Hai học sinh cấp 3 chế tạo thành công máy thu gom nông sản tự động

Mô hình máy điều khiển tự động thu gom nông sản trên sân phơi" của Thực và Nguyên đã vinh dự đoạt giải Nhất cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học, năm học 2018- 2019 (khu vực phía Nam) được tổ chức tại trường Đại học Tôn Đức Thắng tháng 3/2019.

Chiếc máy đa năng

Những ngày đầu tháng 4, Ninh Thuận bắt đầu bước vào mùa nắng nóng gay gắt, nhiệt độ từ 32 – 35 độ C. Nhiệt độ nắng nóng cũng gây ảnh hưởng nhiều đến các hoạt động sản xuất nông nghiệp của bà con nông dân.

Thấu hiểu được những vất vả của người nông dân quanh năm tay lấm chân bùn dưới đồng ruộng, đến khi thu hoạch phải "gánh" thêm sự nhọc nhằn, tốn nhiều thời gian và sức lực, hai cậu học trò Nguyễn Hữu Thực và Trần Hoàng Nguyên, học sinh lớp 11C4, Trường THPT Trường Chinh (huyện Ninh Sơn, tỉnh Ninh Thuận) cùng bàn bạc ý tưởng và lấy cảm hứng từ chiếc máy hút bụi trong nhà, chế tạo chiếc máy thu gom nông sản điều khiển tự động.

Em Nguyễn Hữu Thực đang chỉnh lại máy để chuẩn bị cho máy chạy thử. (Ảnh: Duy Quan).

Chiếc máy hoạt động sẽ giúp bà con thu gom, đóng gói nông sản nhanh chóng, tiện lợi, tiết kiệm công sức, thời gian và không ảnh hưởng đến sức khỏe.

Ngày 3/4, PV báo Người Đưa Tin đã ghé thăm trường THPT Trường Chinh. Được sự giới thiệu của thầy Bùi Chí Cang, Phó hiệu trưởng nhà trường, PV được gặp hai tác giả của chiếc máy đặc biệt này.

Thầy Cang cho biết, Thực và Nguyên có chung niềm đam mê nghiên cứu, sáng tạo về máy móc, kỹ thuật điện tử, nên ngoài giờ học, hai em thường cùng tìm hiểu, nghiên cứu qua sách vở kỹ thuật. Từ đó thành ý tưởng và cùng thiết kế, chế tạo ra sản phẩm máy điều khiển tự động thu gom nông sản trên sân phơi, với mong muốn đóng góp việc làm có ích cho cuộc sống cộng đồng từ những kiến thức đã được học.

Thạc sĩ Nguyễn Trần Thái Vũ đang hỗ trợ Thực và Nguyên kiểm tra lại máy trước khi cho khởi động. (Ảnh: Duy Quan).

Khoe sản phẩm của mình vừa đạt giải cao trong cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia, em Nguyên chia sẻ: "Ý tưởng để các em chế tạo chiếc máy điều khiển tự động thu gom nông sản này bắt nguồn từ câu chuyện mỗi lần đi học về, em thường đi ngang qua các sân phơi lúa trong thôn và chứng kiến hình ảnh người nông dân 11 - 12h trưa dưới cái nắng nóng oi bức. Khi trời tắt nắng thì cào lúa dồn lại thành đống, rồi xúc từng thúng lúa dồn vào bao chở về nhà rất cực nhọc. Vừa mất thời gian, vừa tốn nhiều chi phí thuê nhân công để thu gom nông sản, ảnh hưởng đáng kể đến thu nhập của nông dân".

Được sự giúp đỡ của thạc sĩ Nguyễn Trần Thái Vũ, giáo viên dạy bộ môn Vật lý nhà trường, hai em bắt đầu phác thảo thiết kế hình dáng sản phẩm cơ bản, cùng với việc hoàn thành nguyên lý kỹ thuật vận hành máy trên giấy và tìm mua phụ kiện để lắp ráp sản phẩm.

Sau 3 tháng "vật lộn", đến tháng 9/2018, sản phẩm chính thức hoàn thành và chạy thử nghiệm.

Chia sẻ với PV về nguyên tắc hoạt động của máy, em Thực phấn khởi nói: "Khi máy hoạt động tại sân phơi, hệ thống hai chổi quét được lắp đặt ở điểm tiếp xúc với lúa, ngô đang phơi sẽ thu gom và đẩy lúa, ngô lên khoang chứa, tiếp đó, các gàu múc được gắn trên băng chuyền của máy tiếp nhận nông sản rồi nâng lên độ cao nhất định và trút vào máng dẫn; lúa, ngô theo máng rơi vào bao thông qua giá treo bao đã được lắp vào vị trí ngay bên dưới máng dẫn".

Em Thực cho biết thêm, khi nông sản chứa trong bao đạt đến một trọng lượng nhất định sẽ tạo ra một lực đủ để nén lên hệ thống băng chuyền tải đẩy bao chứa nén lên công tắc làm ngắt mạch điện, coi như nông sản đã được đóng đủ vào bao. Lúc này, hệ thống chổi quét và hệ thống băng chuyền tải nông sản ngừng hoạt động theo đúng quy trình kỹ thuật.

Sau đó hai giây, động cơ của hệ thống băng chuyền sẽ đẩy bao chứa nông sản ra phía sau và đi qua hệ thống máy may đang hoạt động để máy may phần đầu bao. Cùng với thời gian máy may hoạt động, động cơ băng chuyền bao chứa tiếp tục hoạt động để dẫn bao chứa mới đến vị trí sẵn sàng tiếp nhận ngay phía dưới của máng dẫn.

Chiếc máy đang chạy thử nghiệm để thu nông sản trên sân phơi. (Ảnh: Duy Quan).

Khi giai đoạn may bao kết thúc, bao chứa nông sản rời băng chuyền thì công tắc đồng thời đóng mạch kích hoạt hệ thống quét và băng chuyển tải hoạt động trở lại theo quy trình. Quy trình này được lặp đi lặp lại cho đến khi máy di chuyển đến vị trí dừng lại cuối sân phơi.

Nhờ có lắp đặt một cảm biến tự động để xác định khoảng cánh khoảng hơn 1 mét đối với các vật cản trên đường máy di chuyển và điểm kết thúc ở phần đầu của máy, nên khi máy di chuyển đến gần cuối sân phơi và nằm đúng khoảng cách đã được lập trình, cảm biến khoảng cách sẽ hoạt động điều khiển dừng toàn bộ hoạt động của máy. Đồng thời cung cấp tín hiệu để chiếc còi hoạt động, báo hiệu kết thúc công việc.

"Tuột" cơ hội đi thi quốc tế

Năm học 2018 - 2019, nhà trường cho vận hành thử nghiệm và chọn đưa sản phẩm đi dự cuộc thi khoa học kỹ thuật cấp tỉnh học sinh THPT vào tháng 11/2018 và đạt giải ba.

Tại cuộc thi này, ban giám khảo đánh giá cao sản phẩm và xác định sản phẩm có thể đoạt giải tại các kỳ thi cao hơn, nên ban giám khảo đóng góp thêm một số ý kiến để cải tiến về kỹ thuật ở cấp độ cao hơn với quy trình khép kín và hoàn toàn điều khiển tự động bằng lập trình như: "quét nông sản - thu gom - nâng - đổ - cân - may miệng bao – đẩy bao thành phẩm - máy di chuyển tự động".

Em Thực và Nguyên đã vinh dự đạt giải Nhất cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học, năm học 2018- 2019 (khu vực phía Nam). (Ảnh: Duy Quan).

Để hai cậu học trò này hoàn thành việc chế tạo, ban Giám hiệu nhà trường đã tài trợ cho Thực và Nguyên số tiền 10 triệu đồng để mua một số thiết bị quan trọng như: Bo mạch điện tử điều khiển điều khiển tự động; đổi bộ phận chuyển động của máy, hệ thống lập trình cho máy khi di chuyển từ 3-5 m về phía trước (tùy theo kích thước dài, rộng của sân phơi)….

Sau 3 tháng nghiên cứu, khắc phục các khiếm khuyết máy điều khiển tự động thu gom nông sản trên sân phơi được hoàn thiện và được chọn tham gia cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học, năm học 2018 - 2019 (khu vực phía nam) được tổ chức tại trường đại học Tôn Đức Thắng (TP.HCM) từ ngày 16 đến 19/-2019 với sự tham gia của 34 trường THPT các tỉnh, thành phố và hai trường đại học, với 294 sản phẩm dự thi ở 20 lĩnh vực.

Em Trần Hoàng Nguyên đang thiết kế lại máy cho hoàn thiện hơn. (Ảnh: Duy Quan).

Trong cuộc thi này, có 11 sản phẩm dự thi đoạt giải nhất từng lĩnh vực. Sản phẩm "Mô hình máy điều khiển tự động thu gom nông sản trên sân phơi" của hai em Nguyễn Hữu Thực và Trần Hoàng Nguyên đoạt giải Nhất, được Bộ trưởng bộ Giáo dục và Đào tạo tặng bằng khen.

Thạc sĩ Nguyễn Trần Thái Vũ cho biết: "Sau khi kết thúc cuộc thi cấp quốc gia, mô hình máy điều khiển tự động thu gom nông sản trên sân phơi cũng được ban tổ chức tuyển chọn để tham gia cuộc thi quốc tế. Tuy nhiên, tại cuộc thi này đòi hỏi các em thuyết trình sản phẩm hoàn toàn bằng tiếng Anh, trong lúc hai em chưa chuẩn bị kịp, nên từ chối tham gia".

Với thành tích đạt được, hai em sẽ được tuyển thẳng vào các trường đại học Bách khoa; trường đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM. Đây vừa là niềm tự hào của trường THPT Trường Chinh, vừa là vinh dự đối với hai em, đồng thời là động lực thúc đẩy phong trào sáng tạo trong học đường ngày cang lan tỏa sâu rộng.

Thầy Bùi Chí Cang, Phó hiệu trưởng nhà trường bộc bạch: "Mong rằng, sản phẩm của hai em Thực và Nguyên được các cấp, các ngành quan tâm đầu tư chế tạo, đưa vào phục vụ cho lợi ích cộng đồng trong thời gian tới. Bởi, sản phẩm rất cần thiết đối với một tỉnh thuần nông như Ninh Thuận".