Những sáng chế hữu ích của học trò Quảng Ngãi

Máy gieo hạt của cậu học trò con nhà nông

Sinh ra và lớn lên ở “thủ phủ” hành tỏi trong đất liền Quảng Ngãi, xã Bình Hải (Bình Sơn), từ thuở bé Phạm Thanh Phi (sinh năm 1993), sinh viên ngành cơ khí lớp DCK 12 của Trường đại học Phạm Văn Đồng, đã trải qua bao nỗi vất vả gian truân trên ruộng đồng cùng người dân xứ mình. Một lần đến chơi nhà bạn ở xã Tịnh Long, TP Quảng Ngãi, một trong những vựa rau lớn trong tỉnh, thấy người dân ở đây rải giống cải bằng tay cho nên không đều, vì thế khi phát triển, cải mọc thành từng chùm, sau đó nông dân lại phải nhổ cải lên để cấy lại cho ngay hàng. “Như vậy tốn công sức quá, nếu có một cái máy gieo hạt cho thẳng hàng ngay từ lúc đầu sẽ tiết kiệm được nhiều thời gian và công sức cho người dân” - Phi chia sẻ. Từ quan sát thực tế đồng thời ứng dụng kiến thức chuyên ngành được học và nghiên cứu thêm tài liệu trên mạng, sau nhiều đêm mất ngủ và hì hục cắt ghép, chỉnh sửa, cậu sinh viên ngành cơ khí đã cho ra đời máy gieo hạt cải tự động trước sự ngỡ ngàng của bạn bè, thầy cô giáo.

Máy có cấu tạo đơn giản, hoạt động theo nguyên lý cơ học. Nhờ động cơ dẫn động, người sử dụng có thể điều khiển để máy di chuyển trên mặt ruộng, bộ phận hút và nhả hạt được thiết kế gồm một thanh rỗng, gắn các kim nhỏ có khả năng nhặt hạt từ khay đựng bằng lực hút của động cơ hút hạt vào đầu kim và nhả chính xác vào các ống bỏ hạt nhờ một bộ phận ngắt lực hút. Vận hành thực nghiệm trên ruộng cho thấy, máy gieo hạt cải tự động này vận hành khá tốt và ổn định với năng suất đạt 14.400 hạt/giờ. Các bộ phận trên máy có thể dễ dàng tháo lắp, thay đổi kích cỡ và công suất để phù hợp với các loại hạt khác nhau.

Theo nhiều kỹ sư có kinh nghiệm về cơ khí thì điểm nổi trội của máy là cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng và chi phí thấp cho nên có thể áp dụng vào thực tế. Nói về “công trình” sáng tạo của mình, cậu sinh viên ngành cơ khí cho biết: "Hiện nay có nhiều khu công nghiệp thu hút một lượng lớn nhân công khiến các vùng nông thôn bị thiếu hụt lao động. Vì vậy, việc đầu tư máy móc thay thế tay chân rất cần thiết. Tuy nhiên, giá cả máy móc nước ngoài lại quá cao so với điều kiện kinh tế của người nông dân. Em hy vọng trước mắt có thể sản xuất chiếc máy này để phục vụ cho hộ gia đình ở quy mô nhỏ lẻ, sau đó cải tiến để áp dụng trên những cánh đồng lớn” - Phi nói.

Sáng chế vì bạn bè

Nhiều lần thấy bạn bè trong lớp phóng xe đạp điện tốc độ cao trên đường sau mỗi giờ tan học đã khiến hai cậu học trò Trịnh Phương Hiếu và Nguyễn Đình Khải, học sinh lớp 12C2, Trường THPT chuyên Lê Khiết nung nấu ý định chế tạo thiết bị hiển thị và giới hạn tốc độ cao nhất của xe đạp điện, xe máy điện nhằm giúp các bạn “hãm” tốc độ, đồng thời giảm đến mức thấp nhất nguy cơ tai nạn, giúp các bậc cha mẹ yên tâm khi con em mình tham gia giao thông.

Mặc dù cả hai đều là học sinh chuyên Anh, nhưng bằng niềm đam mê sáng tạo cùng quyết tâm tìm tòi học hỏi, hai em đã chế tạo thành công thiết bị hữu ích này. Hiện nay, thị trường xe đạp điện, xe máy điện phát triển nhanh, nhiều loại xe mới ra đời có thể chạy với tốc độ lên đến 80 km/giờ và có một số loại được tích hợp bộ phận hạn chế tốc độ giúp giảm tốc độ từ 10 đến 20 km/h so với tốc độ cao nhất. Tuy nhiên, điểm hạn chế của chức năng này là tốc độ giới hạn được đặt cố định, không thể thay đổi tùy ý, còn thiết bị của Hiếu và Khải sáng chế đã khắc phục được nhược điểm nêu trên.

Trong hơn ba tháng, với sự giúp đỡ của thầy Lê Thanh Hồng, giáo viên bộ môn Vật lý, qua nghiên cứu về 14 cách xe đạp điện hoạt động, hai bạn trẻ đã tìm ra giải pháp thích hợp để điều chỉnh tốc độ xe bằng cách tác động đến điện áp truyền từ tay ga xuống IC xe điện. Các linh kiện sử dụng là dây nối, cáp giao tiếp, bo mạch, nam châm gắn vào bánh xe… Nguyên lý hoạt động là tín hiệu từ tay ga, cảm biến Hall (hay còn gọi là cảm biến từ trường), thông số bán kính tốc độ sau khi qua bộ xử lý sẽ hiển thị tốc độ ra màn hình và điều khiển tốc độ ở IC. Thử nghiệm cho thấy thiết bị hoạt động ổn định, hiệu quả và có triển vọng ứng dụng rất lớn trong đời sống. Khó khăn lớn nhất khi chế tạo thiết bị này là giai đoạn lập trình vi mạch. Tuy nhiên, với sự tự tin cùng vốn hiểu biết về tin học, Khải đã bắt tay vào lập trình. Toàn bộ phần lập trình đều được thực hiện trên Arduino IDE - một phần mềm mã nguồn mở. “Với chương trình học tập rất nặng, để chế tạo thành công thiết bị này, chúng em phải chuẩn bị bài xong thực hiện sản phẩm cho nên thời gian sáng tạo hầu hết vào ban đêm” - Hiếu cho biết.

Thầy Lê Thanh Hồng cho biết, sản phẩm của Hiếu và Khải hội đủ các tính năng mới, khoa học, sáng tạo và phù hợp thực tiễn, giảm dần nguy cơ tai nạn giao thông, tạo nên một văn hóa giao thông lành mạnh, góp phần nâng cao ý thức của học sinh khi tham gia giao thông. Giá thành thiết bị này khoảng 350 nghìn đồng, nếu được đưa vào sản xuất đại trà thì giá thành sẽ hạ xuống nhiều. Mong muốn của hai bạn là sáng kiến của các em sẽ được các hãng sản xuất xe điện chú ý và hợp tác phát triển trong tương lai.

Với sáng chế hữu ích này, Hiếu và Khải đã vinh dự đoạt giải Nhất Cuộc thi Sáng tạo Khoa học kỹ thuật toàn quốc khu vực phía nam dành cho học sinh THPT năm học 2015- 2016. Đây cũng là thành tích cao nhất tại sân chơi sáng tạo khoa học toàn quốc mà học sinh Quảng Ngãi đạt được từ trước đến nay. Dự án này còn vinh dự lọt vào tốp các dự án tham gia vòng thi chung cuộc để chọn dự án đại diện các tỉnh phía nam tham gia thi quốc tế.