Hệ thống chống nguy hiểm thiếu dưỡng khí trong một số không gian kín

Cá nhân: Đặng Ngọc Chính

LĨNH VỰC

Mô tả sản phẩm

Giới thiệu sản phẩm:

I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Không gian kín thường là những không gian bị giới hạn về khoảng không, thường không được thông khí thường xuyên và bầu không khí tiềm ẩn những mối nguy hại cho quá trình hô hấp của con người do trong không gian kín đó có thể không đủ lượng oxy cần thiết, khí độc và rủi ro cháy nổ do hóa chất dễ cháy ở trạng thái không thông khí đầy đủ. Như chúng ta đã biết lượng oxy trong không khí là khoảng 21%, lượng oxy đó đảm bảo cho quá trình sinh sống của con người chúng ta. Thiếu oxy là một trạng thái nồng độ oxy trong không khí ít hơn 18%. Chứng thiếu oxy là “triệu chứng xuất hiện do hít không khí thiếu oxy”. Nếu hít phải không khí mà nồng độ oxy giảm xuống dưới mức độ an toàn thì các cơ quan của cơ thể sẽ bị thiếu oxy, mạch đập và hô hấp trở lên nhanh hơn, xuất hiện triệu chứng nôn, đau đầu. Nếu nồng độ oxy giảm xuống dưới 10% thì nhịp tim sẽ giảm cùng với chứng mất ý thức, co giật, tăng huyết áp và dẫn tới chết vì ngạt thở. Có thể dẫn chứng một số số liệu thực tế sau: - Vào năm 2010 Ông Võ Thành Xây - Phó Giám đốc Công ty TNHH Chế biến Thủy sản Thạnh Trị ở huyện Thạnh Trị (Sóc Trăng) và 2 người khác bị thiếu dưỡng khí oxy và ngạt khí độc (Theo báo vnexpress.net). - Vào tháng 9/2014 vụ ngạt khí tại quán karaoke ở Quảng Ninh, số nạn nhân tử vong trong vụ ngạt khí trong phòng hát karaoke Queen Club đã lên đến 7 người. (Theo báo http://www.tinmoitruong.vn/). - Tháng 9/2018 người dân tổ dân phố Hạ Lũng, phường Đằng Hải, Q.Hải An, Hải Phòng phát hiện anh Vũ Mạnh Q, 34 tuổi, Giám đốc một công ty cổ phần đầu tư và xây lắp ngạt khí trong xe con đậu ở gara gia đình. (Theo báo http://laodong.vn) - Trường hợp bị ngạt khí gần đây do đốt than trong phòng sinh hoạt kín là hai chị em bệnh nhân T.S.M (15 tuổi, ở Hà Nội) (Theo báo nhandan.com.vn). - Ngày 6/8/2019 bé lớp 1 trường Gateway tử vong trên xe đưa đón, khi giáo viên bỏ quên bé trên xe, theo kết quả giám định đã chỉ ra rất rõ về nguyên nhân tử vong của bé Long là do suy hô hấp tuần hoàn, sốc nhiệt trong không gian giới hạn (Theo báo Tuoitre.vn). - Ngày 9/9/2022 ngạt khí do vụ cháy quán karaoke An Phú ở Bình Dương khiến 32 người tử vong. Tiếp theo sau đó vào chiều ngày 11/9/2022 một quán karaoke ở huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai cũng bốc cháy dữ dội trong lúc có hàng chục khách hát. Dù các nạn nhân may mắn chạy thoát, nhưng sự việc một lần nữa báo động hiểm họa ngạt khí tại các ngôi nhà ống cao tầng, khi có hỏa hoạn xảy ra. Trao đổi với PV Dân trí, ThS.BS Doãn Uyên Vy, phụ trách phòng khám Chống độc, Bệnh viện Chợ Rẫy (TPHCM) cho biết, kiến trúc nhà ở Việt Nam hiện nay rất phổ biến kiểu xây cao tầng. Đặc biệt ở những thành phố lớn, mật độ dân cư đông đúc khiến những tòa nhà được thiết kế như một chiếc hộp, ít cửa sổ thông thoáng. Khi hỏa hoạn xảy ra sẽ làm phát sinh nhiều khí ngạt Cyanure. Vì không gian cháy là không gian kín, nhà cao tầng tiềm ẩn nhiều khả năng gây ngạt khí. (Theo báo Dantri.com.vn) Như vậy những vụ ngạt khí trên và rất nhiều vụ việc khác nữa là cảnh báo việc sinh hoạt trong những không gian kín thiếu dưỡng khí rất nguy hiểm với con người chúng ta. Đặc biệt là những người lớn tuổi, người bệnh củng như trẻ em, …cũng như theo Nghị định số 44/2016/NĐ-CP ngày 15/5/2016 của Thủ tướng Chính phủ về an toàn không gian kín thiếu dưỡng khí. Xuất phát từ những vấn đề trên và thực tế của xã hội ngày nay, chúng em đã lựa chọn và tiến hành thực hiện dự án: “Hệ thống chống nguy hiểm thiếu dưỡng khí trong một số không gian kín”. II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nghiên cứu chế tạo hệ thống mạch điện tử có khả năng điều khiển tự động việc hỗ trợ chống nguy hiểm thiếu dưỡng khí trong một số không gian kín. Nghiên cứu chế tạo mạch điện đơn giản, có kích thước nhỏ gọn, dễ sử dụng, dễ lắp đặt, có giá thành hợp lý và có tính ứng dụng cao khi thực nghiệm cho một số không gian kín. Hệ thống phải có chức năng đo nồng độ oxy trong không gian kín cần lắp đặt, khi nồng độ oxy dưới 19% thì hệ thống sẽ tự động báo động bằng chuông, đèn và kèm theo việc gửi tin nhắn cho số điện thoại của người thân. Nếu nồng độ oxy tiếp tục giảm xuống dưới 18% thì hệ thống sẽ tự động mở cửa thoát khí nhằm giúp con người trong không gian kín đó thoát khỏi nguy hiểm thiếu dưỡng khí oxy và người có thể thoát ra vùng nguy hiểm nhờ cửa thoát hiểm này. Ngoài ra người nhà khi sử dụng số điện thoại kết nối với hệ thống có thể kiểm tra các thông tin nồng độ oxy, nhiệt độ và độ ẩm không khí khi cần thiết. III. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Trên cơ sở mục tiêu nghiên cứu của đề tài, nhiệm vụ nghiên cứu được xác định bao gồm: - Nghiên cứu vai trò của dưỡng khí O2 trong việc đảm bảo sự sống của con người. - Nghiên cứu các nguyên nhân gây ra thiếu dưỡng khí O2. - Nghiên cứu của hệ quả con người có thể mắc phải khi bị thiếu dưỡng khí O2. - Chế tạo được một hệ thống giúp con người đảm bảo đủ lượng oxy cần thiết khi ở trong một số không gian kín. - Tiến hành tạo dựng mô hình, nghiên cứu tính hiệu quả thực tế và khắc phục thiếu sót của dự án. IV. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đề tài được nghiên cứu trong phạm vi kiến thức môn Sinh học, kiến thức lập trình trên nền tảng C/C++ và kỹ thuật mạch điện tử, và các kiến thức về Hóa học, Vật lý trong chương trình phổ thông. Đề tài nghiên cứu trong phạm vi một số không gian kín: - Phòng kín Karaoke. - Phòng ngủ có không gian kín. - Phòng vui chơi giải trí cho trẻ em (Nhà banh). - Các tòa nhà cao tầng, nhà hàng có không gian kín. Xây dưng mô hình ứng dụng có thể ứng dụng cao vào trong thực tiễn tại một số không gian kín như trên. V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết Nghiên cứu các kiến thức Sinh học, tài liệu về vấn đề liên quan đến hô hấp, vai trò của dưỡng khí, các phản ứng hóa học nguy hiểm dẫn đến thiếu dưỡng khi và tìm hiểu các công trình nghiên cứu khoa học có liên quan đến đề tài. Nghiên cứu các linh kiện điện tử, ngôn ngữ lập trình thông qua quá trình tìm tòi và giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn, người bảo trợ khoa học và các chuyên gia, ... Trực tiếp tiến hành tìm hiểu, đo đạc, phân tích các linh kiện. 2. Phương pháp thực nghiệm Nhóm đã tiến hành nghiên cứu về một số không gian kín có thể áp dụng được hệ thống mà nhóm đưa ra Tiến hành vẽ sơ đồ khối và tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống. Lắp ráp phần cứng đối với Arduino và thử nghiệm hệ thống trong không gian kín của mô hình. Xây dựng mô hình sản phẩm, lắp ráp mạch, chạy thử nghiệm sản phẩm trên mô hình. VI. ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI Đề tài nếu được áp dụng trong thực tế có thể giúp con người khi sinh hoạt trong một số không gian kín sẽ được đảm bảo an toàn dưỡng khí O2. VII. VAI TRÒ CỦA DƯỠNG KHÍ (O2) TRONG CUỘC SỐNG CON NGƯỜI 1. Không gian kín Không gian kín là không gian mà con người sinh hoạt và có thể tiến hành công việc, đồng thời là địa điểm có nguy cơ khá cao gây ra các vấn đề về sức khỏe do thiếu oxy, khí độc và rủi ro cháy nổ do hóa chất dễ cháy ở trạng thái không thông khí đầy đủ. 2. Trạng thái thiếu oxy Thiếu oxy là “trạng thái nồng độ oxy trong không khí ít hơn 18%” Chứng thiếu oxy là “triệu chứng xuất hiện do hít không khí thiếu oxy” Nếu nồng độ oxy giảm xuống dưới 10% thì nhịp tim sẽ giảm cùng với chứng mất ý thức, co giật, tăng huyết áp và dẫn tới chết vì ngạt thở. 3. Không gian kín có thể có một số đặc điểm sau Không khí bị nhiễm độc do các chất độc tụ lại. Không đủ hàm lượng oxy cần thiết cho hô hấp do các khí nặng khác chiếm chỗ của không khí. Điều kiện làm việc chật hẹp dễ gây tai nạn và rất khó cấp cứu, xử lí. 4. Nguồn cung cấp khí O2 trong cuộc sống Oxy là chất khí có sẵn trong tự nhiên, chiếm 20-21% thể tích không khí, được sản sinh chủ yếu từ sinh vật có diệp lục. Oxy là khí nặng có phân tử khối là 32 nặng hơn không khí (29) nên sẽ có nhiều gần mặt đất, hàm lượng oxi khá dồi dào, có vai trò quan trọng trong cuộc sống. Hàm lượng oxy lớn tuy nhiên không phải ai cũng có lượng oxy để dùng, chúng ta sử dụng nó hàng ngày nên khá thờ ờ với vai trò của nó. Bất cứ sự sống nào cũng cần đến oxi một lượng khí oxy được con người hít vào đi qua phổi vào máu, từ đó oxy được tim co bóp đưa đi đến khắp các tế bào trên cơ thể , nuôi dưỡng và giúp các bộ phận khác hoạt động ổn định. 5. Vai trò của dưỡng khí trong hô hấp Oxy thường được gọi là dưỡng khí, một trong những chất duy trì sự sống. Chúng ta đều biết ăn uống rất quan trọng tới sức khỏe của con người, nhưng ít ai thấy vai trò của thở trong cuộc sống. Người ta có thể nhịn ăn, nhịn uống nhiều ngày nhưng nhịn thở thì không thể kéo dài trong vòng vài phút. Nếu não không được cung cấp oxy thì sau 4 đến 5 phút đã bắt đầu bị tổn thương, sau 9 - 10 phút đã bị tổn thương không phục hồi. Vai trò của oxy rất cần thiết nhưng vì có sẵn trong tự nhiên nên thường ít ai nhận ra chúng quan trọng đến mức nào. Nếu oxy do con người tạo ra như hàng hóa sản phẩm thì có lẽ không cần phải dự trữ trong nhà. Tuy có sẵn trong tự nhiên với hàm lượng lớn, chiếm 20 - 21% thể tích không khí nhưng không phải cơ thể ai cũng đủ oxy. Oxy vào cơ thể ta còn phụ thuộc vào sự tiếp nhận của phổi, vận chuyển của máu, thông suốt của mạch máu, khả năng làm việc của tim. Các bệnh cấp tính, mãn tính ở phổi đều ít nhiều ảnh hưởng đến sự tiếp nhận oxy của phổi. Khả năng vận chuyển oxy của máu trong điều kiện áp suất không khí bình thường phụ thuộc vào hemoglobin có trong hồng cầu. Khi thiếu máu, phương tiện vận chuyển oxy này bị giảm thiểu, có khi tuy đủ lượng hemoglobin nhưng khả năng vận chuyển oxy của nó giảm, đó là trường hợp khi cơ thể bị ngộ độc các chất gây methemoglobin. Như vậy cùng sống trong một môi trường, nhưng có người cơ thể được cung cấp đủ oxy, có người thiếu. Trong thực tế không chỉ ở bệnh nhân mà ở một số người tuy đang sinh hoạt làm việc bình thường, nhưng toàn cơ thể hoặc ở một cơ quan hay bộ phận nào đó vẫn thiếu oxy ở mức độ nhất định. Để cơ thể khỏe mạnh, làm việc có năng suất cần luôn luôn đảm bảo đủ nhu cầu oxy cho cơ thể. Tạo môi trường sống, làm việc, nghỉ ngơi có nhiều cây xanh, thông thoáng là biện pháp rất cần thiết. 6. Triệu chứng thiếu oxy Thiếu oxy trên lâm sàng đều biểu hiện tình trạng suy hô hấp. Suy hô hấp là biến đổi những chức năng hô hấp, cũng như rối loạn quá trình oxy hóa của tổ chức, biểu hiện lâm sàng của suy hô hấp là triệu chứng khó thở và tím tái, biểu hiện cận lâm sàng là những biến đổi về nồng độ O2 và CO2 trong máu. Tùy theo mức độ suy hô hấp nặng hay nhẹ có các biểu hiện sau: - Khó thở: là triệu chứng chủ quan, bệnh nhân cảm thấy khó chịu do thiếu dưỡng khí, biểu hiện bằng những biến đổi về nhịp thở, về độ sâu cũng như về độ gắng sức của các cơ hô hấp. - Bệnh nhân biểu hiện lo âu hốt hoảng, bồn chồn. - Vật vã kích thích. - Giảm thị lực. - Ý thức lơ mơ, xa xăm, lộn xộn. - Giảm trương lực cơ và sự phối hợp của các nhóm cơ. - Trong giai đoạn đầu: huyết áp, mạch và tần số hô hấp tăng, tần số tim tăng lên để đáp ứng nhu cầu oxy của cơ thể. - Trong giai đoạn muộn: có biểu hiện tím tái, thở dốc, co kéo các cơ hô hấp, huyết áp và mạch giảm.

Tính năng cơ bản:

I. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Vẽ được sơ đồ khối hệ thống chống nguy hiểm thiếu dưỡng khí trong một số không gian kín. Lựa chọn được loại cảm biến nồng độ oxy, cảm biến độ ẩm, cảm biến nhiệt độ không khí, mạch điều khiển Arduino Uno cùng với màn hình LCD, module sim800A, đèn, chuông cảnh báo nguy hiểm và motor đóng, mở cửa hai chiều. Thiết kế và lập trình mạch điều khiển nhỏ gọn, có hộp đựng đảm bảo cách điện với môi trường xung quanh. Thiết kế vị trí mạch điều khiểu và mô hình không gian kín hợp lý. Đã lắp đặt thành công hệ thống tự động điều khiển nhằm đảm bảo nồng độ oxy an toàn trong không gian kín, các chức năng đặt ra ban đầu đều thực hiện được và hoạt động tốt. Thông qua hệ thống giups con người sinh hoạt trong một số không gian kín được an toàn. Hệ thống được cấp bởi khối nguồn 12VDC. Các khối cảm biến độ ẩm không khí, cảm biến oxy và cảm biến nhiệt độ nhận thông tin từ môi trường sau đó đưa tín hiệu về mạch điều khiển Arduino Uno. Sau đó mạch điều khiển sẽ đưa thông tin hiển thị thông qua màn hình LCD. Sử dụng ngọn lửa từ nến để thí nghiệm trường hợp không gian kín giảm mức nồng độ oxy. Nếu nồng độ oxy xuống gần mức nguy hiểm là 19% mạch điều khiển sẽ tự động điều khiển đèn chuông cảnh báo. Đồng thời sẽ gửi tín hiệu cho Module sim800A để sim gửi tin nhắn cho số điện thoại người thân. Khi nồng độ oxy trong không khí đến mức nguy hiểm là 18% thì mạch điều khiển sẽ tự động điều khiển motor hai chiều đóng, mở cửa nhằm để không khí từ bên ngoài tràn vào giúp cho người ở trong không gian kín đó thoát khỏi tình trạng thiếu oxy và đây cũng là lối thoát hiểm giúp con người di chuyển ra khỏi vùng nguy hiểm đó. Hệ thống điều khiển này còn có ưu điểm là khi người thân đi xa củng có thể điều khiển hệ thống đóng, mở cửa hoặc kiểm tra thông tin nồng độ oxy, độ ẩm, nhiệt độ không khí thông qua điện thoại để gửi tin nhắn với Module sim800A nếu cần thiết. Cụ thể cú pháp điều khiển như sau: - Thay đổi số điện thoại nhận thông tin cảnh báo: Cú pháp: #SĐT* ; số điện thoại phải 10 số bắt đầu bằng số 0. - Xem thông tin về nồng độ oxy, nhiệt độ, độ ẩm không khí thời điểm hiện tại: Cú pháp: #THONGTIN* - Điều khiển mở cửa: Cú pháp: #MOCUA* - Điều khiển đóng cửa: Cú pháp: #DONGCUA* II. ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI Đề tài nếu được áp dụng trong thực tế có thể giúp con người khi sinh hoạt trong một số không gian kín sẽ được đảm bảo an toàn dưỡng khí O2. III. ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI Đây là hệ thống có tính năng mới của mà trên thị trường hiện nay chưa có sản phẩm nào có tính năng tương tự. Với hệ thống điều khiển tự động nhằm đảm bảo an toàn dưỡng khí trong một số không gian kín. Mạch được thết kế nhỏ gọn, có tính thẩm mỹ, hoạt động ổn định, sử dụng nguồn điện 12VDC nên rất an toàn đối với người sử dụng. Mạch được chế tạo từ các linh kiện đơn giản, dễ kiếm, một số linh kiện có thể tận dụng ở các đồ điện tử đã dùng nên giá thành hợp lý. Sử dụng các vi mạch điện tử cảm biến được nồng độ oxy, nhiệt độ và độ ẩm, có thể nhận thông tin và điều khiển tự động bằng điện thoại khi dduocj đăng ký. IV. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Từ kết quả nghiên cứu của đề tài đã tạo ra được một công trình thực tế dựa trên đề xuất này nhằm giải quyết những nhu cầu thực tiễn của việc chống ngạt khí khi con người sinh hoạt và hoạt động trong một số không gian kín. Có thể mở rộng đề tài từ hai không gian kín là phòng kín Karaoke, phòng ngủ có không gian kín, nhà vui chơi cho trẻ em sang một số không gian kín khác như hầm mỏ, phòng làm việc dưới tầng hầm, cầu phao, trong không gian của xe ô tô, ... Có thể thay đổi cảm biến oxy, nhiệt độ và độ ẩm bằng các loại cảm biến khí khác như CO2, N2...

Xuất xứ sản phẩm:

Đặng Ngọc Chính - Giáo viên Vật lý trường THPT Tố Hữu, huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế

Mô tả cơ bản:

HỆ THỐNG CHỐNG NGUY HIỂM THIẾU DƯỠNG KHÍ TRONG MỘT SỐ KHÔNG GIAN KÍN

  1. Sơ đồ khối của hệ thống

    Hệ thống được cấp bởi khối nguồn 12VDC. Các khối cảm biến độ ẩm không khí, cảm biến oxy và cảm biến nhiệt độ nhận thông tin từ môi trường sau đó đưa tín hiệu về mạch điều khiển Arduino Uno. Sau đó mạch điều khiển sẽ đưa thông tin hiển thị thông qua màn hình LCD.

    Sử dụng ngọn lửa từ nến để thí nghiệm trường hợp không gian kín giảm mức nồng độ oxy. Nếu nồng độ oxy xuống gần mức nguy hiểm là 19% mạch điều khiển sẽ tự động điều khiển đèn chuông cảnh báo. Đồng thời sẽ gửi tín hiệu cho Module sim800A để sim gửi tin nhắn cho số điện thoại người thân. Khi nồng độ oxy trong không khí đến mức nguy hiểm là 18% thì mạch điều khiển sẽ tự động điều khiển motor hai chiều đóng, mở cửa nhằm để không khí từ bên ngoài tràn vào giúp cho người ở trong không gian kín đó thoát khỏi tình trạng thiếu oxy và đây cũng là lối thoát hiểm giúp con người di chuyển ra khỏi vùng nguy hiểm đó.

    Hệ thống điều khiển này còn có ưu điểm là khi người thân đi xa củng có thể điều khiển hệ thống đóng, mở cửa hoặc kiểm tra thông tin nồng độ oxy, độ ẩm, nhiệt độ không khí thông qua điện thoại để gửi tin nhắn với Module sim800A nếu cần thiết. Cụ thể cú pháp điều khiển như sau:

    - Thay đổi số điện thoại nhận thông tin cảnh báo:

    Cú pháp: #SĐT*     ; số điện thoại phải 10 số bắt đầu bằng số 0.

    - Xem thông tin về nồng độ oxy, nhiệt độ, độ ẩm không khí thời điểm hiện tại:

    Cú pháp:       #THONGTIN*

    - Điều khiển mở cửa:

    Cú pháp:       #MOCUA*

    - Điều khiển đóng cửa:

    Cú pháp: #DONGCUA*

    1. Hệ thống mạch chống nguy hiểm thiếu dưỡng khí

    2.1 Mạch điều khiển Arduino Uno

    Vi điều khiển: Arduino Uno có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8, ATmega168, ATmega328. Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một trạm đo nhiệt độ - độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD,… Ngoài việc dùng cho board Arduino Uno, bạn có thể sử dụng những IC điều khiển này cho các mạch tự chế.

    Năng lượng: Arduino Uno có thể được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB hoặc cấp nguồn ngoài với điện áp khuyên dùng là 7-12V DC và giới hạn là 6-20V.

    Các chân năng lượng:

    GND (Ground): cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino Uno. Khi bạn dùng các thiết bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này phải được nối với nhau.

    5V: cấp điện áp 5V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA.

    3.3V: cấp điện áp 3.3V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50mA.

    Vin (Voltage Input): để cấp nguồn ngoài cho Arduino Uno, bạn nối cực dương của nguồn với chân này và cực âm của nguồn với chân GND.

    IOREF: điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino Uno có thể được đo ở chân này. Và dĩ nhiên nó luôn là 5V. Mặc dù vậy bạn không được lấy nguồn 5V từ chân này để sử dụng bởi chức năng của nó không phải là cấp nguồn.

    RESET: việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương với việc chân RESET được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ.

    Bộ nhớ:

    Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn cung cấp cho người dùng:

    32KB bộ nhớ Flash: những đoạn lệnh bạn lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ Flash của vi điều khiển. Thường thì sẽ có khoảng vài KB trong số này sẽ được dùng cho bootloader nhưng đừng lo, bạn hiếm khi nào cần quá 20KB bộ nhớ này đâu.

    2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): giá trị các biến bạn khai báo khi lập trình sẽ lưu ở đây. Bạn khai báo càng nhiều biến thì càng cần nhiều bộ nhớ RAM. Tuy vậy, thực sự thì cũng hiếm khi nào bộ nhớ RAM lại trở thành thứ mà bạn phải bận tâm. Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất.

    1KB cho  EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory): đây giống như một chiếc ổ cứng mini – nơi bạn có thể đọc và ghi dữ liệu của mình vào đây mà không phải lo bị mất khi cúp điện giống như dữ liệu trên SRAM.

    Arduino Uno có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu. Chúng chỉ có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA. Ở mỗi chân đều có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiển ATmega328 (mặc định thì các điện trở này không được kết nối).

    Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:

    2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive – RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thông qua 2 chân này. Kết nối bluetooth thường thấy nói nôm na chính là kết nối Serial không dây. Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn không nên sử dụng 2 chân này nếu không cần thiết

    Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM với độ phân giải 8bit (0V → 5V) bằng hàm analogWrite(). Nói một cách đơn giản, bạn có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như những chân khác.

    Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK).  Ngoài các chức năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thức SPI với các thiết bị khác.

    LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi bấm nút Reset, bạn sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Nó được nối với chân số 13. Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng.

    Arduino UNO có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V. Với chân AREF trên board, bạn có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog. Tức là nếu bạn cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn có thể dùng các chân analog để đo điện áp trong khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit.

    Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với các thiết bị khác.

    1. 2. Cảm biến nồng độ Oxy, nhiệt độ và độ ẩm không khí

    Cảm biến đo lượng khí Oxy trong không khí được thiết kế dựa trên nguyên lý điện hóa giúp nó có thể đo nồng độ O2 trong không khí một cách chính xác và thuận tiện Với khả năng chống nhiễu cao, độ ổn định cao và độ nhạy cao, cảm biến Oxy tương thích với Arduino này có thể được áp dụng rộng rãi cho các lĩnh vực như thiết bị cầm tay, thiết bị giám sát chất lượng không khí và các ngành công nghiệp, hầm mỏ, nhà kho và các không gian khác nơi không khí không dễ lưu thông .

    Cảm biến Oxy nhỏ gọn này hỗ trợ chuẩn giao tiếp I2C, nó có thể được hiệu chuẩn trong không khí, có thể đo chính xác nồng độ Oxy trong môi trường. Nó tương thích với nhiều board mạch như Arduino Uno, Esp32, Raspberry Pi, v.v.  Hơn nữa, tuổi thọ của nó lên đến 2 năm. Với giao diện Gravity đơn giản, bạn có thể xây dựng máy theo dõi nồng độ Oxy của riêng mình một cách dễ dàng và thuận tiện.

    Tính năng: Độ nhạy cao, chuẩn giao tiếp I2C, tương thích với các vi điều khiển 3.3-5V, bảo vệ điện cực

    Thông số kỹ thuật: Phát hiện khí O2; Điện áp hoạt động: 3.3 - 5 V. Tín hiệu đầu ra: I2C output; Dải đo : 0~25% Vol, giới hạn đo tối đa: 30%V; Sai số : 0.15%V, độ nhạy:  (0.10±0.05) mA (in the air); Độ ổn định: <2% (Every month)

    Repeatability: <2%; Thời gian phản hồi: ≤15 seconds, nhiệt độ hoạt động: -20~50℃; Độ ẩm hoạt động:  0~99%RH (no condensation), dải áp suất: standard atmospheric pressure ±10%, tuổi thọ: >5 năm (trong không khí). Kích thước: (L x W x H): 37*27* 24.5 mm/1.46 * 1.06 * 0.97 inches, khối lượng: 0.037kg

    Sơ đồ chân kết nối:

    Chân

    Label

    Description

    1

    SDA

    I2C System Data Line 

    2

    SCL

    I2C System Clock Line

    3

    GND

    -

    4

    VCC

    +

    2.3. Màn hình hiển thị LCD

    VSS: tương đương với GND - cực âm

    VDD: tương đương với VCC - cực dương (5V)

    Constrast Voltage (Vo): điều khiển độ sáng màn hình

    Register Select (RS): điều khiển địa chỉ nào sẽ được ghi dữ liệu

    Read/Write (RW): Bạn sẽ đọc (read mode) hay ghi (write mode) dữ liệu? Nó sẽ phụ thuộc vào bạn gửi giá trị gì vào.

    Enable pin: Cho phép ghi vào LCD

    D0 - D7: 8 chân dư liệu, mỗi chân sẽ có giá trị HIGH hoặc LOW nếu bạn đang ở chế độ đọc (read mode) và nó sẽ nhận giá trị HIGH hoặc LOW nếu đang ở chế độ ghi (write mode)

    Backlight (Backlight Anode (+) và Backlight Cathode (-)): Tắt bật đèn màn hình LCD.

    1. 4. Motor hai chiều đóng, mở cửa (Micro servo)

    Khối lượng : 9g

    Kích thước: 22.2×11.8.32 mm

    Momen xoắn: 1.8kg/cm

    Tốc độ hoạt động: 60 độ trong 0.1 giây

    Điện áp hoạt động: 4.8V(~5V)

    Nhiệt độ hoạt động: -20ºC – 80 ºC

    2.5. Module Sim800A

    - Điện Áp: 9-12V DC_2A (sử dụng dòng 2A để module sim hoạt động ổn định).

    - Sử Dụng: Sim800A.

    - Kích Thước: 75x75mm

    - Module được phát triển từ PCB của Module Sim 900A V1.

    - Module sử dụng các tập lệnh AT nhắn tin, gọi điện giống Module Sim 900A V1.

    - Do sim800a không có chế độ lựa chọn hoạt động bằng tay hay tự động nên Jum ( SW2 ) chế độ trên PCB module sim 900a V1 không có tác dụng khi đổi Jum.

    - Cảm biến nồng độ oxy

    Num

    Label

    Description

    1

    SDA

    I2C System Data Line 

    2

    SCL

    I2C System Clock Line

    3

    GND

    -

    4

    VCC

    +

Link video:

https://youtu.be/ghlAzxb7vAI

Yêu cầu đối với cơ sở hạ tầng cần thiết để triển khai ứng dụng sản phẩm:

Hệ thống mạch chống nguy hiểm thiếu dưỡng khí
2.1 Mạch điều khiển Arduino Uno
Vi điều khiển: Arduino Uno có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8, ATmega168, ATmega328. Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một trạm đo nhiệt độ - độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD,… Ngoài việc dùng cho board Arduino Uno, bạn có thể sử dụng những IC điều khiển này cho các mạch tự chế.
Năng lượng: Arduino Uno có thể được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB hoặc cấp nguồn ngoài với điện áp khuyên dùng là 7-12V DC và giới hạn là 6-20V.
Các chân năng lượng:
GND (Ground): cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino Uno. Khi bạn dùng các thiết bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này phải được nối với nhau.
5V: cấp điện áp 5V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA.
3.3V: cấp điện áp 3.3V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50mA.
Vin (Voltage Input): để cấp nguồn ngoài cho Arduino Uno, bạn nối cực dương của nguồn với chân này và cực âm của nguồn với chân GND.
IOREF: điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino Uno có thể được đo ở chân này. Và dĩ nhiên nó luôn là 5V. Mặc dù vậy bạn không được lấy nguồn 5V từ chân này để sử dụng bởi chức năng của nó không phải là cấp nguồn.
RESET: việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương với việc chân RESET được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ.
Bộ nhớ:
Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn cung cấp cho người dùng:
32KB bộ nhớ Flash: những đoạn lệnh bạn lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ Flash của vi điều khiển. Thường thì sẽ có khoảng vài KB trong số này sẽ được dùng cho bootloader nhưng đừng lo, bạn hiếm khi nào cần quá 20KB bộ nhớ này đâu.
2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): giá trị các biến bạn khai báo khi lập trình sẽ lưu ở đây. Bạn khai báo càng nhiều biến thì càng cần nhiều bộ nhớ RAM. Tuy vậy, thực sự thì cũng hiếm khi nào bộ nhớ RAM lại trở thành thứ mà bạn phải bận tâm. Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất.
1KB cho EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory): đây giống như một chiếc ổ cứng mini – nơi bạn có thể đọc và ghi dữ liệu của mình vào đây mà không phải lo bị mất khi cúp điện giống như dữ liệu trên SRAM.
Arduino Uno có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu. Chúng chỉ có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA. Ở mỗi chân đều có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiển ATmega328 (mặc định thì các điện trở này không được kết nối).
Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:
2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive – RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thông qua 2 chân này. Kết nối bluetooth thường thấy nói nôm na chính là kết nối Serial không dây. Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn không nên sử dụng 2 chân này nếu không cần thiết
Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM với độ phân giải 8bit (0V → 5V) bằng hàm analogWrite(). Nói một cách đơn giản, bạn có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như những chân khác.
Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngoài các chức năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thức SPI với các thiết bị khác.
LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi bấm nút Reset, bạn sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Nó được nối với chân số 13. Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng.
Arduino UNO có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V. Với chân AREF trên board, bạn có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog. Tức là nếu bạn cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn có thể dùng các chân analog để đo điện áp trong khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit.
Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với các thiết bị khác.
2. Cảm biến nồng độ Oxy, nhiệt độ và độ ẩm không khí
Cảm biến đo lượng khí Oxy trong không khí được thiết kế dựa trên nguyên lý điện hóa giúp nó có thể đo nồng độ O2 trong không khí một cách chính xác và thuận tiện Với khả năng chống nhiễu cao, độ ổn định cao và độ nhạy cao, cảm biến Oxy tương thích với Arduino này có thể được áp dụng rộng rãi cho các lĩnh vực như thiết bị cầm tay, thiết bị giám sát chất lượng không khí và các ngành công nghiệp, hầm mỏ, nhà kho và các không gian khác nơi không khí không dễ lưu thông .
Cảm biến Oxy nhỏ gọn này hỗ trợ chuẩn giao tiếp I2C, nó có thể được hiệu chuẩn trong không khí, có thể đo chính xác nồng độ Oxy trong môi trường. Nó tương thích với nhiều board mạch như Arduino Uno, Esp32, Raspberry Pi, v.v. Hơn nữa, tuổi thọ của nó lên đến 2 năm. Với giao diện Gravity đơn giản, bạn có thể xây dựng máy theo dõi nồng độ Oxy của riêng mình một cách dễ dàng và thuận tiện.
Tính năng: Độ nhạy cao, chuẩn giao tiếp I2C, tương thích với các vi điều khiển 3.3-5V, bảo vệ điện cực
Thông số kỹ thuật: Phát hiện khí O2; Điện áp hoạt động: 3.3 - 5 V. Tín hiệu đầu ra: I2C output; Dải đo : 0~25% Vol, giới hạn đo tối đa: 30%V; Sai số : 0.15%V, độ nhạy: (0.10±0.05) mA (in the air); Độ ổn định: 5V (Arduino)
- GND ===> GND (Arduino)
- SCL ===> A5 (Arduino)
- SDA ===> A4 (Arduino)
- Module Sim800A (gửi nhắn SMS)
- VCC ===> 12V (Nguồn ngoài)
- GND ===> GND (Nguồn ngoài)
- RX ===> 3 (Arduino)
- TX ===> 2 (Arduino)
- Module hiển thị LCD
- 1 (VSS) ===> GND (Arduino)
- 2 (VDD) ===> 5V (Arduino)
- 3 (Vo)
- 4 (RS) ===> 4 (Arduino)
- 5 (R/W) ===> GND (Arduino)
- 6 (E) ===> 6 (Arduino)
- 11 đến 14 (DB4 – DB7) ===> 7 đến 10 (Arduino)
- 15 (LED+) ===> 3.3V (Arduino)
- 16 (LED-) ===> GND (Arduino)
Các chân còn lại từ 11 đến 14 dùng để điều khiển các linh kiện motor hai chiều điều khiển đóng cửa, mở cửa và đèn.
7. Lập trình cho hệ thống bằng phần mềm Arduino 1.8.13:
Các thiết bị dựa trên nền tảng Arduino được lập trình bằng ngôn riêng. Ngôn ngữ này gọi là C hay C/C++. Lập trình bằng phầm mềm Arduino 1.8.13.
Phần code cụ thể như sau:
#include
#include
#include

#include // Khai báo màn hình LCD
LiquidCrystal lcd(12,11,8,7,6,5);

#include "DHT.h" // Khai báo cảm biến nhiệt độ loại DHT11
#define DHTPIN A2 // what pin we"re connected to
#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

#include "DFRobot_OxygenSensor.h" // Khai báo cảm biến đo nồng độ OXY
#define COLLECT_NUMBER 1 // collect number, the collection range is 1-100.
#define Oxygen_IICAddress ADDRESS_3
DFRobot_OxygenSensor Oxygen;

#define FAN 9 // Khai báo chân điều khiển quạt
#define DOOR 10 // Khai báo chân điều khiển cửa

SoftwareSerial SIM800A(2, 3); // Khai báo chân truyền tín hiệu của module SIM
int piezoPin = A0; // Khai báo chân Buzzer (LOA CẢNH BÁO)

char SMS_Text[30],SDT_bis[20];
String SDT="0901090252"; // SĐT Mặc định nhận cảnh báo
String Noi_dung_SMS;
int kytu=0,thuc_hien_lenh=0,LENH_CHUCNANG=0,error=0,do_oxy=1;
float oxygenData;
int do_am,nhiet_do,time_canhbao=0,canhbao_nguyhiem=0;

void setup()
{
//Begin serial communication with Arduino and Arduino IDE (Serial Monitor)
lcd.begin(20,4);
lcd.setCursor(5,0);
lcd.print("HE THONG");
lcd.setCursor(2,1);
lcd.print("DANG KHOI DONG!");
delay(3000);
Serial.begin(9600);
// Cài đặt Module SIM
SIM800A.begin(9600);
SIM800A.println("AT"); //Once the handshake test is successful, it will back to OK
SIM800A.println("AT+CMGF=1"); // Configuring TEXT mode
SIM800A.println("AT+CNMI=2,2,0,0,0"); // Decides how newly arrived SMS messages should be handled

// Cài đặt cảm biến đo nồng độ OXY
while(!Oxygen.begin(Oxygen_IICAddress))
{
lcd.clear();
lcd.print("Cam bien OXY khong hoat dong !");
delay(2000);
error=1;
}
dht.begin();
pinMode(FAN,OUTPUT);
pinMode(DOOR,OUTPUT);
pinMode(A3,OUTPUT);
if (error==0){
lcd.clear();
lcd.setCursor(5,0);
lcd.print("HE THONG");
lcd.setCursor(1,1);
lcd.print("DA KHOI DONG XONG!");
delay(2000);
lcd.clear();
}
}

void loop()
{ oxygenData = Oxygen.ReadOxygenData(COLLECT_NUMBER);
do_am = dht.readHumidity();
nhiet_do = dht.readTemperature();
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("NONG DO OXY: ");
lcd.print(oxygenData);
lcd.print("%");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("NHIET DO: ");
lcd.print(nhiet_do);
lcd.print("C");
lcd.setCursor(0,2);
lcd.print("DO AM: ");
lcd.print(do_am);
lcd.print("%");
memset(SMS_Text, 0, sizeof(SMS_Text));
kytu=0;
if ((oxygenData16))
{

Noi_dung_SMS="Nong do OXY dang o muc thap";
lcd.setCursor(3,3);
lcd.print("NONG DO OXY THAP!");
if (time_canhbao==0){
SendMessage();
time_canhbao++;
}
Alarm_Buzzer();
}
if (oxygenData20){
time_canhbao=0;
canhbao_nguyhiem=0;
}

// Kiểm tra lệnh yêu cầu thực hiện
SIM800A_Event();
if (thuc_hien_lenh==1)
{
BANG_MA_LENH();
thuc_hien_lenh=0;
if(LENH_CHUCNANG==1) // Yêu cầu gửi kết quả nồng độ OXY trong nhà
{ lcd.setCursor(3,3);
lcd.print("YEU CAU GUI SMS");
oxygenData = Oxygen.ReadOxygenData(COLLECT_NUMBER);
SendMessage_OXY();
LENH_CHUCNANG=0;
}
if(LENH_CHUCNANG==2) // Yêu cầu thay đổi số điện thoại nhận cảnh báo
{
SDT=SDT_bis;
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("YEU CAU THAY DOI SDT");
lcd.setCursor(4,2);
lcd.print(SDT);
lcd.setCursor(4,3);
lcd.print("THANH CONG");
delay(10000);
LENH_CHUCNANG=0;
}
}
delay(100);
}

void SIM800A_Event()
{
while(SIM800A.available())
{
if(SIM800A.find("#"))
{
digitalWrite(13, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(13, LOW);
while (SIM800A.available())
{
char inChar=SIM800A.read();
SMS_Text[kytu++]=inChar;
if(inChar=="*")
{
thuc_hien_lenh=1;
return;
}
}
}
}
}

void BANG_MA_LENH()
{
if(!(strncmp(SMS_Text,"THONGTIN",7))){LENH_CHUCNANG=1;} // Đo nồng độ OXY
if(!(strncmp(SMS_Text,"0",1))) // Đổi số điện thoại nhận cảnh báo
{
if (strlen(SMS_Text)==11)
{
LENH_CHUCNANG=2;
strncpy(SDT_bis,SMS_Text,10);
}
}
}

void SendMessage()
{
SIM800A.println("AT+CMGF=1"); //Sets the GSM Module in Text Mode
delay(1000); // Delay of 1000 milli seconds or 1 second
SIM800A.println("AT+CMGS=\"" + SDT+ "\"\r"); // Replace x with mobile number
delay(1000);
SIM800A.println(Noi_dung_SMS);// The SMS text you want to send
delay(100);
SIM800A.println((char)26);// ASCII code of CTRL+Z
delay(1000);
}

void SendMessage_OXY()
{
String Oxy_display=String(oxygenData);
SIM800A.println("AT+CMGF=1"); //Sets the GSM Module in Text Mode
delay(1000); // Delay of 1000 milli seconds or 1 second
SIM800A.println("AT+CMGS=\"" + SDT+ "\"\r"); // Replace x with mobile number
delay(1000);
SIM800A.println("Nong do OXY: " + Oxy_display+ "%, Nhiet do: " + nhiet_do+ "C, Do am khong khi: " + do_am+ "%" "\"\r");// The SMS text you want to send
delay(100);
SIM800A.println((char)26);// ASCII code of CTRL+Z
delay(1000);
}

void FAN_ON()
{
digitalWrite(FAN, HIGH);
}

void FAN_OFF()
{
digitalWrite(FAN, LOW);
}

void OPEN_DOOR()
{
digitalWrite(DOOR, HIGH);
}

void CLOSE_DOOR()
{
digitalWrite(DOOR, LOW);
}
void Alarm_Buzzer(){
for(int j=1;j

Sản phẩm được phát triển trong khoảng thời gian: 6 tháng

Số người tham gia làm: 1

Sản phẩm có mặt trên thị trường hoặc đưa vào ứng dụng rộng rãi trong khoảng thời gian: Dưới 3 tháng

Phạm vi thị trường và ngành ứng dụng:

Giáo dục

Tiêu chí tự đánh giá sản phẩm ý tưởng dự thi

Tính sáng tạo, đổi mới và công nghệ:

Đây là hệ thống có tính năng mới của mà trên thị trường hiện nay chưa có sản phẩm nào có tính năng tương tự. Với hệ thống điều khiển tự động nhằm đảm bảo an toàn dưỡng khí trong một số không gian kín. Mạch được thết kế nhỏ gọn, có tính thẩm mỹ, hoạt động ổn định, sử dụng nguồn điện 12VDC nên rất an toàn đối với người sử dụng. Mạch được chế tạo từ các linh kiện đơn giản, dễ kiếm, một số linh kiện có thể tận dụng ở các đồ điện tử đã dùng nên giá thành hợp lý. Từ kết quả nghiên cứu của đề tài đã tạo ra được một công trình thực tế dựa trên đề xuất này nhằm giải quyết những nhu cầu thực tiễn của việc chống ngạt khí khi con người sinh hoạt và hoạt động trong một số không gian kín. Có thể mở rộng đề tài từ hai không gian kín là phòng kín Karaoke, phòng ngủ có không gian kín, nhà vui chơi cho trẻ em sang một số không gian kín khác như hầm mỏ, phòng làm việc dưới tầng hầm, cầu phao, trong không gian của xe ô tô, ... Nghiên cứu chế tạo hệ thống mạch điện tử có khả năng điều khiển tự động việc hỗ trợ chống nguy hiểm thiếu dưỡng khí trong một số không gian kín. Nghiên cứu chế tạo mạch điện đơn giản, có kích thước nhỏ gọn, dễ sử dụng, dễ lắp đặt, có giá thành hợp lý và có tính ứng dụng cao khi thực nghiệm cho một số không gian kín. Hệ thống phải có chức năng đo nồng độ oxy trong không gian kín cần lắp đặt, khi nồng độ oxy dưới 19% thì hệ thống sẽ tự động báo động bằng chuông, đèn và kèm theo việc gửi tin nhắn cho số điện thoại của người thân. Nếu nồng độ oxy tiếp tục giảm xuống dưới 18% thì hệ thống sẽ tự động mở cửa thoát khí nhằm giúp con người trong không gian kín đó thoát khỏi nguy hiểm thiếu dưỡng khí oxy và người có thể thoát ra vùng nguy hiểm nhờ cửa thoát hiểm này. Ngoài ra người nhà khi sử dụng số điện thoại kết nối với hệ thống có thể kiểm tra các thông tin nồng độ oxy, nhiệt độ và độ ẩm không khí khi cần thiết.

Tính ứng dụng:

Đề tài được nghiên cứu trong phạm vi kiến thức môn Sinh học, kiến thức lập trình trên nền tảng C/C++ và kỹ thuật mạch điện tử, và các kiến thức về Hóa học, Vật lý trong chương trình phổ thông. Đề tài nghiên cứu trong phạm vi một số không gian kín: - Phòng kín Karaoke. - Phòng ngủ có không gian kín. - Phòng vui chơi giải trí cho trẻ em (Nhà banh). - Các tòa nhà cao tầng, nhà hàng có không gian kín. Xây dưng mô hình ứng dụng có thể ứng dụng cao vào trong thực tiễn tại một số không gian kín như trên.

Tính hiệu quả:

Chế tạo hệ thống mạch điện tử có khả năng điều khiển tự động việc hỗ trợ chống nguy hiểm thiếu dưỡng khí trong một số không gian kín Chế tạo mạch điện đơn giản, có kích thước nhỏ gọn, dễ sử dụng, dễ lắp đặt, có giá thành hợp lý và có tính ứng dụng cao khi thực nghiệm cho một số không gian kín. Hệ thống phải có chức năng đo nồng độ oxy trong không gian kín cần lắp đặt, khi nồng độ oxy dưới 19% thì hệ thống sẽ tự động báo động bằng chuông, đèn và kèm theo việc gửi tin nhắn cho số điện thoại của người thân. Nếu nồng độ oxy tiếp tục giảm xuống dưới 18% thì hệ thống sẽ tự động mở cửa thoát khí nhằm giúp con người trong không gian kín đó thoát khỏi nguy hiểm thiếu dưỡng khí oxy và người có thể thoát ra vùng nguy hiểm nhờ cửa thoát hiểm này. Ngoài ra người nhà khi sử dụng số điện thoại kết nối với hệ thống có thể kiểm tra các thông tin nồng độ oxy, nhiệt độ và độ ẩm không khí khi cần thiết. - Nghiên cứu vai trò của dưỡng khí O2 trong việc đảm bảo sự sống của con người. - Nghiên cứu các nguyên nhân gây ra thiếu dưỡng khí O2. - Nghiên cứu của hệ quả con người có thể mắc phải khi bị thiếu dưỡng khí O2. - Chế tạo được một hệ thống giúp con người đảm bảo đủ lượng oxy cần thiết khi ở trong một số không gian kín. 1. Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết Nghiên cứu các kiến thức Sinh học, tài liệu về vấn đề liên quan đến hô hấp, vai trò của dưỡng khí, các phản ứng hóa học nguy hiểm dẫn đến thiếu dưỡng khi và tìm hiểu các công trình nghiên cứu khoa học có liên quan đến đề tài. Nghiên cứu các linh kiện điện tử, ngôn ngữ lập trình thông qua quá trình tìm tòi và giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn, người bảo trợ khoa học và các chuyên gia, ... Trực tiếp tiến hành tìm hiểu, đo đạc, phân tích các linh kiện. 2. Phương pháp thực nghiệm Đã tiến hành nghiên cứu về một số không gian kín có thể áp dụng được hệ thống mà nhóm đưa ra Tiến hành vẽ sơ đồ khối và tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống. Lắp ráp phần cứng đối với Arduino và thử nghiệm hệ thống trong không gian kín của mô hình. Xây dựng mô hình sản phẩm, lắp ráp mạch, chạy thử nghiệm sản phẩm trên mô hình.

Tiềm năng phát triển:

Từ kết quả nghiên cứu của đề tài đã tạo ra được một công trình thực tế dựa trên đề xuất này nhằm giải quyết những nhu cầu thực tiễn của việc chống ngạt khí khi con người sinh hoạt và hoạt động trong một số không gian kín. Có thể mở rộng đề tài từ hai không gian kín là phòng kín Karaoke, phòng ngủ có không gian kín, nhà vui chơi cho trẻ em sang một số không gian kín khác như hầm mỏ, phòng làm việc dưới tầng hầm, cầu phao, trong không gian của xe ô tô, ... Cũng như tạo ra hệ thống với cảm biến Cacbonic và các loại khí khác

Tài liệu mô tả kỹ thuật cơ bản và hướng dẫn sử dụng sản phẩm:

https://youtu.be/ghlAzxb7vAI