nghien cuu khoa hoc thcs binh chanh 2018 (1)

4 Dự án có liên quan đến một số yêu cầu sau đây cần sự phê duyệt của Hội đồng thẩm định: Con người Động vật có xương sống Tác nhân sinh học nguy hiểm Vi sinh vật rDNA Mô 5 Các thủ tục

ĐỀ TÀI:

ỦY BAN NHÂN DÂN HUYỆN BÌNH CHÁNH

TRƯỜNG THCS BÌNH CHÁNH

NĂM HỌC

2018-2019

GIÁO VIÊN: NGUYỄN TẤN MINH

HỌC SINH: NGUYỄN HỒNG SONG THUYÊN LẠI TẤN HÙNG

TỜ KHAI NGƯỜI BẢO TRỢ

Họ và tên học sinh: NGUYỄN HOÀNG SONG THUYÊN và LẠI TẤN HÙNG

Tên dự án: MÁY RÓT NƯỚC TỰ ĐỘNG

1) Tôi đã tìm hiểu hướng dẫn và thể lệ của Cuộc thi.

2) Tôi đã xem xét Bảng kiểm của học sinh và Kế hoạch nghiên cứu.

3) Tôi đã cùng làm việc với học sinh và chúng tôi đã thảo luận về những rủi ro trong dự án.

4) Dự án có liên quan đến một số yêu cầu sau đây cần sự phê duyệt của Hội đồng thẩm định:

Con người

Động vật có xương sống

Tác nhân sinh học nguy hiểm

Vi sinh vật rDNA Mô 5) Các thủ tục đòi hỏi phải hoàn thành cho dự án

Bảng kiểm cho người hướng dẫn (1)

Bảng kiểm dành cho học sinh (1A)

Kế hoạch nghiên cứu Phiếu phê duyệt dự án Phiếu Cơ quan nghiên cứu có kiểm soát (Nếu có, sau khi hoàn thành thí nghiệm)

Phiếu dự án tiếp tục (Nếu có)

6) Các phiếu khác theo yêu cầu nếu dự án liên quan đến một số nội dung sau:

Con người (Yêu cầu sự phê duyệt trước của Hội đồng thẩm định)

Phiếu người tham gia (4)

Phiếu cho phép thông tin về con người (Nếu có)

Phiếu xác nhận của nhà khoa học chuyên ngành (2) (Nếu có)

Động vật có xương sống (Yêu cầu sự phê duyệt trước)

Phiếu động vật có xương sống (5A) (Thực hiện ở trường/nhà/cơ sở nghiên cứu thực tế)

Phiếu động vật có xương sống (5B) (Thực hiện tại cơ quan nghiên cứu có kiểm soát)

Phiếu xác nhận của nhà khoa học chuyên ngành (2) (Nếu có)

Tác nhân sinh học nguy hiểm (Yêu cầu sự phê duyệt trước của Hội đồng thẩm định)

Phiếu đánh giá rủi ro của tác nhân sinh học nguy hiểm (6A)

Phiếu sử dụng mô người và động vật có xương sống (6B) (Cùng phiếu 6A khi dự án có sử dụng

mô tươi hay đông lạnh, tế bào gốc, máu, sản phẩm từ máu và dịch cơ thể).

Phiếu xác nhận của nhà khoa học chuyên ngành (2) (Nếu có)

Phiếu đánh giá rủi ro (3) (Yêu cầu cho tất cả các dự án sử dụng sinh vật đơn bào; vi sinh vật; phân

bón; nhiên liệu; phân hủy cấu trúc thực vật…)

Hóa chất, hoạt động và thiết bị nguy hiểm (Không yêu cầu sự phê duyệt trước)

Phiếu đánh giá rủi ro (3)

Phiếu xác của nhà khoa học chuyên ngành (2) (Yêu cầu đối với các dự án sử dụng chất bị kiểm

soát theo luật về ma túy, nếu có)

Bình Chánh, Ngày 6 tháng 11 năm 2018

Người bảo trợ Điện thoại/Email

0926711923/ minhphuc701@gmail.com

NGUYỄN TẤN MINH

TỜ KHAI DÀNH CHO HỌC SINH

1) a Họ và tên học sinh/nhóm trưởng: NGUYỄN HOÀNG SONG THUYÊN Lớp: 9/2.

Email:songthuyen153@gmial.com Điện thoại: 0937674656.

b Thành viên trong nhóm: LẠI TẤN HÙNG Lớp: 9/7.

2) Tên dự án: MÁY RÓT NƯỚC TỰ ĐỘNG.

3) Trường: THCS BÌNH CHÁNH Điện thoại: 02837606420.

Địa chỉ: B15/8 Ấp 2 xã Bình Chánh, huyện Bình Chánh, Tp.HCM.

Huyện: Bình Chánh.Tỉnh/Thành phố: Tp Hồ Chí Minh.

4) Người bảo trợ: NGUYỄN TẤN MINH

Điện thoại/email: 0926711923/minhphuc701@gmail.com

5) Dự án này có tiếp tục từ năm trước không? Có Không

Nếu có:

a) Đính kèm Tóm tắt và Kế hoạch nghiên cứu của năm trước

b) Giải thích sự khác và mới của dự án này so với năm trước trong Phiếu dự án tiếp tục (7) 6) Năm nay, thí nghiệm/thu thập số liệu trong khoảng thời gian: (Phải nêu rõ ngày/tháng/năm)

Ngày bắt đầu:18/5/2018 Ngày kết thúc: 30/10/2018

7) Bạn sẽ tiến hành thí nghiệm ở đâu? (Đánh dấu tất cả những nơi thích hợp)

Cơ quan nghiên cứu Trường học Thực địa Ở nhà Nơi khác……….

8) Liêt kê tên và địa chỉ của tất cả những nơi làm việc ngoài nhà trường: không a) Tên đơn vị: ………

Địa chỉ: ………

Điện thoại: ………

b) Tên đơn vị: ……….

Địa chỉ: ………

Điện thoại: ……… 9)  Kế hoạch nghiên cứu kèm theo

10)  Bản tóm tắt dự án sau khi thí nghiệm kèm theo

Bình Chánh, Ngày 06 tháng 11 năm 2018

Nhóm trưởng

NGUYỂN HOÀNG SONG THUYÊN

PHIẾU PHÊ DUYỆT DỰ ÁN (1B)

(Yêu cầu đối với mỗi học sinh, kể cả thành viên của nhóm)

1) Học sinh và cha mẹ học sinh

a) Sự thừa nhận của học sinh:

- Tôi hiểu sự rủi ro và nguy hiểm có thể xảy ra trong Kế hoạch nghiên cứu được đề xuất.

- Tôi đã đọc Quy chế của Cuộc thi và sẽ tuân theo mọi quy định trong quá trình nghiên cứu.

- Tôi đã đọc và tuân thủ tuyên ngôn về đạo đức sau đây:

Gian lận khoa học và hành vi sai trái không được cho phép ở mọi nghiên cứu hay cuộc thi.

Những hành vi đó bao gồm đạo văn, giả mạo, sử dụng hoặc trình bày công trình của người khác như của mình, bịa đặt số liệu Những dự án gian lận sẽ không được tham dự ở tất cả các cuộc thi.

Tên học sinh: NGUYỄN HOÀNG SONG THUYÊN Chữ kí: ……….Ngày: 06/11/2018

b) Sự cho phép của bố mẹ/người bảo trợ: Tôi đã đọc và hiểu rõ những rủi ro và nguy hiểm có thể

xảy ra trong Kế hoạch nghiên cứu Tôi cho phép con tôi tham gia vào nghiên cứu này.

Tên bố mẹ/người bảo trợ: NGUYỄN TẤN MINH Chữ kí:……… Ngày: 06/11/2018

2) Hội đồng khoa học của địa phương hoặc cuộc thi (Ký vào 2a hoặc 2b cho phù hợp)

3) Hội đồng thẩm định của Cuộc thi (Yêu cầu đối với mọi dự án)

a) Đối với các dự án đòi hỏi sự chấp thuận

bởi Hội đồng khoa học trước khi thực nghiệm:

(Con người, động vật có xương sống, tác nhân sinh học nguy hiểm)

Hội đồng khoa học đã nghiên cứu kỹ Kế

hoạch nghiên cứu của dự án và tất cả các

phiếu theo yêu cầu Chữ kí của tôi biểu thị sự

chấp thuận Kế hoạch nghiên cứu trước khi học

sinh bắt đầu thực nghiệm.

Ngày: ………

Chủ tịch

Họ và tên:………

b) Đối với các nghiên cứu không có sự chấp thuận trước của Hội đồng khoa học:

Dự án này đã được thực hiện tại cơ quan nghiên cứu (không phải ở nhà và ở trường), đã được xem xét và cho phép bởi hội đồng cơ quan trước khi thí nghiệm và phù hợp với Quy định của Cuộc thi (Kèm theo mẫu 1C đã được

cơ quan phê duyệt) Ngày: ……… Chủ tịch

Họ và tên:………

ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

ĐỀ TÀI: MÁY RÓT NƯỚC TỰ ĐỘNG

-A Lí do chọn đề tài:

Như chúng ta đã biết cuộc sống luôn vận động và phát triển, khoa học công nghệ củng vậy Ở nhiều khu du lịch sang trọng có rất nhiều thiết bị hiện đại hoạt động tự động nhưng đắc tiền: như vòi nước tự động, máy sấy kho tay … mỗi khi đi du khi về nhà ta vẫn luôn ao ước nhà mình có những thiết bị như vậy

Một chiếc bình nước 15k mỗi ngày chúng ta dùng phải ấn nút thì nước mới chảy ra làm thế nào để có thể kết nối nó vối một hệ thống và làm nó hoạt động tự động, tự rót nước khi ta đưa ly vào, mực nước trong ly vừa đủ không để tràn nước ra ngoài?

B Câu hỏi nghiên cứu;

Vấn đề nghiên cứu: Máy rót nước tự động

Giả thuyết khoa học: Thay nút nhấn trên máy rót nước bằng hệ thống rót nước tự động

C Thiết kế và phương pháp nghiên cứu

Mô tả tiến trình:

Bước 1: Bàn bạc ý tưởng, thống nhất ý tưởng, chọn đề tài

Bước 2: Lên kế hoạch (thiết kế bản vẽ chi tiết)

Bước 3: Lên dự toán mua nguyên vật liệu và trình Ban Giám Hiệu duyệt kế hoạch và bản dự toán

Bước 4: Tiến hành thực hiện nghiên cứu, thử nghiệm Bước 5: Viết báo cáo cho vấn đề nghiên cứu đã áp dụng

Thiết kế thí nghiệm:

MÔ HÌNH MÁY RÓT NƯỚC TỰ ĐỘNG

I Một số linh kiện liên quan đến mô hình.

1 Mạch điều khiển trung tâm ( Arduino Uno R3).

Arduino thật ra là một bo mạch vi xử lý được dùng để lập trình tương tác với các thiết bị phần cứng như cảm biến, động cơ, đèn hoặc các thiết bị khác Đặc điểm nổi bật của Arduino là môi trường phát triển ứng dụng cực kỳ dễ sử dụng, với một ngôn ngữ lập trình có thể học một cách nhanh chóng ngay cả với người ít am hiểu về điện tử và lập trình

Và điều làm nên hiện tượng Arduino chính là mức giá rất thấp và tính chất nguồn

mở từ phần cứng tới phần mềm

Arduino Uno là sử dụng chip Atmega328 Nó có 14 chân digital I/O, 6 chân đầu vào (input) analog, thạch anh dao động 16Mhz

Một số thông số kỹ thuật như sau :

Điện áp đầu vào (input) (kiến 7-12V

nghị ) Điện áp đầu vào(giới hạn) 6-20V

Số chân Digital I/O 14 (có 6 chân điều chế độ rộng xung PWM)

Số chân Analog (Input ) 6

DC Current per I/O Pin 40 mA

DC Current for 3.3V Pin 50 mA

Flash Memory 32KB (ATmega328) với 0.5KB sử dụng

bootloader

EEPROM 1 KB (ATmega328)

Nguồn  cho Arduino

 Arduino UNO R3 có thể được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB hoặc cấp nguồn ngoài thông qua Adaptor với điện áp khuyên dùng là 7-12V DC và giới hạn là 6-20V Thường thì nên cấp nguồn bằng pin 9V là hợp lý nhất nếu bạn không có sẵn nguồn từ cổng USB Nếu cấp nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn như trên sẽ làm hỏng Arduino UNO R3

 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 Nó có thể luôn là 5V Chú ý vậy bạn không được lấy nguồn 5V từ chân này để sử dụng bởi chức năng của nó không phải là cấp nguồn

 RESET: Khi 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

Các chân vào ra của Arduino Uno R3:

 Arduino UNO R3 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)

 Arduino UNO R3 có 6 chân analog

Một số chân digital và analog 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 có thể nói 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 (giá trị từ 0 → 28-1 tương ứng với 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

Lập trình cho Arduino: các thiết bị dựa trên nền tảng Arduino được lập trình bằng ngôn riêng Ngôn ngữ này dựa trên ngôn ngữ Wiring được viết cho phần cứng nói

Và Wiring lại là một biến thể của C/C++ Một số người gọi nó là Wiring, một số khác thì gọi là C hay C/C++ Ngôn ngữ Arduino bắt nguồn từ C/C++ phổ biến hiện nay do

đó rất dễ học, dễ hiểu

2 Cảm biến khoảng cách HC-SR05:

Cảm biến khoảng cách siêu âm HC-SR05 được sử dụng rất phổ biến để xác định khoảng cách vì RẺ và CHÍNH XÁC Cảm biến sử dụng sóng siêu âm và có thể đo khoảng cách trong khoảng từ 2 -> 300 cm, với độ chính xác gần như chỉ phụ thuộc vào cách lập trình

Cảm biến HC-SR04 có 4 chân là: Vcc, Trig, Echo, GND.

Trig Một chân Digital output Echo Một chân Digital input

Thông số kỹ thuật:

 Điện áp hoạt động: 5VDC

 Dòng cấp: < 2mA

 Góc quét:<15 độ

 Tín hiệu: TTL

 Phát hiện vật cản trong khoảng: 3-120cm

 Kích thước: 43mm x 20mm x 17mm

Ở đây dùng cảm biến khoảng cách HC-SR04 để đo khoảng các từ ly nước tới đầu thu tính hiệu của cảm biến, nếu nằm trong khu vực qui định thì sẽ truyền thông tin về Arduino.

3 Module Relay:

Rơ-le là một công tắc (khóa K) Nhưng khác với công tắc ở một chỗ cơ bản, rơ-le

được kích hoạt bằng điện thay vì dùng tay người Chính vì lẽ đó, rơ-le được dùng làm

công tắc điện tử! Vì rơ-le là một công tắc nên nó có 2 trạng thái: đóng và mở.

Thông số kỹ thuật:

 10A - 250VAC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của rơ-le với hiệu điện thế <= 250V (AC) là 10A.

 10A - 30VDC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của rơ-le với hiệu điện thế <= 30V (DC) là 10A.

 10A - 125VAC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của rơ-le với hiệu điện thế <= 125V (AC) là 10A.

 10A - 28VDC: Cường độ dòng điện tối đa qua các tiếp điểm của rơ-le với hiệu điện thế <= 28V (DC) là 10A.

 SRD-05VDC-SL-C: Hiện điện thế kích tối ưu là 5V.

Cách sử dụng:

 Rơ-le bình thường gồm có 6 chân Trong đó có 3 chân để kích, 3 chân còn lại nối với đồ dùng điện công suất cao.

Chân dùng để kích

 +: cấp hiệu điện thế kích tối ưu vào chân này.

 - : Nối với cực âm

 S: chân tín hiệu, tùy vào loại module rơ-le mà nó sẽ làm nhiệm vụ kích rơ-le

 Nếu bạn đang dùng module rơ-le kích ở mức cao và chân S bạn cấp điện thế dương vào thì module rơ-le của bạn sẽ được kích, ngược lại thì không.

 Tương tự với module rơ-le kích ở mức thấp.

Chân còn lại nối với đồ dùng điện công suất cao:

 COM: chân nối với 1 chân bất kỳ của đồ dùng điện, nhưng mình khuyên bạn nên mắc vào đây chân lửa (nóng) nếu dùng hiệu điện thế xoay chiều và cực dương nếu là hiệu điện một chiều.

 ON hoặc NO: chân này bạn sẽ nối với chân lửa (nóng) nếu dùng điện xoay chiều và cực dương của nguồn nếu dòng điện một chiều.

 OFF hoặc NC: chân này bạn sẽ nối chân lạnh (trung hòa) nếu dùng điện xoay chiều và cực

âm của nguồn nếu dùng điện một chiều.

Ở đây dùng Role để kích bật hặc tắt máy bơm.

4 Máy bơm mini.

Thông số kỹ thuật:

Máy bơm mini 3-5V DC

Giá bán: 35.000 VND

Thông số kỹ thuật:

- Điện Áp: 3 - 5V DC

- Dòng : 300mA

- Kích Thước: 23x43mm

- Đầu Hút Nước Vào: 5mm

- Đầu Nước Ra:

   + Đầu Chui 45mm    + Đầu Bao Ngoài: 75mm

Thuật toán và sơ đồ nguyên lý của mô hình:

1. Thuật toán điều khiển:

2. Sơ đồ nguyên lý của mô hình:

- Xác định những rủi ro tiềm năng và những cảnh báo an toàn cần thiết: không

D Tiến hành nghiên cứu:

- Trình bày tiến trình nghiên cứu: 1 máy rót nước được tạo ra từ mạch Arduino

và 1 máy bơm mini, 1 cảm biến siêu âm, 1 bình nước lọc, dây nối

Nguyên lý hoạt động của máy rót nước: khi tay người đưa ly nước vào khu vực thu song của cảm biến siêu âm thì tín hiệu truyền về Arduino ra lệnh cho máy bơm hoạt động

- Kiểm tra mô hình thiết kế: Mô hình đã được kiểm tra và thử nghiệm tại trường THCS Bình Chánh