Giới thiệu sản phẩm:

Việc sử dụng thiết bị cảnh báo tư thế ngồi sai không chỉ giúp học sinh phát hiện tư thế ngồi học không đúng để điều chỉnh kịp thời mà còn giúp giảm nguy cơ các vấn đề về sức khỏe như đau lưng, cột sống, cận thị... Ngoài ra, việc tích cực vận động và cải thiện tư thế còn góp phần giảm gánh nặng cho hệ thống y tế và nâng cao hiệu quả làm việc.

Xuất xứ sản phẩm:

Cá nhân

Tính sáng tạo và đổi mới:

+ Mặc dù đã có nhiều thiết bị giúp phát hiện tư thế ngồi sai trong học tập nhưng tôi muốn tạo ra một giải pháp sáng tạo hơn bằng cách ứng dụng Arduino Nano. Thiết bị sử dụng cảm biến để phát hiện tư thế ngồi sai và thông báo cho người dùng bằng các tín hiệu âm thanh hoặc rung, giúp cải thiện tư thế ngồi trong quá trình học tập.
+ Thiết bị sử dụng nguồn điện là pin sạc giúp tiết kiệm chi phí và thời gian để thay pin.
+ Ngoài ra, thiết bị còn sử dụng công tắc chuyển đổi giữa chế độ rung và âm thanh giúp học sinh dễ dàng lựa chọn loại cảnh báo phù hợp với môi trường học tập.

Tính ứng dụng:

+ Thiết bị có thể dễ dàng gắn vào bàn học, không gây khó chịu cho học sinh nhờ vào cơ chế hoạt động không tiếp xúc nên phù hợp để sử dụng trong trường học.
+ Thiết bị mang tính ứng dụng cao, thiết kế đơn giản, giá thành thấp. Một số linh kiện có khả năng tái sử dụng (như: động cơ rung lấy từ điện thoại bị hỏng). Do đó, thiết bị có thể được áp dụng rộng rãi và tiết kiệm chi phí.

Tính hiệu quả:

- Kết quả thực nghiệm cho thấy thiết bị hoạt động ổn định và đưa ra cảnh báo phù hợp với lý thuyết hoạt động của mô hình xây dựng.
- Giúp học sinh duy trì tư thế ngồi đúng, giảm nguy cơ cong vẹo cột sống, gù lưng, mỏi mắt và các vấn đề liên quan đến hệ cơ xương.
- Học sinh sẽ hình thành thói quen ngồi đúng nhờ cảnh báo kịp thời từ thiết bị, hạn chế tình trạng sai tư thế kéo dài.
Việc điều chỉnh tư thế sớm sẽ giúp học sinh tránh được các bệnh lý về cột sống, tạo nền tảng tốt cho sự phát triển thể chất.

Tiềm năng phát triển:

Thiết bị có tính ứng dụng cao, đơn giản, dễ lắp ráp, các linh kiện dễ tìm kiếm và thay thế cũng là ưu điểm của thiết bị. Ngoài ra, chi phí để tạo ra thiết bị thấp nên có thể áp dụng rộng rãi.

Tiêu chí về cộng đồng:

Cơ sở hạ tầng:

1/ Vật liệu cần chuẩn bị:
- Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK, Động cơ rung DC 2V-5V, Còi báo động SFM – 27, 2 công tắc bập bênh, Pin sạc Lishen 18650 2200mAh, Arduino Nano V3.0 CH340, Mạch sạc pin 18650 Shield V3 (1 cell), Dây dẫn, Hộp nhựa chống nước 125*100*52mm, Test Board, Mạch chuyển USB-C sang DIP
2/ Các bước tiến hành
Bước 1: Xác định các chân kết nối giữa các thiết bị với nhau: cảm biến, còi, động cơ rung kết nối với chân nào trên Arduino.
Bước 2: Lựa chọn thuật toán và lập kế hoạch viết code. Cấu trúc chương trình chính gồm:
- Sử dụng hàm int để khai báo chân I/O cho cảm biến, còi và động cơ rung.
- Thiết lập hàm setup để cài đặt, khởi tạo serial monitor.
- Thiết lập hàm Vòng lặp chính (loop) để:
+ Đọc giá trị cảm biến.
+ Xử lý dữ liệu.
+ Kích hoạt còi hoặc rung theo chế độ được chọn.
Bước 3: Lập trình Arduino Nano
- Cài đặt Arduino IDE về máy tính. Kết nối Arduino Nano với máy tính qua cáp USB Mini-B. Sau đó, mở Arduino IDE, vào Tools > Boards > Arduino AVR Boards > Arduino Nano và viết code.
Việc viết code cho Arduino trước rồi mới kết nối các linh kiện sẽ tránh được nguy cơ hư hỏng linh kiện do kết nối sai hoặc ngắn mạch trong khi lập trình (Có thể kiểm tra các lỗi cú pháp và lỗi biên dịch bằng cách nhấn vào nút Verify trong Arduino IDE và lỗi logic thông qua nút Serial Monitor).
- Sau khi viết và kiểm tra các lỗi code, ta tải code lên Arduino.
Bước 4: Kết nối các linh kiện với Arduino
- Khoan 2 lỗ trên hộp nhựa để gắn 2 công tắc. Một công tắc nguồn và một công tắc chuyển đổi giữa chế độ rung và âm thanh.
- Kết nối các linh kiện theo sơ đồ hình 1.


• Cảm biến
+ Nối dây VCC (dây nâu) của cảm biến với chân 5V của Arduino.
+ Nối chân GND (dây xanh) của cảm biến với chân GND của Arduino.
+ Nối chân tín hiệu OUT (dây đen) của cảm biến với một chân D2 của Arduino.
• Còi, động cơ rung và công tắc chuyển đổi
+ Nối chân dương của còi và động cơ rung với chân 5V của Arduino.
+ Nối chân âm của còi vào chân thứ 1 của công tắc chuyển đổi, chân âm của động cơ rung vào chân thứ 3 của công tắc chuyển đổi. Chân thứ 2 của công tắc nối với chân D3 trên Arduino.
• Công tắc nguồn, mạch sạc pin
+ Nối một đầu công tắc nguồn với chân dương của đế sạc pin, chân giữa của công tắc nguồn nối với chân 5V trên Arduino.
+ Nối chân âm của mạch sạc với chân GND của Arduino
+ Trên mạch sạc pin bật chế độ ON.
+ Lắp pin vào mạch sạc pin. (Lưu ý: khi lắp pin vào mạch sạc cần lắp đúng cực để tránh làm hỏng mạch).
• Mạch chuyển USB-C sang type C: Nối chân VCC của mạch chuyển USB-C với chân S1 mạch sạc pin và chân GND của mạch chuyển USB-C với chân GND mạch sạc pin.
Bước 5: Kiểm tra hoạt động của thiết bị. Nếu có sai sót thì kiểm tra lại các thông số trong code và kết nối các chân của các linh kiện với Arduino.
Bước 6: Hoàn thiện sản phẩm

Khoảng thời gian triển khai: Dưới 3 tháng

Số người tham gia: 1