c Thiết

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (391.66 KB, 17 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN
1. Lời giới thiệu

Ở Xã hội Việt Nam hiện nay, ngành giao thông đang trong đà phát triển.
Hiện nay trên thị trường tồn tại rất nhiều phương tiện khác nhau để đáp ứng nhu
cầu đi lại của người tiêu dùng. Và chúng ta không thể không kể đến một phương
tiện phổ biến đó chính là xe máy.Việc sử dụng xe máy của những người khi đi
làm xa, những người đi du lịch bằng xe máy, thói quen của mọi người vừa đi xe
vừa sử dụng điện thoại di động đã dẫn đến khơng ít các tai nạn giao thơng đáng
tiếc.

Những tai nạn có thể bất ngờ ập đến bất cứ lúc nào, tuy nhiên có khơng ít
trường hợp sau khi gặp phải tai nạn, những người xung quanh không thể nào
thơng báo đến người thân của nạn nhân vì điện thoại của họ khóa máy và khơng
có thơng tin liên lạc của người thân. Chính vì như vậy tơi đã bắt tay vào việc
thực hiện nghiên cứu đề tài : Hướng dẫn học sinh chế tạo hệ thống gọi điện
thoại cho người thân khi xe máy gặp nạn.

2. Tên sáng kiến:

“Hướng dẫn học sinh chế tạo hệ thống gọi điện thoại cho người
thân khi xe máy gặp nạn.”

3. Tác giả sáng kiến:

- Họ và tên: Phùng Thị Thiết.

- Địa chỉ tác giả sáng kiến: Trường THCS Hoàng Lâu – Huyện Tam Dương –
Tỉnh Vĩnh Phúc.

- Số điện thoại: 0912853378

- E-mail:

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Giáo Viên: Phùng Thị Thiết

5. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: 37

6. Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử: 
- Đội tuyển dự thi KHKT: 5/3/2018

7. Mô tả bản chất của sáng kiến:
* Về nội dung của sáng kiến:
7.1. Cơ sở lí luận.

7.1.1. Những vấn đề đang tồn tại

Hiện nay tai nạn giao thông xảy ra mọi lúc mọi nơi mọi thời điểm. Số
lượng người tham gia giao thông ngày càng tăng khiến cho tai nạn giao thông
xảy ra ngày càng nhiều. Trên các trang mạng xã hội tôi đã gặp rất nhiều những
bài viết đăng tìm người thân nạn nhân tai nạn giao thơng. Có những người vơ
cảm họ chỉ biết đứng chụp hình cịn những người tốt thì hộ ái ngại đưa nạn
nhân vào bệnh viện vì họ sợ người nhà nạn nhân hiểu lầm. Hầu hết những nạn
nhân tai nạn giao thông bất tỉnh họ đều cài đặt mật khẩu điện thoại khiến mọi
người xung quanh không thể liên lạc được với người nhà nạn nhân. Chính vì thế
tơi ln băn khoăn suy nghĩ phải làm gì đó để có thể giúp mọi người xung
quanh. Và tôi đã thiết kế và hướng dẫn các em chế tạo ra hệ thống này để các
em dự thi khoa học kỹ thuật cấp huyện, cấp tỉnh.

7.1.2. Khái qt về các cơng trình nghiên cứu liên quan:
7.1.2.1. Trên thế giới

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

tốt hơn, hầu hết những giải pháp này chỉ đáp ứng được một số thiết bị, mang
tính chất đơn lẻ và chưa đi sâu vào việc chế tạo cảnh báo cho người thân khi xe
máy gặp nạn.

7.1.2.2. Trong nước

Xuất phát từ đam mê cá nhân với các sản phẩm thông minh, trưởng nhóm
Phan Thế Lâm, hiện đang là sinh viên năm cuối trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
đã dành hơn 1 năm tìm hiểu và thử nghiệm nhiều ý tưởng khác nhau trước khi
rủ thêm bạn bè tham gia Kawai với thiết bị có tên Savy Helmet's Assistant. Savy
Helmet's Assistant cho phép người dùng nghe gọi điện thoại, đọc tin nhắn
hand-free khi đang đi đường và đặc biệt là giúp phát hiện sớm các trường hợp tai nạn
để cảnh báo cho người thân.

Theo thiết kế chính thức, Savy có dáng trụ trịn, gắn vào phần chân đế
cong có thể dễ dàng bám dính sát vào bên trong xe máy. Ngồi linh kiện bên
trong, các chi tiết vỏ ngoài thiết bị đều được đặt làm bằng máy in 3D.

Savy kết nối với điện thoại người đội qua Bluetooth và được tích hợp cảm
biến chuyển động kết nối với một vi điều khiển trung tâm. Savy có thể đọc các
thơng số về gia tốc và vận tốc góc gửi về từ cảm biến với tần suất 3 ms/lần,
tương đương 333 lần/s. Sau đó, vi điều khiển xử lý các giá trị được gửi về để
xác định xem người đi xe máy có bị tai nạn hay khơng với độ chính xác khá cao.
Nếu có tai nạn, thiết bị sẽ kích hoạt điện thoại của người đội mũ gửi cảnh
báo kèm vị trí của họ trên bản đồ cho người thân qua ứng dụng Savy Helmet's
Assistant. Trong trường hợp người thân khơng có kết nối Internet, thiết bị sẽ gửi
vị trí của người đội cho họ qua SMS. Pin máy cũng cho phép người dùng sử
dụng trong khoảng 6-8 tiếng đi đường.

Tại Vĩnh Phúc chưa có tập thể hay cá nhân nào thực hiện dự án này, do

vậy

đây là lần đầu tiên dự án “Hướng dẫn học sinh chế tạo hệ thống gọi điện
thoại cho người thân khi xe máy gặp nạn.” được thực hiện trong tỉnh.

7.1.2.3 Kết luận

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

người có thể tìm được người nhà và giúp người nhà có thể định vị được nơi bị
tai nạn. Để giảm đi sự cố đáng tiếc không sảy ra.

*Phương pháp tối ưu tối ưu nhất

Dựa trên cơ sở lí thuyết và tính tốn, thiết kế, chế tạo theo từng giai đoạn,
sau đó tìm phương án hợp lí, đơn giản và tiết kiệm nhất. Khảo sát thực tế,
tìm hiểu hệ thống gọi điện thông báo cho người thân khi xe máy gặp tai nạn
trước đó, kế thừa những ưu điểm, tìm cách khắc phục những nhược điểm để áp
dụng và thiết kế dự án. Sau khi tìm hiểu nghiên cứu sẽ tiến hành nghiên cứu
thiết kế mơ hình trên lí thuyết, thiết kế các cơ cấu làm việc tự động. Giai đoạn
tiếp theo là tiến hành chế tạo. Giai đoạn cuối là kiểm nghiệm sản phẩm, tìm ra
những phương án chưa phù hợp từ đó sửa chữa và thay đổi phương án thiết kế
kịp thời.

7.1.3. Mục tiêu nghiên cứu của dự án:

Đề tài: “Hướng dẫn học sinh chế tạo hệ thống gọi điện thoại cho
người thân khi xe máy gặp nạn” được tạo ra nhằm giúp học sinh nghiên cứu
khoa học, tìm tịi sáng tạo để chế tạo ra sản phẩm công nghệ kỹ thuật giúp đỡ
mọi người có thể sử dụng các mạch module sim, định vị tốt hơn. Đặc biệt hơn là
lợi ích vơ cùng to lớn mà hệ thơng mang lại. Nó giúp đỡ người bị tai nạn trong
việc liên lạc với người thân khi bị bất tỉnh, trong khi không mang theo thông tin

liên lạc. Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống. Đồng thời tìm ưu và nhược
điểm của các thiết bị.

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Như chúng ta đã biết, trong những năm qua, khoa học cơng nghệ và xử lí
thơng tin có những bước tiến vượt bậc và ngày càng phát triển mạnh. Đặc biệt,
sự ra đời và phát triển nhanh chóng của kĩ thuật số đã làm cho nghành điện tử
trở lên phong phú và đa dạng hơn. Đã góp phần rất lớn trong việc đưa kĩ thuật
công nghệ vào mọi lĩnh vực của hoạt động sản xuất, kinh tế và đời sống xã hội.
Từ những hệ thống lớn đến những hệ thống cá nhân, từ việc điều khiển các máy
công nghiệp đến thiết bị phục vụ đời sống hằng ngày của con người. Công nghệ
số thực sự là một bước tiến lớn cho công nghệ hiện nay. Với mong muốn áp
dụng công nghệ số vào thực tiễn hỗ trợ nạn nhân tai nạn giao thông bất tỉnh nên
tôi đã thiết kế hệ thống gọi điện thông báo cho người thân khi xe máy gặp nạn.

Như vậy, qua quá trình tìm hiểu nghiên cứu các thiết bị đang có trên thị
trường, tơi đã thấy được những ưu điểm như hoạt động thơng minh và tự động
hóa cao, có độ chính xác lớn. Chính vì vậy, đây là cơ sở nghiên cứu của tôi xây
dựng lên dự án “Hướng dẫn học sinh chế tạo hệ thống gọi điện thoại cho
người thân khi xe máy gặp nạn ”

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

- Phương pháp thiết kế tổng quát

Bảng mạch arduino là bộ phận quan trọng nhất của thiết bị. Nó là trung
tâm vi xử lý của thiết bị. Mạch để điều khiển các thiết bị điện trong gia đình có
thể hoạt động bình thường. Và để thiết kế được một mơ hình đúng về mặt cơng
nghệ số cũng như có tính thẩm mỹ thì vấn đề đặt ra là phải tính tốn một cách
chính xác và giải quyết vấn đề liên quan. Một công đoạn thiết kế bao gồm nhiều
khâu nhỏ tỉ mỉ để hình thành mơ hình trong thực tế hay cũng như việc chọn lọc
các chi tiết có sẵn trong thực tế.

Mơ hình mạch điều khiển được thiết kế đơn giản gọn nhẹ, bền đẹp được
đóng thành một hộp trên một mảng gỗ, có thể di chuyển dễ dàng.

Quy trình thực hiện

Đầu tiên thiết kế mạch điện trên cơ sở lí thuyết. Tìm kiếm vật liệu và lắp
ráp các module, rơle, module sim, vi điều khiển, cảm biến gia tốc và cảm biến
va chạm, thiết bị định vị. Gắn nguồn điện vào board mạch. Sau đó, lập trình, nạp
code . Sau khi hoàn thành cho thiết bị hoạt động thử. Rút kinh nghiệm từ những
lần chạy thử để khắc phục những khuyết điểm của mạch. Bước cuối cùng là
hoàn thành bộ mạch gọi điện thoại thông báo cho người thân khi xe máy gặp
nạn.

7.1.4.3 Cấu tạo

- Hệ thống gồm 5 bộ phận chính:
+ Nguồn ni

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

+ Vi xử lí Arduino Mega2560
+Module sim

+ Cảm biến gia tốc
+ Cảm biến va chạm
+ Thiết bị định vị

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

Vi xử lí Arduino Mega2560

Arduino Mega 2560 là một vi điều khiển hoạt động dựa trên chip ATmega2560.
Bao gồm:

 54 chân digital (trong đó có 15 chân có thể được sủ dụng như những chân

PWM là từ chân số 2 → 13 và chân 44, 45, 46).

 6 ngắt ngoài: chân 2 (interrupt 0), chân 3 (interrupt 1), chân 18

(interrupt5), chân 19 (interrupt 4), chân 20 (interrupt 3), and chân 21
(interrupt 2).

CỔNG SERIAL CHÂN RX CHÂN TX

Cổng 0 0 1

Cổng 1 19 18

Cổng 2 17 16

Cổng 3 15 14

 16 chân vào analog (từ A0 đến A15).

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

 1 cổng kết nối USB.
 1 jack cắm điện.
 1 đầu ICSP.
 1 nút reset.

Arduino Mega 2560 có thể sử dụng hầu hết các shiled dành cho các mạch
Arduino Uno.

Module cảm biến gia tốc

Module cảm biến gia tốc sử dụng là module MPU-6050 GY-521 21 tích
hợp gia tốc 3 trục + con quay hồi chuyển 3 trục giúp kiểm soát cân bằng hoặc
định hướng chuyển động, nhận biết sự thay đổi vận tốc,…

Thông số kỹ thuật

- Chip: MPU-6050 ( 16 bit ADC, 16 bit data out )

- Giá trị Gyroscapes trong khoảng: +/- 250 500 1000 2000 degree/sec
- Giá trị Acceleration trong khoảng: +/- 2g, +/- 4g, +/- 8g, +/- 16g
- Giao tiếp: I2C

- Nguồn sử dụng: 3V - 5V (DC)
 Module cảm biến va chạm

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

Thơng số kỹ thuật

• Điện áp : 3 - 5 VDC
• Ngõ ra : 3 - 5 VDC.
• Dịng hoạt động: 10mA
• Trở kháng: 10M

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

Relay

Rơ-le là một cơng tắc (khóa K). Nhưng khác với cơng tắc thường là rơ-le
được kích hoạt bằng điện thay vì dùng tay người. Dùng đóng ngắt điện cơ đơn
giản với mục đích đóng ngắt các thiết bị điện theo yêu cầu.

Relay thể rắn.

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

Module sim

Module sim 900A có thể kết nối với vi điều khiển để thực hiện các chức
năng như: điều khiển qua cuộc gọi, điều khiển qua tin nhắn, gửi tín hiệu phản
hồi từ cảm biến về điện thoại.

Để kết nối với vi điều khiển các bạn chỉ cần sử dụng 4 chân trên module:
Chân VCC, GND, TX và RX. Loại module này tích hợp sẵn tụ và diode trong
module, giúp nó có thể hoạt động với các mạch Arduino. Trên mạch có 1 khe
cắm thẻ sim, 1 angten, 1 tụ điện, tụ điện được sử dụng cho dòng thấp. Điện áp
hoạt động của module sim900A là từ 4,2 đến 5V.

Thiết bị định vị Mini A8

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

định vị được gắn lên phương tiện đến với 3 vệ tinh khách nhau để có thể xác
định vị trí của phương tiện đó trên mặt đất.

Thơng số kỹ thuật của thiết bị định vị Mini A8 :
– Kích thước: 43.2 x 32 x 13,6 mm

– Trọng lượng: 30g
– Kết nối: gsm/gprs/gps

– Gsm tần số: 850/900/1800/1900 MHz
– Sạc đầu vào: AC110-220V 50/60 Hz
– Sạc đầu ra: DC5V 500mA

– Pin: có thể sạc lại pin 3.7v 500mA pin li-ion
– Nhiệt độ bảo quản:-40 đến 80 độ

– Nhiệt độ làm việc:-20 đến 55 độ
 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Nguyên lý hoạt động của hệ thống như sau: Khi xảy ra tai nạn thì thiết bị
cảm biến va chạm sẽ đo được va chạm của lực tác động vào xe. Sau đó thiết bị
cảm biến gia tốc sẽ tính được độ mức của cảm biến va chạm đến mức ngưỡng .
Thiết bị module sim sẽ tự động kích hoạt xác định ví trí và gọi về cho gia đình
nạn nhân.

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

Năng lượng

Sử dụng nguồn điện có hiệu điện thế 12V kết nối với mạch cùng với một
giảm áp giảm hiệu điện thế qua mạch xuống 9V để duy trì hoạt động của cả hệ
thống

Kết quả đạt được

Sau nhiều nỗ lực không biết mệt mỏi tôi đã hướng dẫn các em chế tạo
thành công dự án với những yêu cầu ban đầu đặt ra.

Với kết quả đạt được có thể ứng dụng dự án ngay vào trong cuộc sống
giúp người tham gia giao thơng an tồn hơn khi gặp nạn.

Dự án góp phần làm giảm bớt những hậu quả khơng đáng có trong tai nạn
giao thơng.

Ưu điểm

Hệ thống nhận định vị , cảm biến gia tốc, cảm biến va chạm hoạt động rất

ổn định. Giá thành sản phẩm hợp lí, vật liệu dễ tìm, dễ chế tạo. Hệ thống tự hoạt
động khi nhận được tín hiệu. Ngồi ra, hệ thống có thể lắp đặt từ xe này sang xe
khác.. Thiết bị có tính sáng tạo và thẩm mĩ cao. Đặc biệt, hệ thống còn rất dễ sử
dụng phù hợp cho người người than gia giao thông. Được thiết kế và chế tạo bởi
học sinh trung học Cơ sở,…

Nhược điểm

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

vực có tín hiệu sóng thông tin. Hệ thống được kết nối bằng các module vì thế độ
bề chưa cao.

Kết luận

Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện, thấy được sản phẩm có những
lợi ích rất to lớn cùng với tính thiết thực cao. Hệ thống tuy không phải lần đầu
tiên được nghiên cứu và thực hiện trên thế giới nhưng đây cũng được coi là một
thành công khá lớn trong lĩnh vực này. Nó đã vượt xa được các nghiên cứu khoa
học đang có hiện tại. Vì thế “Hướng dẫn học sinh chế tạo hệ thống gọi điện
thoại cho người thân khi xe máy gặp nạn” cần được áp dụng vào thực tế để
giúp ích cho học sinh khi làm nghiên cứu sáng tạo khoa học kỹ thuật.

Kiến nghị

Vì đây là một hệ thống rất hữu ích cho những người tham gia giao thông nên
tôi mong rằng hệ thống sẽ được áp dụng vào thực tiễn để giảm những thiệt hại
về người và của khi các tai nạn không đáng xảy ra, có thể lan tỏa rộng rãi và sản
xuất nhiều trong nước mọi các phương tiện giao thơng cải thiện những tình
trạng khơng đáng có khi tham gia giao thông.

8. Những thông tin cần bảo mật. không

9. Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến.
+ Nguồn lực: - Học sinh đội tuyển KHKT.

- Giáo viên: Vững chun mơn, trách nhiệm, nhiệt tình.
+ Thời gian: Bố trí thời gian phù hợp trong các giờ chính khóa.

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

10. Đánh giá về dự án

Hệ thống là sản phẩm được nghiên cứu nhằm hỗ trợ người điều khiển xe
máy, xe đạp điện khi bị tai nạn. Chi phí chế tạo thiết bị rẻ, linh kiện dễ dùng
trong nước, phù hợp với những hộ gia đình hồn cảnh. Khi nghiên cứu trên từng
đối tượng cụ thể và tích hợp trên cùng một thiết bị để có thể phù hợp với mọi
đối tượng. Thiết kế nhỏ gọn nằm phía bên trong xe nên khơng ảnh hưởng đến
thẩm mĩ và đưa công nghệ gần hơn với đời sống con người.

10.1. Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng
sáng kiến theo ý kiến tác giả.

Hệ thống có thể triển khai được ngay với trình độ kĩ thuật và thị trường vật
tư trong nước hiện nay. Có tính tự động hố cao nên có thể áp dụng cho vào mọi
xe đạp điện và xe máy.

10.2. Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng
sáng kiến cá nhân.

+ Đề tài được áp dụng có hiệu quả trong năm học 2018 – 2019 và đạt được
kết quả tốt.

* Cấp Tỉnh: - Đạt giải nhì trong cuộc thi KHKT cấp tỉnh.

* Cấp huyện: - Đạt 1 giải ba trong cuộc thi KHKT cấp huyện.

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

STT Tên tổ chức/cá
nhân

Địa chỉ Phạm vi/Lĩnh vực áp dụng
sáng kiến

1 Học sinh đội tuyển
KHKT

Trường THCS

Hoàng Lâu – Tam
Dương – Vĩnh
Phúc.

Lĩnh vực khác

HoàngLâu, ngày...tháng...năm 2019
Thủ trưởng đơn vị