Thực trạng có nhiều phụ huynh chú tâm nhiều vào việc làm kinh tế, thường xuyên đi công tác xa không có nhiều thời gian quản lý quá trình học tập của con tại nhà. Với những học sinh ý thức học tập chưa cao thì thời gian học tập ở nhà phần nhiều dành cho chơi game, tụ tập bạn bè... Tình trạng cứ diễn ra thường xuyên, lực học ngày càng giảm, học sinh không có hứng thú làm việc với sách vở. Đây là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng học sinh nghiện game, chơi những trò không phù hợp với độ tuổi... gây ảnh hưởng lớn đến việc học tập.
Trang 1CHUYÊN ĐỀ: BÀN HỌC THÔNG MINH
MỤC LỤC
PHẦN I: MỞ ĐẦU 4
4 Những điểm mới của đề tài: 6
5 Nội dung nghiên cứu: 7
6 Đối tượng nghiên cứu: 8
7 Phương pháp nghiên cứu: 8
7.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 8
7.2 Phương pháp điều tra 8
7.3 Phương pháp thảo luận 8
7.4 Phương pháp quan sát 8
7.5 Phương pháp kiểm tra đánh giá 9
8 Kế hoạch nghiên cứu: 9
PHẦN II NỘI DUNG 10
1.Nội dung lý thuyết 10
1.1 Ý tưởng kỹ thuật 10
1.2 Cấu tạo bàn học 10
1.3 Các thiết bị sử dụng trong sản phẩm 11
2 Trang bị của mạch điện 17
3 Sơ đồ nguyên lý 18
3.1 Sơ đồ nguyên lý của mạch chuyển động bàn học 18
3.2 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đèn bàn 20
4 Nguyên lý làm việc 21
4.1 Mạch điều khiển 1: 21
4.2 Mạch điều khiển 2 21
4.3 Mạch điều khiển 3 21
4.4 Nguyên lý làm việc hệ thống đèn bàn 22
5 Hướng dẫn sử dụng 23
6 Các bước thực hiện 23
6.1 Mạch điều khiển 1 24
6.2 Mạch điều khiển 2 25
6.3 Mạch điều khiển 3 25
6.4 Mạch động lực 26
6.5 Sơ đồ lắp đặt mạch đèn bàn 26
6.6 Sơ đồ lắp đặt hệ thống camera 27
7 Kết quả thực hiện 28
7.1 Hệ thống bàn học 28
7.2 Hệ thống đèn học 29
7.3 Hệ thống Camera 29
Trang 2PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 31
1.Kết luận 31
2 Kiến nghị 31
3 Hướng phát triển của đề tài 31
TÀI LIỆU THAM KHẢO 32
Trang 3Các từ viết tắt
Trang 4PHẦN I: MỞ ĐẦU
1 Lý do chọn đề tài
1.1 Nguyên nhân bệnh về mắt, cột sống của học sinh.
Bệnh Cận thị đang ngày càng trở nên phổ biến và gây ra nhiều gánh nặng cho gia đình và xã hội Theo các thống kê khác nhau, ở nước ta tỷ lệ cận thị khoảng 20-60% tùy theo độ tuổi và tùy khu vực thành thị hay nông thôn, trong
đó ước tính có gần 3 triệu trẻ em độ tuổi 0-15 tuổi mắc các tật khúc xạ cần được chỉnh kính, trong đó tỷ lệ cận thị chiếm 2 phần 3
Bệnh Cận thị làm cho không nhìn thấy vật ở xa và gây nhiều tác hại như: hạn chế sự phát triển toàn diện, kết quả học tập do mắt chóng bị mỏi, do nhìn bảng không rõ, viết và đọc chậm; dễ bị tai nạn trong lao động Có rất nhiều nguyên nhân gây ra cận thị của học sinh nhưng một trong những nguyên nhân chính đó là các bạn học sinh ngồi học để mắt quá gần với sách vở, chỗ học luôn thiếu ánh sáng tự nhiên
Trang 51.2 Thực trạng sử dụng nguồn sáng tại góc học tập
Nguồn sáng của góc học tập là rất quan trọng Nhiều gia đình đã bố trí góc học tập của các em ở nơi thiếu ánh sáng tự nhiên, ánh sáng chỉ đạt từ 80-120 lux thấp hơn rất nhiều so với chuẩn quy định về ánh sáng học đường Ngược lại
có nhiều góc học tập đã đủ ánh sáng tự nhiên hoặc nguồn sáng đã dư thừa nhưng bóng đèn vẫn được thắp sáng gây lãng phí về điện năng cho gia đình và xã hội
1.3 Nguyên nhân tác động đến lực học của học sinh
Thực trạng có nhiều phụ huynh chú tâm nhiều vào việc làm kinh tế, thường xuyên đi công tác xa không có nhiều thời gian quản lý quá trình học tập của con tại nhà Với những học sinh ý thức học tập chưa cao thì thời gian học tập ở nhà phần nhiều dành cho chơi game, tụ tập bạn bè Tình trạng cứ diễn ra thường xuyên, lực học ngày càng giảm, học sinh không có hứng thú làm việc với sách vở Đây là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng học sinh nghiện game, chơi những trò không phù hợp với độ tuổi gây ảnh hưởng lớn đến việc học tập
1.4 Các tiêu chuẩn của Bộ y tế
Qua tìm hiểu ngoài thực tế trong cùng một lớp học chiều cao của học sinh phát triển không đồng đều, các em đã được trang bị bàn học đạt chuẩn của Bộ y
tế đưa ra là: Lớp lá: Ghế cao 30 cm, bàn cao 50 cm (cỡ 2) Tiểu học: Ghế cao 33
cm, bàn cao 55 cm (cỡ 3); hoặc ghế cao 38 cm, bàn cao 61 cm (cỡ 4) Trung học
cơ sở: Cỡ 4; hoặc ghế cao 44 cm, bàn cao 64cm (cỡ 5) Như vậy, nếu học sinh quá thấp ngồi với bàn học quá cao để khoảng cách từ mắt tới mặt bàn không đạt yêu cầu của Bộ y tế đưa ra là từ 25-30 cm gây ra hiện tượng cận thị của học sinh Học sinh quá cao ngồi với bàn thấp, học sinh viết bài góc cúi của đầu so với phương thẳng đứng không đạt 25 độ gây ra bị cong vẹo cột sống Theo tiêu chuẩn chiếu sáng học đường và thống nhất áp dụng hệ thống chiếu sáng hợp chuẩn TCVN 7114: 2002 mới nhất do Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành, trong đó quy định ánh sáng chuẩn phải đạt mức quy định từ 300 – 500 lux
Xuất phát từ những lý do trên chúng em lựa chọn đề tài “Bàn học thông minh” nhằm giải quyết học sinh ngồi học sai tư thế, kết hợp hệ thống đèn báo tín hiệu không an toàn kèm theo lời nhắc “Hãy ngồi đúng tư thế” giúp các em
có ý thức để sửa lại tư thế ngồi học Đề tài “Bàn học thông minh” còn là một
giải pháp để điều chỉnh mặt bàn phù hợp với từng vóc dáng của học sinh Học
Trang 6sinh ngồi học cao quá so với mặt bàn, khoảng cách từ mắt tới bàn học quá xa hoặc quá thấp so với mặt bàn đã có hệ thống điều chỉnh mặt bàn tăng lên hoặc thấp xuống để có tư thế ngồi học đạt chuẩn
Đề tài “Bàn học thông minh” còn giải quyết được vấn đề sử dụng lãng
phí điện tại góc học tập của mình Hệ thống điện tự động tắt khi không có học sinh ngồi học, tự động bật lên khi có học sinh ngồi học và thiếu ánh sáng
Để giúp cha mẹ học sinh trao đổi, giúp đỡ qúa trình học tập của con,
“Bàn học thông minh” được trang bị hệ thống camera kết nối với máy tính
hoặc điện thoại thông minh Bố mẹ không ở nhà nhưng chỉ qua điện thoại, hoặc máy tính đã biết con có ngồi vào bàn học không, trong quá trình học con có làm việc riêng hay không Ngoài ra thông qua hệ thống Camera bố mẹ có thể tư vấn thêm cho con những câu hỏi, bài tập khó qua máy tính và điện thoại thông minh
Từ việc quản lý được giờ học tập của con ở nhà mà bố mẹ đưa ra lời khen khuyến khích con học tập hoặc có những biện pháp kịp thời để con đạt kết quả cao trong học tập
2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Nghiên cứu tiến hành đề tài giúp chúng em bước đầu làm quen với các phương pháp nghiên cứu khoa học và vận dụng kiến thức vào cuộc sống
- Sản phẩm của đề tài“Bàn học thông minh” chưa có trên thị trường, có
ứng dụng thực tiễn cao
3 Mục tiêu nghiên cứu :
Tạo ra sản phẩm “Bàn học thông minh” có tác dụng như sau:
- Giảm tỷ lệ các tật về mắt, cong vẹo cột sống khi ngồi học không đúng tư
thế đối với học sinh, đặc biệt ở lứa tuổi học sinh Tiểu học và THCS
- Tiết kiệm điện năng khi sử dụng, góp phần bảo vệ môi trường sống
- Quản lý thời gian học tập của con ở tại nhà
- Bố mẹ có thể hướng dẫn con trả lời câu hỏi, bài tập khó qua máy tính hoặc điện thoại thông minh
4 Những điểm mới của đề tài:
- Ý tưởng chế tạo bàn học thông minh có tính sáng tạo.
Trang 7- Các giải pháp để chế tạo sản phẩm là phù hợp và có thể nhân rộng để chế tạo số lượng lớn.
- Sản phẩm của đề tài có tính năng:
a Tự động điều chỉnh nâng lên hay hạ xuống phù hợp với vóc dáng của học sinh
b Điều chỉnh bằng tay mặt bàn lên hay xuống theo vóc dáng của học sinh bằng hệ thống nút ấn
c Có đèn báo khi khoảng cách từ mắt tới mặt bàn không đạt chuẩn (khoảng cách từ 25-30cm), sau 5 phút nếu học sinh không thay đổi tư thế ngồi học cho an
toàn về mắt, có lời nhắc nhở: “Hãy ngồi đúng tư thế”.
d Hệ thống đèn học tự động như: Có học sinh ngồi học, thiếu ánh sáng => đèn tự động bật sáng; Không có học sinh ngồi, thiếu ánh sáng => đèn không sáng
e Hệ thống camera quản lý thời gian con học tại nhà đồng thời có thể hướng dẫn con trả lời câu hỏi, bài tập khó qua máy tính hoặc điện thoại thông minh
5 Nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu tỷ lệ cận thị của học sinh đặc biệt ở lứa tuổi học sinh TH và THCS
- Nghiên cứu một số nguyên nhân gây ra cận thị và cong vẹo cột sống của học sinh
- Nghiên cứu lĩnh vực cơ khí tạo ra mô hình bàn học của học sinh
- Nghiên cứu môn công nghệ lớp 8
- Nghiên nguyên lý hoạt động của bàn học, của mạch tự động điều khiển đèn của bàn học
- Nghiên cứu nguyên lý làm việc của hệ thống camera giám sát
- Nghiên cứu sơ đồ lắp ráp của mạch điện
- Thực hiện việc lắp ráp trên mô hình và theo dõi kiểm tra, phân tích kết quả
Trang 86 Đối tượng nghiên cứu:
- Nghiên cứu về các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm
- Nghiên cứu về các giải pháp chế tạo sản phẩm
- Nghiên cứu về các giải pháp tiết kiệm điện.
- Nghiên cứu các ứng dụng công nghệ điều khiển tự động
7 Phương pháp nghiên cứu:
7.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Đọc và nghiên cứu tài liệu, giáo trình về điện, điện tử, công dụng và ứng dụng của các thiết bị phục vụ cho đề tài nghiên cứu Nghiên cứu về những sản phẩm hoặc những nghiên cứu đã có liên quan đến đề tài
7.2 Phương pháp điều tra
- Tìm hiểu nguyên nhân gây các tật khúc xạ về mắt, nguyên nhân gây ra
cong vẹo cột sống của học sinh và có cách phòng tránh trong phạm vi trường học
- Tìm hiểu các giải pháp tiết kiệm điện và chương trình phát động cuộc thi tiết kiệm điện của ngành điện lực
- Tìm hiểu thực trạng việc sử dụng điện trong góc học tập của học sinh.
7.3 Phương pháp thảo luận
- Trao đổi với giáo viên hướng dẫn và đề xuất ý tưởng của đề tài
- Thảo luận về cách thiết kế mô hình
- Tìm hiểu về nguyên lý làm việc, cách lắp đặt của thiết bị điện – điện tử
- Thảo luận về cách thiết kế sơ đồ nguyên lý và sơ đồ lắp đặt
- Trao đổi về cách lắp đặt hệ thống điện
Trang 97.5 Phương pháp kiểm tra đánh giá
- Khi thực hiện đề tài trên mô hình, khảo sát kết quả, so sánh đánh giá việc
sử dụng điện hiệu quả trên mô hình với việc sử dụng điện trong thực tế trường học và trong góc học tập ở tại nhà
- Đánh giá được ý thức, chất lượng học tập của học sinh
8 Kế hoạch nghiên cứu:
Quá trình nghiên cứu đề tài: “Bàn học thông minh” chia thành bốn giai
đoạn nghiên cứu như sau:
- Giai đoạn 1: Điều tra, thảo luận nhóm và đưa ra ý tưởng
- Giai đoạn 2: Nghiên cứu lý thuyết, tìm hiểu tác dụng của các linh kiện điện tử, thiết bị điện công nghiệp phục vụ đề tài Thiết kế mạch
- Giai đoạn 3: Thực hiện lắp ráp mạch điện trên mô hình, hoạt động thử nghiệm, sửa chữa và hiệu chỉnh mạch điện
- Giai đoạn 4: Thực hiện viết tóm tắt, báo cáo đề tài
Trang 10PHẦN II NỘI DUNG
1.Nội dung lý thuyết
1.1 Ý tưởng kỹ thuật
Bàn học thông minh phải có những tính năng sau:
- Có hệ thống điều chỉnh nâng lên hay hạ xuống phù hợp với vóc dáng của học sinh với hai chế độ tư động và bằng tay
- Có đèn báo khi khoảng cách từ mắt tới mặt bàn không đạt chuẩn (khoảng cách từ 25-30cm), sau 5 phút nếu học sinh không thay đổi tư thế ngồi
học cho an toàn về mắt, có lời nhắc nhở: “Hãy ngồi đúng tư thế”.
- Có hệ thống đèn học tự động bật sáng khi học sinh ngồi
- Hệ thống camera giúp phụ huynh quản lý thời gian con học tại nhà đồng thời có thể hướng dẫn con trả lời câu hỏi, bài tập khó qua máy tính hoặc điện thoại thông minh
1.2 Cấu tạo bàn học
H1 Cấu tạo bàn học
Trang 11Cấu tạo bàn học gồm:
1: Cảm biến 1 5: Động cơ điện một chiều
2: Cảm biến 2 6: Trục nâng, hạ bàn, truyền động xích
1.3.1 Rơ le thời gian
H3 Hình dạng Rơ le thời gian
Trang 12Có cuộn dây chân 2-7 Tiếp điểm thường mở 8-5, tiếp điểm thường đóng
mở chậm 8-6
1.3.2 Rơ le trung gian
H4 Hình dạng Rơ le trung gianLoại 14 chân, cuộn dây chân 13-14, tiếp điểm thường đóng chân 1-9, 2-
10, 3-11,4-12 Tiếp điểm thường mở 5-9, 6-10,7-11, 8-12
1.3.3 Công tắc hành trình
Trang 13H6 Hình dạng của điện trở trong thiết bị điện tử.
H7 Ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ nguyên lý.
1.3.5 Quang trở
Trang 14- Kí hiệu
Cds
- Quang trở là loại điện trở thụ động không có lớp chuyển tiếp PN
- Giá trị điện trở phụ thuộc vào cường độ ánh sáng: ánh sáng lớn thì R nhỏ, ánh sáng nhỏ thì R lớn
- Cách đo kiểm tra: dùng ĐHVN để thang đo điện trở đo 2 chân Cds rồi thay đổi cường độ ánh sáng chiếu vào Cds nếu giá trị R thay đổi theo cường độ ánh sáng thì Cds còn tốt
1.3.6 Biến trở
- Là loại R có thể thay đổi được giá trị trong một khoảng nào đó
H8 Hình dạng biến trở
- Kí hiệu: VR VR
- Cách đo kiểm tra: Dùng ĐHVN để thang đo điện trở(X100, X1K) đo
2 chân ngoài của biến trở để đo điện trở cố định Dời 1 trong 2 que đo vào chân giữa rồi từ từ xoay trục điều khiển theo chiều kim đồng hồ và ngược lại nếu:
+ Kim đồng hồ lên xuống 1 cách từ từ thì VR còn tốt
+ Nếu kim đứng im hoặc nảy vạch thì biến trở bị mòn hoặc tiếp xúc không
tốt
1.3.7 Tụ điện
- Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động vv…
Trang 161.3.9 Hề thống Camera
Hình 11 Hình ảnh hệ thống camera
Trang 17- Quan sát 24/24 ngay cả trong bóng tối
- Lưu trữ lại dữ liệu từ 1 tuần đến 3 tháng, có thể xem lại khi nào bạn muốn
- Xem qua mạng internet ở bất kỳ đâu bằng máy tính, điện thoại di động
2 Trang bị của mạch điện
Trang 19H14 Sơ đồ điều khiển bàn nâng lên hoặc hạ xuống bằng tay
3.1.4 Mạch động lực
Trang 20H 15 Sơ đồ mạch động lực chuyển động bàn học
3.2 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đèn bàn
H16 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đèn bàn
Trang 21Trường hợp 2 Học sinh ngồi học, đầu của học sinh giữa vị trí đặt 2
cảm biến CB1 và CB2
Tiếp điểm CB2 đóng sau một khoảng thời gian được chỉnh định trên RTH2, tiếp điểm TH2(9-11) mở, TH2(21-23) đóng động cơ không hoạt động và mặt bàn đứng im
Trường hợp 3 Học sinh ngồi học, đầu của học sinh cao hơn vị trí đặt
2 cảm biến CB1 và CB2
Đồng thời cả hai cảm biến 1 và 2 đều đóng, sau một khoảng thời gian được chỉnh định trên RTH1, RTH2 các tiếp điểm TH1(1-9) TH2(9-11) mở cuộn dây RTG1 không được cấp nguồn điện Tiếp điểm TH1(1-21) TH2(21-23) đóng cấp nguồn điện cho RTG2, bên mạch động lực tiếp điểm TG2 (6-8),(14-16) đóng cấp nguồn điện cho động cơ quay theo chiều ngược và nâng mặt bàn đi lên động cơ quay theo chiều ngược nâng mặt bàn lên được
4.2 Mạch điều khiển 2.
-Học sinh ngồi học: Tư thế ngồi học đúng, khoảng cách từ mắt tới mặt bàn
an toàn => bàn có tác dụng như một bàn học thông thường
-Học sinh ngồi học: tư thế ngồi học không đúng, khoảng cách từ mắt đến mặt bàn nếu nhỏ hơn 25-30cm có đèn cảnh báo khoảng cách không an toàn, sau khoảng thời gian 5 phút được chỉnh định bằng rơ le thời gian 3 có lời nhắc
“Hãy ngồi đúng tư thế”
Trang 22Ấn M1 (1-3) RTG3 có điện, tiếp điểm thường đóng của TG3 của mạch điểu khiển 1, mạch điều khiển 3 mở khống chế không cho Rơ le TG1, TG2, TG4
có điện Bên mạch động lực TG3(18-20) (26-28) đóng động cơ quay theo chiều thuận muốn dừng động cơ không ấn M1
Học sinh cao so với mặt bàn => điều khiển mặt bàn nâng lên
Ấn M2(1-15) RTG4 có điện, tiếp điểm thường đóng của TG4 của mạch điểu khiển 1, mạch điều khiển 3 mở khống chế không cho Rơ le TG1, TG2, TG3
có điện Mạch động lực tiếp điểm TG4 (22-24) (30-32) đóng động cơ quay theo chiều ngược muốn dừng động cơ không ấn M2
H 17 Có học sinh ngồi học, đủ ánh sáng tự nhiên => đèn không sáng
Trường hợp 2: Có học sinh ngồi học, không đủ ánh sáng tự nhiên =>
đèn sáng
Cds1 có giá trị lớn →UCds1(H) → UBEQ1(H) → Q1 mở → UCQ1 (L) → UBE
Q2 (H) → Q2 mở → UCQ2 (H) → UBEQ3 (H) → Q3 mở → có I qua cuộn dây RL
→ tiếp điểm RL đóng → đèn được cấp nguồn → đèn sáng
Trang 23H 18 Có học sinh ngồi học, không đủ ánh sáng tự nhiên => đèn sáng
Trường hợp 3: Không có học sinh ngồi học => đèn không sáng
- Không để sách vở che cảm biến 3
- Không để vật che cảm biến 1,2,4
6 Các bước thực hiện
- Bước 1 Nghiên cứu sơ đồ nguyên lý
- Bước 2 Thiết kế sơ đồ lắp đặt
Trang 246.1 Mạch điều khiển 1
H 19 Sơ đồ lắp đặt mạch bàn tự động nâng lên hay hạ xuống.
