Hai học sinh sáng tạo robot hỗ trợ diêm dân sản xuất muối
Võ Huỳnh Hoàng Nam và Đặng Duy Minh Quân, cùng là học sinh lớp 10 Trường THPT Phan Đình Phùng (TX Sông Cầu) đã sáng tạo mô hình Robot đầm da ruộng muối và cào muối điều khiển bằng smartphone, có thể giúp diêm dân ứng dụng trong sản xuất muối. Mô hình đạt giải nhì cuộc thi Khoa học kỹ thuật dành cho học sinh THPT lần thứ 10 năm học 2022-2023…
Từ thực tế sáng chế ra mô hình
Đặng Duy Minh Quân (trái) và Võ Huỳnh Hoàng Nam (phải) bên sản phẩm robot. Ảnh: H.H.THẾ
Diêm dân Trần Văn Quý (53 tuổi), thế hệ thứ ba của gia đình làm muối lâu đời ở thôn Lệ Uyên (xã Xuân Phương, TX Sông Cầu), trải lòng: Làm ra những hạt muối trắng tinh là quá trình lao động nhọc nhằn, diêm dân phải “cõng nắng” trên lưng để làm nhiều công đoạn: Chuẩn bị ruộng, đầm da ruộng, đưa nước biển vào ruộng (ô chứa nước và ô nuôi mặn), cào muối thu hoạch…
“Là người con ở vùng muối Lệ Uyên, em cảm nhận được nỗi vất vả của người dân nơi đây trong nghề làm muối. Trong quy trình sản xuất muối, công đoạn đầm da ruộng muối và cào muối khi thu hoạch được xem là vất vả nhất. Vì vậy, chúng em nghiên cứu mô hình robot này với mong muốn phục vụ diêm dân”, em Minh Quân chia sẻ.
Theo em Hoàng Nam, diêm dân ở Tuyết Diêm (xã Xuân Bình) và Lệ Uyên vẫn dùng phương pháp đầm da ruộng muối (đầm phẳng mặt bùn) thủ công truyền thống. Họ dùng dụng cụ làm từ thanh gỗ lớn, có cán (cây đầm), tận dụng trọng lực của cây đầm để làm cho đất nền ruộng muối cứng, bằng phẳng. Để đầm được một ô ruộng đạt yêu cầu, người dân phải mất nhiều giờ, thậm chí nhiều buổi để đầm đi đầm lại, rất nhọc công, vất vả.
Trong khi đó, thu hoạch muối cũng là một công đoạn vất vả của diêm dân. Bà con thường dùng dụng cụ cào muối (cái trang muối), bàn cào bằng gỗ có gắn cán tre dài 5-7m, người dân đứng trên bờ ruộng muối, dùng sức để đẩy muối lại thành từng đống, tốn rất nhiều sức lực và thời gian nhưng hiệu quả thấp.
Từ thực tế đó, với mong muốn đưa ứng dụng khoa học kỹ thuật giúp bà con diêm dân đỡ cực nhọc, đôi bạn Hoàng Nam và Minh Quân đã tìm hiểu, vận dụng những kiến thức học được sáng tạo mô hình Robot đầm da ruộng muối và cào muối điều khiển bằng smartphone.
Thầy giáo Huỳnh Văn Nhi, người hướng dẫn mô hình của Hoàng Nam và Minh Quân, đánh giá: “Nam và Quân là học sinh giỏi của trường, rất đam mê sáng tạo kỹ thuật. Tôi rất cảm kích tinh thần của các em khi mong muốn mô hình robot ứng dụng vào thực tế, giúp người dân làm muối quê mình”.
Theo Phòng Kinh tế TX Sông Cầu, nghề làm muối truyền thống tập trung chủ yếu ở hai vùng Tuyết Diêm và Lệ Uyên. Hiện có trên 570 hộ sản xuất muối với diện tích 183,8ha, trong đó có 13,5ha sản xuất muối sạch bằng phương pháp trải bạt.
Mô hình hữu ích
Theo Hoàng Nam và Minh Quân, phần mềm Robot đầm da ruộng muối và cào muối điều khiển bằng smartphone được lập trình hoàn toàn bằng ngôn ngữ MIT App Inventor 2, chạy trên thiết bị di động hệ điều hành Android, dung lượng cài đặt khoảng 4.0MB. Robot nhận lệnh từ người điều khiển, gửi tín hiệu đến board mạch chính Arduino Mega 2560, thông qua kết nối bluetooth hoặc wifi. Điều này giúp người dùng dễ dàng tiếp cận sản phẩm, thuận tiện cho quá trình điều khiển, sử dụng.
Bộ khung robot được làm từ sắt hộp dày 4cmx3cm mạ kẽm chống gỉ. Thiết kế robot có tính cơ động, dễ dàng di chuyển giữa các ô ruộng muối. Robot sử dụng động cơ điện 12V, công suất 250W, có thể giúp robot chịu tải trọng lên đến 80kg, đủ để robot có thể di chuyển dễ dàng và thực hiện chức năng: đầm da ruộng muối và cào muối một cách hiệu quả. Với việc sử dụng board mạch Arduino Mega 2560 R3 - một loại board mạch lớn và hiện đại nhất của các dòng board mạch arduino, có số chân digital lên đến 54 chân, để robot dễ dàng nâng cấp, bổ sung thêm nhiều tính năng. Hệ thống di chuyển của robot được cấp nguồn bằng ắc quy khô 12V, dung lượng lên đến 15Ah. Hệ thống vi mạch điều khiển được cấp nguồn bằng loại pin 18650 (Lithium-ion) thế hệ mới, thân thiện với môi trường rất ít tốn chi phí vận hành, dễ dàng sạc lại khi hết pin cùng với bộ nguồn (ắc quy và pin) có dung lượng 16Ah, robot có thể hoạt động trong nhiều giờ liền mà không cần sạc.
“Về kỹ thuật robot, khi đầm da ruộng muối, robot sẽ được điều khiển bơm nước vào các bánh xe (hàn bằng inox bên trong rỗng), lúc này trọng lượng robot tăng lên 70kg sẽ làm nhiệm vụ đầm, làm phẳng da nền của ruộng muối. Sau đó, phần mềm điều khiển bơm nước ra khỏi các bánh xe, trọng lượng robot giảm xuống khoảng 30kg, giúp diêm dân có thể dễ dàng di chuyển giữa các ruộng muối hoặc bảo quản”, Hoàng Nam mô tả.
Về tính năng cào muối, em Minh Quân cho biết: Robot được điều khiển thông qua phần mềm một piston điện 12V. Khi cần cào muối, phần mềm điều khiển bộ phận cào hạ thấp, khi không cào muối thì nâng bộ phận cào lên để thuận tiện cho quá trình di chuyển. Ngoài ra, robot được gắn bộ điều tốc lên đến 400W để thay đổi tốc độ khi đầm da ruộng muối hoặc cào muối dễ dàng thông qua phần mềm điều khiển. Hệ thống lái của robot được điều khiển thông qua một piston điện và modun điều khiển động cơ nên có tính chính xác và ổn định cao. Robot còn trang bị một cảm biến vật cản hồng ngoại, khi gặp vật cản, robot tự động chuyển hệ thống đèn tín hiệu từ đèn led xanh sang đèn led đỏ và phát âm thanh bằng còi, báo động cho người sử dụng biết.
Robot đầm da ruộng muối và cào muối điều khiển bằng smartphone của hai em Võ Huỳnh Hoàng Nam và Đặng Duy Minh Quân đạt giải nhì cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp tỉnh dành cho học sinh trung học năm học 2022-2023 là phần thưởng cho sự nỗ lực, đam mê sáng tạo của các em; là động lực để phong trào này phát triển mạnh trong nhà trường.
