Ngôi nhà thông minh sử dụng năng lượng mặt trời

Mô hình nhà thông minh của 2 học sinh.

Đó là đề tài “Điều khiển và giám sát từ xa ngôi nhà thông minh sử dụng năng lượng mặt trời qua smartphone” của hai em Đoàn Đức Trình và Cao Chí Nguyên (học sinh trường THCS Lâm Mộng Quang, huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên - Huế).

Theo các em, cách mạng công nghiệp 4.0 đã bùng nổ; việc khai thác, ứng dụng IOT trong điều khiển và giám sát căn hộ là xu thế tất yếu để tạo ra những ngôi nhà thông minh có thể điều khiển và giám sát các thiết bị điện từ xa, tức thời, trực quang, có khả năng hoạt động tự động với nhiều tiện ích...

“Bên cạnh đó, cần có những ngôi nhà tiết kiệm điện, nước và thân thiện với môi trường, có kết hợp được các nguồn năng lượng tự nhiên khác như mặt trời, ánh sáng, gió... để giám sát chất lượng không khí (nhiệt độ, độ ẩm, thông gió) nhằm đảm bảo sức khỏe cho con người. Ngoài ra, cần giải pháp điều khiển không dây (Wifi, RF) để tăng độ thẩm mỹ khi tận dụng hệ thống điện hiện có mà không phải đập bỏ hay thêm mới. Vì thế chúng em đã tạo ra đề tài ý nghĩa này...”, Nguyên nói.

Ngôi nhà thông minh gồm các bộ phận: Hệ thống pin mặt trời, cảm biến nhiệt độ, cảm biến gas, độ ẩm... Tất cả các thiết bị ở ngôi nhà này có thể điều khiển tại chỗ (ở ngôi nhà) hoặc điều khiển từ xa qua Blynk app. Các thông số nhiệt độ, độ ẩm đất, độ ẩm không khí, trạng thái mưa đều được đưa về hiển thị ở Blynk app.

Ngôi nhà có khả năng tự động bật tắt hệ thống điện tối ưu theo ánh sáng, tự động phát hiện người vào cửa để bật đèn, tự động bật đèn khi có sự chuyển động; quản lý, theo dõi và xử lý khi có sự rò rỉ khí gas; điều khiển hệ thống thông gió tự động theo tình trạng mưa; tưới tự động theo độ ẩm đất và được điều khiển từ xa qua RF và wifi…

Cụ thể, hệ thống đèn hành lang tự động bật khi trời tối và tự động tắt khi trời sáng nhờ có cảm biến quang. Hệ thống đèn phòng khách, đèn nhà vệ sinh tự động bật khi có người vào và tự động tắt khi phòng không có người nhờ hệ thống cảm biến vật thể và cảm biến quang. Giếng trời tự động đóng khi có mưa và tự động mở khi trời tạnh. Nhà bếp được gắn cảm biến ga và cảm biến nhiệt nhờ đó có thể tự dập tắt đám cháy, sự rò rỉ khí gas, tự động ngắt điện hoặc bật quạt để đẩy khí gas ra ngoài chống ngạt. Máy điều hòa nhiệt độ có thể bật tắt từ xa hoặc trực tiếp khi cần thiết.

Ngoài ra, còn có báo động sự rò rỉ khí gas bằng loa ở căn hộ, đưa tín hiệu cảnh báo lên điện thoại để theo dõi và giám sát, ghi lại các mốc thời gian gặp sự cố để thuận tiện cho việc theo dõi. Hệ thống tưới được kết nối với cảm biến nhiệt và cảm biến độ ẩm, các chỉ số về độ ẩm được báo qua smartphone hoặc tự động bật nước tưới khi độ ẩm của đất dưới mức cho phép. Sản phẩm đã hoạt động ổn định trong thời gian dài thử nghiệm mà không phát sinh vấn đề về điều khiển cũng như chương trình hoạt động.

Hai em học sinh nhận giải tại cuộc thi sáng tạo khoa học.

“Hệ thống sử dụng năng lượng sạch, năng lượng mặt trời, góp phần bảo vệ môi trường. Có khả năng hẹn giờ điều khiển các thiết bị theo yêu cầu hoặc theo chu trình định trước. Kết hợp giữa wifi và RF cho phép điều khiển các thiết bị điện từ xa mà không cần phải thay đổi kết cấu, vị trí cũng như chạy lại hệ thống điện trong ngôi nhà tăng độ thẩm mỹ...”, Trình chia sẻ.

Để có được thành quả, các em đã lao động hăng say không biết mệt mỏi. Nhiều đêm, hai em cùng thầy giáo hướng dẫn thức đến 2h sáng vẫn không kiểm tra được mạch điện. Nhiều lúc tưởng chừng sản phẩm đã hoàn hảo, nhưng kiểm tra lại thì gặp sự cố...

“Những lúc đó, cả ba thầy trò muốn bỏ cuộc, nhưng rồi niềm đam mê cứ rạo rực. Tất cả lại động viên nhau, cuối cùng cũng tạo ra được sản phẩm như mong muốn...”, hai em vui vẻ nói.

Thầy Trương Phức - giáo viên hướng dẫn hai em cho biết, các em đều là học sinh giỏi, nhiệt tình, có chung niềm đam mê nghiên cứu khoa học. Đề tài có tính ứng dụng, tính khả thi cao, có thể áp dụng rộng rãi cho các hộ cá nhân ở mọi khu vực nông thôn hoặc thành thị vì giá thành rẻ...

Được biết, đề tài đã giành được giải Ba cuộc thi Khoa học Kỹ thuật tỉnh Thừa Thiên - Huế năm 2019.

“Sắp tới, nhóm sẽ xây dựng hệ thống nhận diện khuôn mặt để nâng cao khả năng chống trộm, xây dựng hệ thống tự động chữa cháy Sprinler cho ngôi nhà...”, Nguyên và Trình bộc bạch.

Gia Huy