TÓM TẮT DỰ ÁN. 1. Mục đích dự án. Thiết kế thiết bị điện đa năng để nhằm đáp ứng cho các hoạt động giáo dục trong nhà trường ( học sinh, giáo viên tham gia các cuộc thi,giải toán qua mạng, IOE, GTTM) cấp trường, cụm , huyện; hội họp, tọa đàm, các buổi sinh hoạt dưới cờ,… Làm giá đặt máy chiếu. Kích hoạt mạng Wifi của nhà trường khi mất điện nhằm đảm bảo việc khai thác các thông tin trên các trang mạng một cách kịp thời. Phục vụ cho giáo viên dạy học bằng CNTT, đặc biệt là khi mất điện. Nguồn điện dự phòng sử dụng khi mất điện lưới có thể thắp sáng bóng điện (thầy, cô dùng trong mùa mưa bão), xạc điện thoại, máy tính, láp tốp, quạt điện, ti vi, dàn âm thanh … Sử dụng thiết bị điện đa năng không gây tiếng ồn ảnh hưởng đến các hoạt động trong nhà trường.
Trang 1PHÒNG GD-ĐT LỆ THỦY Trêng THCS TÂN THỦY -
-TÊN DỰ ÁN
THIẾT BỊ ĐIỆN ĐA NĂNG
HỖ TRỢ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC TRONG NHÀ TRƯỜNG
LĨNH VỰC: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Tác giả: Cao Văn Dương
Tháng 11/2015
Trang 2TÓM TẮT DỰ ÁN.
1 Mục đích dự án.
- Thiết kế thiết bị điện đa năng để nhằm đáp ứng cho các hoạt động giáo dục trong nhà trường ( học sinh, giáo viên tham gia các cuộc thi,giải toán qua mạng, IOE, GTTM) cấp trường, cụm , huyện; hội họp, tọa đàm, các buổi sinh hoạt dưới cờ,…
- Làm giá đặt máy chiếu
- Kích hoạt mạng Wifi của nhà trường khi mất điện nhằm đảm bảo việc khai thác các thông tin trên các trang mạng một cách kịp thời
- Phục vụ cho giáo viên dạy học bằng CNTT, đặc biệt là khi mất điện
- Nguồn điện dự phòng sử dụng khi mất điện lưới có thể thắp sáng bóng điện (thầy,
cô dùng trong mùa mưa bão), xạc điện thoại, máy tính, láp tốp, quạt điện, ti vi, dàn
âm thanh …
- Sử dụng thiết bị điện đa năng không gây tiếng ồn ảnh hưởng đến các hoạt động trong nhà trường
2 Trình tự thực hiện dự án.
Bước 1: Tìm hiểu thực trạng: những bất cập, khó khăn của học sinh khi tham gia các cuộc thi ( giải toán qua mạng, IOE, GTTM ); Giáo viên hội họp, tọa đàm, chào
cờ, văn nghệ; việc sử dụng điện khi điện lưới mất …
Bước 2: Nghiên cứu các giải pháp, phương án để khắc phục những bất cập đặt ra Bước 3: Chọn phương án khả thi nhất để tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện mô hình sản phẩm
Bước 4: Trình bày sản phẩm trong học sinh và giáo viên để nắm bắt kết quả bước đầu của sản phẩm
3 Dữ liệu và kết luận.
3.1 Thiết bị điện đa năng có cấu tạo:
* Chiều rộng của thiết bị: 35 - 40 cm
* Trọng lượng của thiết bị: 35 - 40 kg
* Chia làm 2 phần chính:
Trang 3- Phần chân đế: Đặt ổn áp, ắc quy, bộ kích điện, bộ xạc ắc quy
- Phần thân: Có 4 mặt (mặt A, B, C, D) dùng để lắp ổ cắm điện và dàn
âm thanh, trên cùng dùng để đặt máy chiếu, lắp bóng đèn
+ Ổ cắm cố định: 6 ổ
+ Ổ cắm di động ( dài 5 m ): 3 ổ
+ Bộ âm thanh (3 loa, 01 âm ly, 01 bộ micrô không dây, 01 micrô có dây )
( mỗi mặt 4 ổ cắm điện, 2 cố định, 1 di động )
+ Nguồn điện dự phòng có công suất: 1000W
3.2 Mô hình thiết bị đa năng.
với sản phẩm này khi tổ chức các cuộc thi (giải toán qua mạng, IOE, GTTM); Giáo viên hội họp, tọa đàm…cung cấp đủ nhu cầu sử dụng ổ cắm điện, nguồn điện luôn
Trang 4ổn định lại vừa thẩm mỹ Đồng thời còn sử dụng để đặt máy chiếu cho giáo viên dạy học; tích hợp dàn âm thanh dùng cho chào cờ, văn nghệ…;sử dụng nguồn điện
dự phòng để dạy học bằng CNTT, kích hoạt mạng Wifi khi mất điện lưới, xạc pin điện thoại, xạc pin máy tính xách tay, dùng bóng điện…
Sản phẩm của dự án cơ bản đã đáp ứng được những yêu cầu đề ra Hơn 80% thầy giáo, cô giáo và học sinh của trường khi được hỏi ý kiến về sản phẩm đều cho rằng sản phẩm sẽ khắc phục được những khó khăn về sử dụng thiết bị an toàn thẩm mỹ lại vừa sử dụng để đặt máy chiếu khi giảng dạy, sử dụng nguồn điện dự phòng khi mất điện lưới
GIỚI THIỆU DỰ ÁN
1 Lý do chọn dự án.
Trang 5Trước nhu cầu đòi hỏi ngày càng cao của xã hội về chất lượng giáo dục và đào tạo con người thời đại mới, hàng năm nhà trường đều tham gia nhiều cuộc thi do Phòng giáo dục, Sở giáo dục và Bộ giáo dục tổ chức
Khi tìm hiểu thực trạng ở nhà trường và một số trường lân cận qua các cuộc thi ( giải toán qua mạng, IOE, GTTM ); Các buổi sinh hoạt tập thể của giáo viên, học sinh và các buổi dạy học trên lớp khi mất điện lưới đột xuất đã ảnh hưởng không nhỏ đến các hoạt động trên, khi đó các thầy cô giáo phải dùng đến máy phát điện mất nhiều thời gian, gây tiếng ồn ảnh hưởng đến các hoạt động từ đó em đã nãy sinh ra ý tưởng làm thế nào để có một nguồn điện cung cấp kịp thời và không gây tiếng ồn cho các hoạt động ở trên
Học
sinh thi
IOE cấp
cụm năm học 2014-2015
Những ý tưởng của bản thân càng được khẳng định khi tiến hành việc điều tra
trong học sinh, giáo viên để tìm hiểu những khó khăn mà họ thường gặp có liên quan đến việc sử dụng điện trong các cuộc thi của học sinh và hội họp, tọa đàm của giáo viên, việc sử dụng điện trong mùa mưa bão khi mất điện lưới
Xuất phát từ thực trạng trên cùng với những ý kiến đề xuất của các thầy giáo, cô giáo và các bạn học sinh là động lực và cơ sở để em thực hiện nghiên cứu dự án:
“Thiết bị điện đa năng hỗ trợ hoạt động giáo dục trong nhà trường”
Trang 62 Mục đích
- Thiết kế thiết bị điện đa năng để nhằm đáp ứng cho học sinh tham gia các cuộc thi ( giải toán qua mạng, IOE, GTTM ); Giáo viên hội họp, tọa đàm…
- Dùng để đặt máy chiếu cho dạy học trên lớp và các buổi sinh hoạt khác
- Sử dụng dàn âm thanh khi chào cờ, văn nghệ …
- Cung cấp nguồn điện dự phòng phục vụ cho thầy, cô dạy học bằng CNTT, kích hoạt mạng Wifi khi mất điện lưới, thắp sáng bóng điện, xạc điện thoại, máy tính, láp tóp, quạt điện, ti vi, dàn âm thanh …
- Góp phần giáo dục cho các bạn học sinh ý thức sử dụng điện tiết kiệm
- Kích thích, phát huy tính sáng tạo tiềm ẩn trong mỗi một học sinh
3 Dự kiến kết quả.
- Việc sử dụng thiết bị điện đa năng trong các cuộc thi (giải toán qua mạng, IOE, GTTM) học sinh yên tâm vì nó đáp ứng được nhu cầu sử dụng, nguồn điện luôn ổn định, an toàn, thẩm mĩ
- Cung cấp ổ cắm điện cho thầy, cô sử dụng trong hội họp, tọạ đàm, giá đặt máy chiếu.Ngoài ra giáo viên còn sử dụng để dạy học bằng CNTT tiện lợi an toàn, trong trường hợp mất điện lưới có thể dùng nguồn điện dự phòng
- Khi mất điện lưới người dùng có thể dùng điện dự phòng để kích hoạt mạng Wifi, xạc pin điện thoại, xạc máy tính xách tay, dùng bóng điện, xem ti vi…
- Sử dụng dàn âm thanh khi chào cờ, hội họp, hoạt động giữa giờ…
- Để dự án có tính khả thi khi áp dụng vào thực tiễn thì thiết kế còn phải đảm bảo tính đơn giản dễ thực hiện, tính thẩm mỹ, độ bền, giá thành phù hợp, v.v…
PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM.
1 Phương pháp nghiên cứu.
Trang 7Để thực hiện dự án này, em đã sử dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu sau:
Phương pháp 1: “Phương pháp thâm nhập ngẫu nhiên”
Có nghĩa là em đã tiến thâm nhập thực tế một cách ngẫu nhiên (quan sát, nhận biết một cách ngẫu nhiên) để đi đến các kết luận
Phương pháp 2: “Phương pháp phát triển ý tưởng”
Em đã tiến hành dự án này với những khái niệm, ý tưởng đơn giản ban đầu, sau
đó em phát triển ý tưởng trong quá trình thực hiện, trong đó đặc biệt có một số vấn
đề phải trực tiếp nhờ đến sự hướng dẫn của giáo viên thì em mới có thể giải quyết được
Phương pháp 3: “Phương pháp mô hình hóa”
Em đã tiến hành dự án này theo cách:
- Tìm hiểu đối tượng;
- Xây dựng mô hình;
- Thực nghiệm;
- Phân tích;
- Đối chiếu kết quả
2 Nội dung thực hiện.
2.1 Tìm hiểu thực tế:
- Tìm hiểu thực tế về cấu tạo và kích thước của các loại thiết bị điện hiện nay
- Tìm hiểu cách thức làm một nguồn điện dự trữ đề phòng mất điện
có dây
vẽ ý
tưởng:
Trang 8Hình 1
- Để thiết kế thiết bị điện đa năng cần phải thiết kế trên bản vẽ ý tưởng
- Sàng lọc ý tưởng hợp lí, khoa học nhất để xây dựng bản vẽ kỹ thuật ( phần kết quả )
2.3 Tiến hành làm thử sản phẩm theo bản vẽ kỹ thuật.
- Chuẩn bị dụng cụ, vật liệu
+ Thân khung bằng hợp kim, các mặt được ốp tấm nhựa Alu, có chân bánh xe, tay kéo, giá đặt máy chiếu
+ 01 ổn áp điện một pha loại 1KVA ( ổn định điện năng 220V )
+ 01 ắc quy 12V
+ 01 bộ đổi điện (từ dòng điện xoay chiều sang dòng điện 1 chiều 12V dung để xạc ắc quy)
+ 01 bộ kích điện công suất 1000W ( từ dòng điện một chiều sang dòng điện xoay chiều 220V )
+ 02 cầu giao ngắt tự động ( Aptomat )
+ 6 ổ cắm ( loại âm )
+ 03 ổ cắm di động ( loại 5 m )
+ 01 phích cắm
+ 02 đui đèn ( ren vặn )
+ 02 bóng đèn led có công suất 5W/1 bóng ( tiết kiệm điện năng )
+ 10m dây dẫn một lõi 2,5 li ( đôi )
+ 05 m dây dẫn 2 li ( đôi )
+ 01 bộ âm thanh ( 3loa, 01 âm ly, 01 bộ micrô không dây, 01 bộ micrô có dây )
- Chuyển giao ý tưởng và bản vẽ kỹ thuật cho thợ cơ khí làm khung
- Đưa khung về lắp ráp thành sản phẩm
Trang 9- Khảo sát các tính năng cần đạt trên sản phẩm làm thử.
+ Hoạt động của các ổ cắm, bộ sạc Ắc quy, bộ âm thanh, bóng đèn
+ Công suất và thời gian sử dụng của dòng điện dự phòng
+ Độ bền của sản phẩm
+ Độ khó (dễ) của các thao tác chuyển đổi: dễ sử dụng
+ Tính thẩm mỹ của sản phẩm…
- Điều chỉnh những chi tiết chưa đảm bảo được những tính năng cần đạt
Những tính năng chưa đạt sẽ tiếp tục nghiên cứu để thay đổi thiết kế và tiến hành làm lại sản phẩm
- Hoàn thiện sản phẩm
3 Kết quả
*Cấu tạo của sản phẩn:
- Sản phẩm “Thiết bị điện đa năng hỗ trợ cho hoạt động giáo dục trong nhà trường” có nhiều tính năng vừa cung cấp ổ cắm điện cho các cuộc thi, hội hop, tọa đàm,… đảm bảo an toàn, thẩm mĩ Bên cạnh đó còn tích hợp một số ứng dụng khác như có giá đặt máy chiếu; bộ dàn âm thanh, bóng điện; có nguồn điện dự phòng khi mất điện
- Cấu tạo của sản phẩm đơn giản không phức tạp, nguyên vật liệu dễ tìm trên thị trường
- Sản phẩm tạo thành là một cấu trúc gồm: chân đế, thân
a) Phần đế:
- Phần chân đế sử dụng để đặt ổn áp 1KVA, bình ắc quy 12V, bộ kích điện 1000W,
bộ xạc ắc quy và dây nguồn
- Phía chân có hai bánh xe và hai trụ bằng hợp kim
Hì
nh 2
b)
Phần thân
Phần thân có hình khối hình chữ nhật nằm đứng, khung bằng hợp kim, bao quanh
4 bặt bằng chất liệu nhựa Alu, mỗi mặt được kí hiệu và gắn các thiết bị như sau:
- Mặt A: 02 cầu giao đóng mở; 02 ổ cắm cố định; bộ điều khiển âm thanh; 01 ăng ten; 01 tay cầm; đèn led báo hiệu
- Mặt B: 01 đèn led báo hiệu; 02 ổ cắm cố định; 02 loa; 02 ổ cắm dây di chuyển
Trang 10- Mặt C: cửa đóng mở để sửa chữa ( 01 đèn led báo hiệu, cổng ra, vào của dàn âm thanh, công tắc bóng đèn ) 01 tay cầm
- Mặt D: 02 ổ cắm cố định; 01 ổ cắm dây di chuyển; 1đèn led báo hiệu; 01 loa
* Trên cùng dùng để đặt ăng ten, 2 bóng đèn led và giá đặt máy chiếu
Hình 3
4 Nguyên tắc hoạt động:
4.1.Nguyên tắc hoạt động của thiết bị điện đa năng:
- Trường hợp 1: Có điện lưới
+ Cung cấp nguồn điện cho ổn áp (1KVA) điện áp được ổn định 220V
+ Đưa các ổ cắm điện di chuyển được đến người sử dụng (trường hợp người sử dụng ngồi xa thiết bị điện đa năng)
+ Bật aptomat K1 ( Lưu ý: Lúc này aptomat nguồn điện dự phòng ( K2) phải đóng) để cung cấp nguồn điện cho tất cả các ổ cắm và dàn âm thanh
- Trường hợp 2: Sử dụng nguồn điện dự phòng ( Điện lưới mất )
Trong lúc dạy học hoặc hội họp… đột ngột mất điện hoặc do bão, lụt không có điện thì chúng ta sử dụng nguồn điện dự phòng Cách thức hoạt động như sau: + Trước hết phải đóng aptomat ( K1)
+ Bật công tắc bộ kích điện ( điện từ ắc quy cung cấp điện cho bộ kích điện )
Trang 11+ Bật nguồn điện dự phòng ( K2 ) điện cung cấp nguồn điện cho tất cả các ổ cắm điện, bóng điện và dàn âm thanh…
Chú ý: Lúc này chỉ cung cấp cho những thiết bị có công suất dưới 1000W
4.2 Cách xạc bình ắc quy (12V)
- Mở nắp bình ắc quy
- Cực dương nguồn điện ( của bộ xạc ) nối với cực dương bình ắc quy, tương tự cực âm ( của bộ xạc ) sẽ nối vào cực âm bình ắc quy như - hình 5
- Khởi động công tắc cung cấp nguồn điện cho bộ xạc ắc quy ( chuyển từ dòng điện xoay chiều 220V xuống dòng điện 1 chiều 12 V )
- Thời gian xạc khoảng từ 6 đến 10 tiếng
( Lưu ý: Thời gian xạc kéo dài nên chúng ta tranh thủ xạc vào ban đêm từ 19h đến
6 giờ sáng Vì đây là nguồn điện dự phòng nên bình ắc quy luôn luôn được tích điện đầy)
Hình 5
5.1 Những vướng mắc:
+Thiết bị làm sản phẩm có sẳn trên thị trường tốt và bền đẹp nhưng do kinh phí hạn hẹp nên em chỉ tận dụng một số thiết bị cũ, như ổn áp, âm ly, loa…
5.2 Hạn chế:
Do nghiên cứu chỉ dừng lại ở việc xây dựng sản phẩm mang tính chất là nghiên cứu, học tập chưa đầu tư thời gian củng như kinh phí nên tích hợp một số thiết bị chưa hiệu quả như bộ phận loa có công suất còn thấp, phần thu sóng còn gần, Thiết
bị ổn áp công suất còn hạn chế nên cũng ảnh hưởng phần nào trong ứng dụng thực tiễn
6 KẾT LUẬN:
6.1 Hiệu quả dự án mang lại:
Trang 12- Sau khi trình bày ý tưởng và giới thiệu sản phẩm “Thiết bị điện đa năng” thì 80% thầy, cô giáo và học sinh được hỏi ý kiến đều đồng ý rằng: Sản phẩm tạo thành sẽ khắc phục được những khó khăn, nhu cầu của học sinh giáo viên khi hoạt động dạy và học theo CNTT
- Đặc biệt là đáp ứng nhu cầu dùng ổ cắm điện cho các cuộc thi cho học sinh, hội họp, tọa đàm… cho giáo viên
- Đảm bảo hoạt động dạy học bằng CNTT đặc biệt là khi mất điện
- Trong mùa bão lụt đáp ứng nguồn điện có thời hạn cho giáo viên và học sinh trong việc dạy và học cho một số thiết bị điện dưới công suất 1000W
6.2 Ứng dụng:
- Sản phẩm hoàn thiện sẽ đưa vào phục vụ dạy và học, phục vụ các cuộc thi và các hoạt động khác trong các trường học
- Tính khả thi của sản phẩm khi áp dụng vào thực tiễn là khá cao bởi:
+ Thiết kế đơn giản, dễ thực hiện;
+ Tính hiệu quả khá cao: Đáp ứng nhu cầu sử dụng ổ điện trong các cuộc thi, hội họp, tọa đàm; đáp ứng nhu cầu trong việc dạy học bằng CNTT đặc biệt là khi mất điện; kích hoạt mạng Wifi, sử dụng dàn âm thanh trong các buổi hội họp, tọa đàm, chào cờ…; có nguồn điện dự phòng để dùng khi mất điện
+ Giá thành sản phẩm theo khảo sát là khá hợp lý
7 TÀI LIỆU THAM KHẢO:
- Các dự án nghiên cứu khoa học kỹ thuật về ổ cắm điện đã có
- Sách giáo khoa công nghệ 8, sách Vật lý 8, 9
- Mẫu các loại ổ điện, ổn áp, ắc quy, bộ kích điện hiện có trên mạng internet
- Các công văn quy định về cách sử dụng điện
Trang 13LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu dự án“Thiết bị điện đa năng hỗ trợ cho hoạt động giáo dục trong nhà trường” là một quá trình được tiến hành qua nhiều công đoạn Để hoàn thành
dự án bên cạnh sự nỗ lực của bản thân đã vận dụng những kiến thức tiếp thu được ở trường, tìm tòi nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến đề tài, em luôn nhận được
sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của các thầy cô cùng với những lời động viên khuyến khích từ phía gia đình, bạn bè trong những lúc em gặp khó khăn
Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu nhà trường cùng với các thầy giáo
cô giáo đã hướng dẫn em và tạo mọi điều kiện thuận lợi và là nguồn động lực quan trọng để em hoàn thành tốt dự án này
Lần đầu tiên thực hiện một đề tài nghiên cứu, với thời gian và khả năng còn hạn chế, đề tài không thể tránh khỏi những hạn chế Em rất mong nhận được sự góp
ý chân tình từ các thầy cô, các bạn, hội đồng khoa học của nhà trường và phòng
GD & ĐT Lệ Thủy
Em xin chân thành cảm ơn!
Trang 14Xác nhận của BGH nhà trường
Hiệu trưởng
Hoàng Minh Cường