ về kĩ thuật đồ họa của thầy
hướng dẫn.
+ Bước 4. Chế tạo sản phẩm theo bản thiết kế.
+ Bước 5. Thí nghiệm kiểm chứng sản phẩm để cải tiến kĩ thuật.
+ Bước 6. Hoàn thiện sản phẩm và viết lại bỏo cỏo d ỏn.
Vẽ bản
thiết kế

Chế tạo
sản phẩm

Kiểm chứng
sản phẩm

Hoàn
thiện s¶n
phÈm

7. Những điểm mới của dự án:

Sản phẩm đã mang đến một số điểm mới trong nghiên cứu khoa học.
- Đây là vấn đề bức xúc trong trường học từ lâu nhưng chưa được sự quan tâm
giải quyết.
-Thiết bị hoạt động một cách tự động cao, dễ khai thác vận hành, sửa chữa
- Dễ dàng triển khai đại trà ở các cơ sở giáo dục, cơ quan, tập thể.

6


PHẦN II. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Ý tưởng triển khai nghiên cứu
Sử dụng công tắc hồng ngoại điều khiển hoạt động đóng mở van nước, chế tạo
thiết bị tự động xả nước khi có người và tự động đóng van nước khi khơng có người.
2. Điều tra ngun vật liệu cần cho quá trình nghiên cứu chế tạo
2.1 Kết quả điều tra thiết bị trên thị trường.
2.1.1 : Cảm biến hồng ngoại
Một số thiết bị có mặt trên thị trường
Cơng tắc cảm ứng hồng ngoại Luxa 101-180 White:
Giá: 980,000 VNĐ

Tính năng kỹ thuật:
Góc qt hình nón tồn phần , cực rộng : 240 độ
Thời gian trễ điện tự ngắt khi khơng có người chuyển động là 1 phút.
Tầm kiểm sốt : trung bình 8 mét . Cơng cơng suất 1000W
Điện áp đầu vào dải rộng : 180 von – 250 von, 50 – 60 Hz .
Công tắc cảm ứng hồng ngoại gắn tường Luxa 103-200
7


2,400,000 VNĐ

Tính năng kỹ thuật:
Điện áp: 180-250V. Cơng śt tải cho phép: 800W
Góc quét cảm ứng: 360o . Tầm xa cảm ứng: 6 – 8 (m)
Thời gian trễ: 10 – 350s (tùy chỉnh) Độ lux hoạt động : 5 – 500lux (tùy chỉnh)
Công tắc cảm ứng hồng ngoại đa năng Kawa SS69
Giá: 250,000 VNĐ

THÔNG SỐ KỸ THUẬT:
- Cảm ứng hồng ngoại gắn tường hoặc gắn trần Kawa SS69
- Có thể xoay được góc cảm ứng.- Góc quét: 360 đợ hình nón
- Thời gian trễ điều chỉnh tự 8 giây - 10 phút
- Độ nhạy sáng: Điều chỉnh từ 10 đến 500lux, chỉnh được 2 chế độ ngày và đêm
- Độ xa: từ 6 - 8 m - Công suất chịu tải: 1000w (220V)
Công tắc cảm ứng hồng ngoại gắn tường JY-5611
8


Giá: 450,000 VNĐ

Góc quét hình nón tồn phần , cực rộng : 140 độ.Chỉ hoạt động khi trời tối.
Thời gian trễ điện tự ngắt khi không có người chuyển động là 1 phút.
Tầm kiểm soát : trung bình 5 mét ( 4 >>8 )
Đóng ngắt transitor nên công suất <100W
Điện áp đầu vào dải rộng : 180 von – 250 von
Tần số điện áp dải rộng ,hoạt động tốt 50 – 60 Hz .
Kết luận:
+ Các thiết bị có cùng tính năng nhưng qua tham khảo của các cửa hàng chúng
có giá khác nhau, tuỳ hãng sản xuất và tính năng của thiết bị.
+ Qua cân nhắc và tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn chúng em quyết định

chọn thiết bị Công tắc cảm ứng hồng ngoại đa năng Kawa SS69 do thiết bị có giá
cả hợp lý, các tính năng phù hợp yêu cầu nghiên cứu đề ra
Cơng tắc cảm ứng hồng ngoại đa năng

THƠNG SỐ KỸ THUẬT:

Kawa SS69

- Cảm ứng hồng ngoại gắn tường hoặc

Giá: 250,000 VNĐ

gắn trần Kawa SS69
- Có thể xoay được góc cảm ứng.
- Góc quét: 360 đợ hình nón
- Thời gian trễ điều chỉnh từ 8 giây 10 phút
9


- Độ nhạy sáng: Điều chỉnh từ 10 đến
500lux, chỉnh được 2 chế độ ngày và
đêm
- Độ xa: từ 6 - 8 m
- Công suất chịu tải: 1000w (220V)

+ Ưu điểm:
-

Giá cả phù hợp với kinh phí dự trù cho nghiên cứu

-

Nhỏ gọn, hoạt động ổn định

-

Các tính năng phù hợp yêu cầu nghiên cứu

+ Nhược điểm:
- Thời gian chỉnh độ trễ tối thiểu hơi dài ( trên 20 s )
2.1.2 : Van điện tự động
Một số loại van điên có trên thị trường
Van điện từ 2W 160-15
Van đóng mở bằng điện, chức năng khoá mở nguồn nước
Giá : 480.000 vnđ

10


Van điện từ máy lọc nước RO
Van đóng mở bằng điện, chức năng khoá mở nguồn nước
Giá : 340.000 vnđ

Kết luận:
+ Các thiết bị có qua tham khảo các của hàng chúng có giá khá cao so với kinh
phí nghiên cứu hạn hẹp của chúng em
+ Qua cân nhắc và tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn chúng em quyết
định tìm mua thiết bị cũ ở cửa hàng đồ điện cũ do thiết bị cũ có giá thành hạ tuy
nhiên đây là thiết bị cơ điện nên theo đánh giá của giáo viên hướng dẫn vẫn có thể tin
tưởng sử dụng (do các thiết bị cơ điện có độ bền cao , hoạt động ổn định thiết bị

điện tử)
+ Thiết bị em chọn là van nước điện cũ của máy giặt LG
Van nước điện cũ của máy giặt LG.

Giá: 50.000 vnđ

11


+ Ưu điểm:
-

Giá cả phù hợp với kinh phí dự trù cho nghiên cứu

-

Nhỏ gọn, hoạt động ổn định. Các tính năng phù hợp yêu cầu nghiên cứu

+ Nhược điểm:
- Do là thiết bị cũ lên phải lựa chọn, cân nhắc kỹ để đánh giá khả năng hoạt
động của thiết bị
2.2. Kết quả điều tra cơ sở vật chất nhà trường
- Qua điều tra trang thiết bị phòng đồ dùng của nhà trường chúng em thấy có
khá đầy đủ các dụng cụ cần thiết phục vụ cho gia cơng hồn thiện sản phẩm.
Vì vậy chúng em quyết định chế tạo sản phẩm tại trường học
3. Thiết kế sản phẩm
3.1 Đề xuất ý tưởng thiết kế:
- Sau khi điều tra hoàn thiện các thiết bị và dụng cụ cần thiết cho chế tạo sản
phẩm chúng em đã bắt tay vào nghiên cứu đề xuất các ý tưởng thiết kế, lắp đặt
- Tham khảo ý kiến của thày hướng dẫn chọn ra ý tưởng phù hợp nhất

- Hoàn thiện ý tưởng và thể hiện bằng bản vẽ thiết kế
3.2 . Sơ đồ thiết kế

12


4. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động
4.1: Cấu tạo và tính năng của cơng tắc cảm ứng hồng ngoại
+ Cấu tạo: Gồm một mắt cảm ứng hồng ngoại có khả năng nhận diện sự chuyển
động của thân nhiệt người
-

1 nút điều chỉnh thời gian trễ

-

1 nút điều chỉnh độ sáng làm việc

+ Chức năng: Tự động đóng mạch điện khi có người và tự ngắt mạch điện khi
khơng có người
+ Tính năng kỹ thuật:
-

Điện áp : 180 – 250 V

-

Cơng suất tải cho phép: 800 W

-

Góc qt cảm ứng: 360 o

-

Tầm xa cảm ứng: 6 – 8 m

-

Thời gian trễ: 16 – 350 s

Nút điều chỉnh kỹ thuật

13


- Nút điều chỉnh độ sáng:
Nếu ta xoay cùng chiều kim đồng hồ tới mức tối đa thì chỉ khi trời tối cảm ứng mới
hoạt động
Nếu ta xoay ngược chiều kim đồng hồ tới mức tối đa thì cảm ứng hoạt động cả ngày
- Nút điều chỉnh thời gian trễ:
Nếu ta xoay cùng chiều kim đồng hồ tới mức tối đa thì đèn tự tắt sau khoảng thời
gian 20 s
Nếu ta xoay ngược chiều kim đồng hồ tới mức tối đa thì đèn tự tắt sau khoảng thời
gian 350 s
Ở đây chúng em để khoảng thời gian trễ là 20 s
4.2: Sơ đồ đấu dây công tắc hồng ngoại

14

Van điện từ

4.3: Nguyên lí hoạt động của thiết bị

- Khi có người trong khoảng cách nhận diện của mắt hồng ngoại, cơng tắc hồng
ngoại đóng mạch điện -> kích hoạt van điện từ hoạt động (van mở) khi đó áp lực
nước đẩy nước từ téc xuống ống phun xả.
- Khi người đi khỏi tầm nhận diện của mắt hồng ngoại, công tắc hồng ngoại
ngắt mạch điện -> van điện từ khơng hoạt động (van đóng) sẽ khóa nước từ téc
xuống ống phun xả.
15


- Sự hoạt động độc lập và tự động của thiết bị giúp xả nước rửa nhà vệ sinh một
cách tự động khi có người vào đi vệ sinh
5. Chế tạo sản phẩm:
- Dựa vào bản thiết kế sau khi đã thống nhất chúng em bắt tay vào chế tạo sản
phẩm theo thiết kế.
- Q trình gia cơng hồn thiện sản phẩm diễn ra tại trường dưới sự hướng dẫn
trực tiếp của giáo viên hướng dẫn
- Thời gian làm việc: sau các giờ học buổi chiều ( từ 16h30 đến 17h30 ) hàng
ngày
Thống kê nguyên vật liệu và chi phí sn xut:
Thiết bị
Cụng tỏc cm bin hng

Số lợng
1 cỏi

Nguồn cung cÊp
Mua ở cửa hàng đồ điện

ngoại
Khóa nước điện từ 220 v
Phích cắm

1 cái
1 cái

Dây điện
Ống nhựa  34
Cut vng  21

3m
1m
2 cái

Mua ë cđa hµng đồ điện cũ
Tận dụng nhà có
Xin, tận dụng nhà có
Xin, tận dụng nhà có
Mua ở của hàng thiết bị

1 cái

điện nước
Mua ở của hàng thiết b

Khúa nc

in nc

Giá

Tổng chi
phí

250.000
đ
50.000đ
0
0đ
0đ

331.000đ

6.000đ
25.000

6. Kim chng hiu qu ca sn phẩm:
- Sau khi lắp đặt hoàn thiện, chúng em đã cho thiết bị hoạt động thử trước sự
quan sát của các giáo viên và các bạn học sinh trong nhà trường để đánh giá về hiệu
quả hoạt động của thiết bị.
- Sản phẩm hoạt động tốt, cảm biến nhạy, độ trễ của công tắc cảm ứng trong
phạm vi cho phép, đạt yêu cầu của nhóm nghiên cứu đề ra.

16

- Sản phẩm nhận được sự đánh giá cao của các giáo viên và các bạn trong
trường về ý nghĩa thiết thực của sản phẩm trong thực tế
7. Hoàn thiện sản phẩm:
Sau khi đánh giá, kiểm nghiệm chất lượng chúng em bắt tay vào hoàn thiện
sản phẩm thành một sản phẩm dự thi với tên gọi:
Thiết bị rửa nhà vệ sinh tự động
8. Một số sản phẩm có chức năng tương tự trên thị trường:
Qua tham khảo một số sản phẩm có tính năng tương tự trên internet có giá dao
động từ 7,5 triệu – 25 triệu tùy hãng sản xuất.
Đây là mức giá mà các trường học khó có thể tiếp cận được. Do vậy sản phẩm
của chúng em hồn tồn có thể áp dụng thực tế tại mọi trường học

PHẦN III. KẾT LUẬN KHOA HỌC
17


Qua 1,5 tháng nghiên cứu(từ 10/9/ 2018 – 25/ 10/ 2019) và thử nghiệm dự án
đã đạt được những kết quả đúng như dự kiến “chế tạo một thiết bị có khả năng tự
động rửa nhà vệ sinh” với các thiết bị dễ kiếm, dễ lắp đặt, hoạt động hiệu quả
Kết quả nghiên cứu này hết sức có ý nghĩa, nó có tính thực tiễn cao có thể đưa
vào áp dụng đại trà ở các nhà trường. Việc áp dụng qui trình của dự án sẽ góp phần
tạo mơi trường học tập trong lành góp phần nâng cao chất lượng dạy và học
Trong thời gian tới chúng em sẽ phối hợp với các thầy cô giáo, các bạn tiếp tục
đưa ra những ý tưởng cải tiến phù hợp hơn để nâng cao hiệu quả hoạt động của thiết
bị hơn nữa và mở rộng phạm vi vận dụng của đề tài

Lời nhóm tác giả

18

Cuộc thi nghiên cứu khoa học - kỹ thuật của học sinh THCS An Vĩnh là một
hoạt động hữu ích, giúp học sinh biết vận dụng kiến thức trong sách vở vào giải
quyết các vấn đề thực tiễn cuộc sống, làm quen với NCKH, tạo sân chơi bổ ích, trí
tuệ và khoa học cho học sinh.
Cuộc thi là cơ hội cho chúng em được giao lưu, học hỏi nhiều kiến thức và
kinh nghiệm sống từ bạn bè, thầy cô giáo. Cuộc thi cũng là cơ hội để thầy cô và học
trò quan tâm, gần gũi nhau hơn.
Sau cuộc thi này dù có giành được giải thưởng hay khơng thì chúng em vẫn
thấy tự tin hơn vào bản thân, say mê hơn với nghiên cứu khoa học. Đề tài của chúng
em nghiên cứu hôm nay mới chỉ là bước khởi đầu. Tuy tính khoa học của nó chưa
cao nhưng nó chính là ‘đòn bẩy’ vững chắc để nâng cánh cho những ý tưởng khoa
học của chúng em sau này.
Chúng em xin gửi lời cám ơn tới các thầy cô tổ Toỏn- lý trường THCS An
Vĩnh đã tận tình giúp đỡ chúng em trong quá trình thực hiện đề tài.
Do những hạn chế về kinh nghiệm và thời gian nghiên cứu nên đề tài của
chúng em khơng tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự góp ý của BGK và
tồn thể hội thi
An Vĩnh, ngày 25 tháng 10 năm 2018

Nhóm tác giả:
Trần Anh Tuấn

Trần Văn Vũ

TÀI LIỆU THAM KHẢO
19


- Các trang web:

www.svnckh.com.vn
www.thietbidienthongminh.com
www.codienhanoi.vn
www.hutech.edu.vn/.../nghien-cuu-khoa-hoc
www.hethongdienpccc.com

- Sách tham khảo:
- Sách giáo khoa công nghệ 8
- Sách vẽ kỹ thuật NXB khoa học kỹ thuật.
- Sách “ đi vào nghiên cứu khoa học” NXB tổng hợp TPHCM

20