1. Trang Chủ
  2. Năng lượng
  3. Bài dự thi Hội thi sáng tạo kỹ thuật Trần Đại Nghĩa: Giải pháp tái sử dụng nguồn năng lượng dư thừa làm đèn tiết kiệm năng lượng góp phần bảo vệ môi trường

Bài dự thi Hội thi sáng tạo kỹ thuật Trần Đại Nghĩa: Giải pháp tái sử dụng nguồn năng lượng dư thừa làm đèn tiết kiệm năng lượng góp phần bảo vệ môi trường

Nội dung bài dự thi trình bày nhằm góp phần trong việc bảo vệ môi trường, sử dụng năng lượng một cách tiết kiệm, tác giả đã có ý tưởng tái sử dụng các nguồn năng lượng dư thừa và rác thải để chế tạo các sản phẩm phục vụ đời sống con người mà chủ yếu là chế tạo các loại đèn Led. Sự kết hợp này vừa mang lại lợi ích về kinh tế, vừa phát huy được khả năng sáng tạo trong việc thiết kế đèn, vừa góp phần bảo vệ môi trường đồng thời có thể triển khai mở rộng cho học sinh bậc trung học. 1 2 MỤC LỤC MỤC L

Thể loại Tài liệu miễn phí Năng lượng

Số trang 32

Ngày tạo 9/16/2019 8:59:46 AM +00:00

Loại tệp DOCX

Kích thước 1.85 M

Tên tệp

Tải Bài dự thi Hội thi sáng tạo kỹ thuật Trần Đại Nghĩ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. 1
  2. 2
  3. MỤC LỤC MỤC LỤC ....................................................................................................... ............ 1 PHIẾU ĐĂNG KÝ DỰ THI........................................................................  2 BẢN TÓM TẮT GIẢI PHÁP DỰ THI......................................................... 4 BẢN TOÀN VĂN GIẢI PHÁP DỰ THI...................................................... 8 1. Tên giải pháp.................................................................................................... 8 2. Các giải pháp kỹ thuật đã có............................................................................ 8 3. Bản chất kỹ thuật của giải pháp dự thi............................................................ 9      3.1. Nguyên lý các vấn đề kỹ thuật được đặt ra............................................. 10 3.1.1. Kiến thức mạch điện một chiều...................................................... 11     3.1.2. Các thông số linh kiện..................................................................... 11        3.1.3. Sơ đồ mạch tổng quát...................................................................... 11        3.1.4. Tính điện trở cho led ...................................................................... 12      3.2. Mô tả chi tiết............................................................................................ 13 3.2.1. Quy trình (phương pháp)................................................................ 13 3.2.2. Cơ cấu............................................................................................. 17 3.2.3. Về chất liệu..................................................................................... 18 3.2.4. Tuyền truyền ý thức bảo vệ môi trường......................................... 19 4. Hiệu quả đạt được của giải pháp..................................................................... 23 4.1. Các địa điểm đã triển khai thực nghiệm............................................ 23 3
  4. 4.2. Hiệu quả về mặt kinh tế..................................................................... 23 4.3. Hiệu quả về mặt kỹ thuật................................................................... 24 4.4. Hiệu quả về mặt xã hội...................................................................... 24 5. Kết luận............................................................................................................. 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 26 PHỤ LỤC 1.......................................................................................................... 27 PHỤ LỤC 2.......................................................................................................... 28 PHỤ LỤC 3.......................................................................................................... 29 4
  5. BẢN TÓM TẮT GIẢI PHÁP DỰ THI 1. Tên giải pháp dự  thi:  “Tái sử  dụng nguồn năng lượng dư  thừa làm đèn tiết  kiệm năng lượng, góp phần bảo vệ môi trường”. 2. Mô tả giải pháp kỹ thuật đã biết Theo tìm hiểu của tác giả, trong nước chưa có cá nhân, nhóm tác giả nào công bố  đề  tài về việc tái sử dụng cục (cốc) sạc điện thoại cũ hay pin laptop cũ cho việc chế  tạo đèn. Diễn đàn mạng cũng có nhiều web hướng dẫn chế  tạo đèn siêu sáng từ  pin  laptop cũ, tuy nhiên các web này cũng chỉ dừng lại ở năm vấn đề: ­ Sử dụng cell pin laptop mắc (nối tiếp 3 pin x 4 dãy song song) x 2 tương đương  nguồn 12V, hạn chế là cần một mạch sạc 3S cho 12V với kích thước gấp 4 mạch sạc  1S hay sạc ngoài đều gây khó khăn cho việc thiết kế không gian đèn. ­ Sử dụng bóng đèn đã thành phẩm (12V, 20W): các loại này đều có bán trên thị  trường nhưng đắt tiền hơn cá nhân tự thiết kế, đặc biệt là không phát huy niềm đam mê  và khả năng sáng tạo của người làm.  (nguồn : https://www.youtube.com/watch?v=uXnaH8OohRQ&t=27s                 hay https://www.youtube.com/watch?v=dsQf6VasCKg) ­ Sử dụng pin cũ làm sạc dự phòng: chưa đáp ứng được vấn đề tác giả đưa ra. (Nguồn: https://www.youtube.com/watch?v=eRcv3KETLiA ,                Hay https://www.youtube.com/watch?v=4OHbshlxunA ...) ­ Chế đèn pin siêu sáng từ pin laptop cũ trên đèn đã hỏng: cũng hạn chế khả năng  sáng tạo của người làm. (Nguồn: https://www.youtube.com/watch?v=xjrzSUK0otI... ) ­ Tái sử dụng cục (cốc) sạc điện thoại cũ: chưa có tác giả, bài viết nào đề  cập  đến việc tái sử dụng cục sạc. 3. Tính mới, tính sáng tạo ­ Tái sử  dụng các nguồn chuyển đổi điện , nguồn năng lượng dư  thừa: cục sạc   điện thoại cũ, cell pin laptop hoặc sạc dự phòng, pin điện thoại. ­ Sử dụng đèn led tiết kiện năng lượng: các led từ type 1,2m đã hỏng. 5
  6. ­ Tận dụng các vật dụng  phế  thải:  ống nhựa, chai thủy tinh, ly nhựa, muỗng   nhựa. ­ Phát huy khả năng sáng tạo: thiết kế kiểu dáng. ­ Góp phần bảo vệ môi trường: tái sử dụng rác thải nhựa khó phân hủy, rác thải  điện tử có nhiều kim loại nặng gây ô nhiễm môi trường nước và đất. ­ Giáo dục học sinh có ý thức bảo vệ môi trường: học sinh biết tái sử  dụng các  vật dụng dư, cũ làm các vật dụng yêu thích; biết thu gom rác thải nguy hiểm để  xử  lý  đúng quy định. ­ Khắc phục được hạn chế của các giải pháp đã biết:    Sử  dụng nguồn mắc song song có điện áp 3,7 V; dùng mạch sạc nhỏ  gọn để  thiết kế  trong không gian khá hẹp, khi đó có thể  sạc từ  cục sạc dành cho các  thiết bị smart phone có hệ điều hành android.  Tự thiết kế kiểu dáng đèn theo ý tưởng sáng tạo cá nhân từ led 5mm và  các bóng led của type 1,2m đã hỏng nguồn cấp.   Sử dụng cục sạc điện thoại trong thiết kế đèn.   Truyền cảm hứng cho học sinh, giúp các em trải nghiệm để  gắn kết  giữa lý thuyết và thực tiễn, trong đó lồng ghép vào việc giáo dục ý thức bảo vệ  môi   trường sống; góp phần đổi mới phương pháp trong việc dạy và học trong giai đoạn   hiện nay. 4. Khả năng áp dụng Tác giả  có một buổi tập huấn cho các em học sinh lớp 9 trường THCS Nguyễn  Trường Tộ  phường 2 TP Vĩnh Long để  các em được trải nghiệm sáng tạo. Các em tự  thiết kế kiểu dáng đèn từ các vật dụng rác thải: ly nước nhựa, que kem, muỗng nhựa,   ống hút nhựa.Tác giả chỉ dừng lại ở mức độ các em kết hợp cục sạc cũ với bóng led để  tạo sản phẩm theo ý thích.  Kết quả, các em đã tự  làm một đèn trang trí sử  dụng cục   sạc điện thoại cũ, đèn led với kiểu dáng yêu thích của từng nhóm. Trong thời gian tới   (sau khi hoàn thành Hội thi sáng tạo Trần Đại Nghĩa) tác giả sẽ nhân rộng cho học sinh   6
  7. yêu thích tái chế ở các huyện, thị và ở cấp THPT. Với cấp THPT tác giả sẽ hướng dẫn  các em học sinh tái sử dụng  pin laptop, pin điện thoại cũ để thiết kế đèn. 5. Hiệu quả đạt được a. Kinh tế Qua thời gian gần 5 năm kể  từ  lúc hình thành ý tưởng, tác giả  bắt đầu từ  việc  thiết kế các đèn đơn giản là sử dụng cục sạc điện thoại với led 5mm,  hiện tại chuyển  sang giai đoạn thiết kế theo hướng sáng tạo, kiểu dáng độc và lạ, dùng cell pin laptop  hoặc pin điện thoại kết hợp với led 5mm hoặc nhân của các type led 1,2m. Khi thiết kế,   dựa vào những vật liệu phế  thải từ  đó mới tạo hình cho sản phẩm. Hiện nay đã làm  trên 20 sản phẩm, tất cả các sản phẩm đều: o Tận dụng nguồn năng lượng dư thừa và phần lớn các vật dụng phế thải.  o Sản phẩm dự  thi có giá thành rẻ  hơn đèn sạc led Comet CRL3103S, dù cả  hai  đều có cùng một số  chức năng, kiểu dáng tương tự; riêng các sản phẩm khác có thể  không có bán trên thị trường. o Chiết tính giá thành của sản phẩm dự thi (không tính đến công thực hiện):   9 thanh led (mỗi thanh 4 chip led) được cắt từ type 1,2m đã hỏng nguồn cấp.  Chân đèn: cổ xoay ăng ten đã hỏng.  Chụp đèn: ống mực máy in siêu tốc.  Đế gắn các thanh led: ống nhựa  34 (8cm) dư thừa.  2 cell pin laptop cũ tổng dung lượng 4.800mAh.  1 mạch sạc 1S android:  15.000 đ.  1 công tắc:   6.000 đ.  1 chiết áp 10K:    5.000 đ  Tổng kinh phí:  26.000 đ Đèn sạc led Comet CRL3103S có giá 179.000đ có chức năng tương tự  nhưng có   thêm sạc bằng năng lượng mặt trời (nguồn lazada). b. Kỹ thuật  Đơn giản, dễ thiết kế. 7
  8.  Ứng dụng mạch điện một chiều để mắc mạch điện cho đèn.  Tiết kiệm được năng lượng.  Tự do sáng tạo kiểu dáng.  Đã tập huấn kỹ thuật cho học sinh trường THCS Nguyễn Trường Tộ.  Thông số kỹ thuật:  TT Thông số Sản phẩm của tác  Comet CRL3103S giả 1 Công suất tiêu thụ tối đa 9 x 4 x 0,2 W = 7,2W 20 x 0,5= 10W 2  Dung lượng pin 4.800 mAh 1.600 mAh 3 Thời gian sạc đầy 2,5h 12­15h 4 Thời gian sử dụng  2.5h – 25h 1­25h c. Xã hội  Giáo dục ý thức sử  dụng tiết kiệm năng lượng, bảo vệ  môi trường sống,  môi trường học tập cho học sinh : học sinh biết tính nguy hại của rác thải nhựa và rác   thải điện tử; biết cách tái chế để sử dụng, biết thu gom để tiêu hủy đúng quy định.  Truyền cảm hứng sáng tạo, đam mê nghiên cứu khoa học cho học sinh : học  sinh tự làm được các sản phẩm theo ý thích, các em tiếp tục truyền cảm hứng cho bạn   để cùng nhau làm các sản phẩm mang tính sáng tạo và độc đáo hơn.  Góp phần đổi mới phương pháp trong dạy học: tạo sự  yêu thích môn học,  góp phần nâng cao chất lượng bộ môn và chất lượng chung của nhà trường.  Gắn kết giữa lý thuyết với thực tiễn: học sinh vận dụng kiến thức môn vật  lý vào để tạo ra sản phẩm, giúp học sinh hiểu rõ về bản chất vật lý của vấn đề, có sự  khác biệt giữa lý thuyết với thực tiễn Tác giả        Lê Hoàng Ân 8
  9. 9
  10. BẢN TOÀN VĂN GIẢI PHÁP DỰ THI 1. Tên giải pháp “Tái sử dụng nguồn năng lượng dư thừa làm đèn tiết kiệm năng lượng, góp phần  bảo vệ môi trường”. Lĩnh vực: năng lượng. 2. Các giải pháp kỹ thuật đã có Theo tìm hiểu của tác giả, trong nước chưa có cá nhân, nhóm tác giả nào công bố  giải pháp về  việc tái sử  dụng cục (cốc) sạc điện thoại cũ cho việc chế  tạo đèn. Các  diễn đàn mạng cũng có nhiều web hướng dẫn chế tạo đèn siêu sáng từ  cell pin laptop  cũ, tuy nhiên các web này cũng chỉ dừng lại ở các vấn đề: ­ Sử dụng cell pin laptop mắc (nối tiếp 3 pin x 4 dãy song song) x 2 tương đương  nguồn 12V, hạn chế là cần một mạch sạc 3S cho 12V với kích thước gấp 4 mạch sạc  1S hay sạc ngoài đều gây khó khăn cho việc thiết kế không gian đèn. ­ Sử dụng bóng đèn đã thành phẩm (12V, 20W): các loại này đều có bán trên thị  trường nhưng đắt tiền hơn cá nhân tự thiết kế, đặc biệt là không phát huy niềm đam mê  và khả năng sáng tạo của người làm.  (nguồn : https://www.youtube.com/watch?v=uXnaH8OohRQ&t=27s,                  hay https://www.youtube.com/watch?v=dsQf6VasCKg ) ­ Sử dụng pin cũ làm sạc dự phòng: chưa đáp ứng được vấn đề tác giả đưa ra. (Nguồn: https://www.youtube.com/watch?v=eRcv3KETLiA               hay https://www.youtube.com/watch?v=4OHbshlxunA ...) ­ Chế đèn pin siêu sáng từ pin laptop cũ trên đèn đã hỏng: hạn chế khả năng sáng  tạo của người làm. (Nguồn: https://www.youtube.com/watch?v=xjrzSUK0otI ) Như  vậy, các giải pháp mà các web đưa ra đều chưa sử  dụng, hay tái chế  một  cách tối đa các vật dụng dư  thừa, phế thải, đặc biệt là chưa phát huy được khả  năng   10
  11. sáng tạo của người làm, đây là vấn đề mà tác giả quan tâm đầu tiên là việc tái sử dụng  các vật phế thải và tính sáng tạo trong việc thiết kế đèn.  Vấn đề  thứ hai là việc sử dụng các nguồn năng lượng dư  thừa như  thế nào tiết  kiệm nhất. Các nguồn năng lượng này không chỉ là các cell pin mà cả pin điện thoại hay  nguồn chuyển đổi năng lượng như  cục sạc điện thoại cũng sử  dụng được và chúng  phải được kết hợp với các thiết bị tiêu thụ năng lượng. Trong thiết kế đèn thì việc kết  hợp các nguồn năng lượng dư thừa với đèn led sẽ  mang lại hiệu quả nhất. Đồng thời   khi sử dụng chúng, ta vừa tiết kiệm năng lượng, vừa hạn chế  được rác thải nguy hại   cho môi trường.  Vấn đề thứ ba là các web trên chủ yếu hướng dẫn thực hiện giải pháp kỹ thuật,  chưa đề  cặp đến vấn đề  hạn chế, hay cách xử  lý rác thải khó phân hủy, rác thải nguy  hại đến môi trường. Đây là một vấn đề có thể xem là cấp bách hiện nay khi tất cả mọi   người, mọi quốc gia đều chung tay bảo vệ môi trường sống, làm cho nó càng ngày càng  trở nên trong lành, sạch sẽ hơn và cũng là yếu tố mà tác giả  quan tâm nhiều nhất. Tác   giả muốn hướng đến đối tượng là các em học sinh, vì chính các em là người phải hành   động, phải cứu lấy môi trường sống cho tương lai. Chúng ta cần tuyên truyền, giáo dục   cho các em ý thức được các tác hại khi môi trường bị ô nhiễm để các em có hành động  một cách thiết thực nhất. 3. Bản chất kỹ thuật của giải pháp dự thi Theo nhận định của Trung tâm Phát triển và Hội nhập Việt Nam (CDI), trung   bình mỗi năm, một người Việt thải ra môi trường 1kg rác thải điện tử. Như  vậy với   dân số 90 triệu người thì tổng lượng rác thải điện tử  lên tới 90.000 tấn/năm. Việc này  đang tiềm ẩn nguy cơ gây ra những tác hại với môi trường.Thông thường người dân  có  thói quen bán các loại máy tính cũ, tivi hay các đồ  điện tử  gia đình không còn sử dụng   cho người thu gom đồ  đồng nát. Nhiều người dân cũng có biết sơ  về  tác hại của rác  thải điện tử. Tuy nhiên vì không có thời gian thu gom, tích trữ để mang tới nơi tiêu hủy,   nên với các đồ  điện tử đã hỏng hóc, không thể  sử dụng, chỉ mang bỏ vào thùng rác để  xe chở rác tới thu gom vào cuối ngày. Chính những cách hiểu và cách làm trên của một  11
  12. bộ phận người dân đã khiến cho rác thải điện tử trở nên nguy hại với môi trường sống  hơn bao giờ  hết. Theo các nhà khoa học, hóa chất độc hại   như  chì, thủy ngân, đồng,  niken, bari hay arsen là nguyên liệu cần thiết để chế tạo thiết bị điện tử nhưng chính nó  lại  ảnh hưởng  nghiêm trọng  tới sức  khỏe  của   người lao  động,  cộng  đồng  và  môi   trường. Nhiều hóa chất và kim loại trong số  này được biết đến như  nguyên nhân của   những căn bệnh nghiêm trọng như ung thư, suy giảm nhận thức hay khiến các cơ  quan  nội tạng bị  hủy hoại. Các vấn đề  này đã được nhiều quốc gia trên thế  giới như  Mỹ,  Scotland, Hàn Quốc… cảnh báo. Trước nguy cơ  ô nhiễm từ  các loại rác thải điện tử, một số  tổ  chức, doanh   nghiệp đã triển khai thu gom chúng. Dự án được khởi xướng bởi các nhà sản xuất thiết  bị  điện ­ điện tử  nhằm thu hồi miễn phí các thiết bị  đã qua sử  dụng hoặc bị  hỏng để  bảo đảm việc tái chế an toàn và thân thiện với môi trường , hướng đến giảm thiểu rác  thải điện tử, tăng cường tái chế và kiểm soát tác động đến môi trường, sức khỏe và an  toàn cho sản phẩm vào cuối vòng đời sử dụng. Tại thời điểm này, các sản phẩm được thu gom miễn phí bao gồm các loại thiết  bị: Máy tính, màn hình, CPU; máy in, máy fax, máy quét; điện thoại di động và máy tính   bảng; máy photocopy; các loại pin; các linh kiện khác liên quan đến công nghệ thông tin   như bàn phím, chuột, cáp, sạc...Tuy nhiên các dự án trên chỉ mới triển khai tại các thành  phố lớn như Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh. Theo tác giả tìm hiểu, ở Vĩnh Long công tác này  chưa được triển khai, chính vì vậy hoạt động tuyên truyền, giáo dục về  việc  thu gom,  tái chế, phân loại rác thải và nâng cao nhận thức của người dân về  mối nguy hại của   rác thải điện tử, đồng thời phát đi thông điệp bảo vệ  môi trường rộng rãi trong cộng  đồng xã hội là vấn đề cấp bách hiện nay. Để  góp phần trong việc bảo vệ môi trường, sử  dụng năng lượng một cách tiết   kiệm, tác giả  đã có ý tưởng tái sử dụng các nguồn năng lượng dư  thừa và rác thải để  chế tạo các sản phẩm phục vụ đời sống con người mà chủ yếu là chế tạo các loại đèn   led. Sự kết hợp này vừa mang lại lợi ích về kinh tế, vừa phát huy được khả  năng sáng  tạo trong việc thiết kế  đèn, vừa góp phần bảo vệ  môi trường đồng thời có thể  triển  12
  13. khai mở rộng cho học sinh bậc trung học. Khi triển khai cho học sinh chúng ta đạt được   hai mục đích: giúp các em biết vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, truyền cảm hứng, đam   mê nghiên cứu khoa học cho các em đồng thời các em vừa là đối tượng, vừa là tuyên  truyền viên tích cực trong việc xử lý rác thải nguy hại đúng cách để bảo vệ môi trường. 3.1. Nguyên lý các vấn đề kỹ thuật được đặt ra Giải pháp mà tác giả đề ra không phải là giải pháp khó thực hiện, nền tảng lý  thuyết chủ yếu là dựa trên phân môn điện một chiều trong môn Vật lý ở chương trình  phổ thông và hiểu cơ bản về thông số của nguồn điện và led. Tất cả các cá nhân, các  em học sinh đều có thể thực hiện được khi nắm vững kiến thức này. 3.1.1. Kiến thức mạch điện một chiều + Mạch mắc nối tiếp            ­ Rtđ = R1 + R2 + ... + Rn ­ I = I1 = I2 = ... = In ­ U= U1 + U2 + ... + Un      + Mạch mắc song song ­   ­ I = I1 + I2 + ... + In ­ U= U1 = U2 =... = Un     3.1.2. Các thông số linh kiện    +Nguồn điện, biến điện  Cục sạc điện thoại   ­ Ngõ vào: 100V­220V,  0,3A­0,5A.   ­ Ngõ ra: 5,0V, 0,5­1,0A.  Cell pin (laptop, sạc dự phòng), pin điện thoại.   ­ Dung lượng có nhiều loại: 1200mAh,1800mAh, 2400mAh, 3000mAh...   ­ Điện áp: 3,7V, 4,2V, 6,0V...   ­ Đặc điểm: sạc được nhiều lần.      + Led: 5mm, các led từ bóng type 1,2m. 13
  14.   ­ Đỏ, vàng: 2,0 – 2,5V.   ­ Các loại xanh: 2,5 – 3,0V.   ­ Trắng: 3,0­3,5V.   ­ Cường độ dòng điện:   10mA   ­ Công suất:   0,2W.       3.1.3. Sơ đồ mạch tổng quát E  R                      Hình 1: Sơ đồ mạch tổng quát       3.1.4. Tính điện trở cho led  Trong thực tế  khi làm đèn led ta luôn gặp phải các nguồn có điện áp cao hơn   điện áp định mức của bóng led vì vậy trước khi thiết kế đèn ta cần tính điện trở nối với   bóng led để đèn hoạt động bình thường và tuổi thọ của đèn được bền lâu. Nếu thiết kế  đèn led có nhiều bóng lẻ mắc song song thì ta tính trở hạn dòng cho mạch led theo công   thức    Ví dụ:  Led trắng hoạt động ở mức 3,0 v đến 3,5V, dòng điện định mức khoảng  10 mA. Nếu sử dụng led trắng mắc vào nguồn 5V thì điện trở hạn dòng cho led có giá  trị:   Như vậy để led hoạt động bình thường ta chọn giá trị điện trở  trong dải 150Ω  ­  200Ω đều được . Nếu có nhiều dải led, mỗi dải có n led nối tiếp nhau thì con trở cho mạch được  tính: Kinh nghiệm bản thân trong việc làm đèn led, do các điện trở  nhỏ  (hàng chục   hoặc hàng trăm ôm) không có bán  ở  thị trường Vĩnh Long nên tác giả  có sử  dụng điốt   để thay thế điện trở. Các điốt có độ giảm thế khoảng 0,7V vì vậy khi mắc bóng led vào  nguồn  adaptor 5V thì mắc 2 điốt nối tiếp nhau khi đó điện áp của led chỉ còn 3,6V nó   14
  15. có thể hoạt động bình thường. Tuy nhiên việc mắc như vậy chỉ phù hợp với các adaptor  có dòng nhỏ vì điốt không có tính hạn dòng như điện trở. Một giải pháp cho việc thiếu điện trở  hạn dòng phù hợp là sử  dụng chiết áp   điện tử, các chiết áp điện tử  có điện trở  khoảng từ  5K trở  lên. Khi mắc chúng vào   mạch có thể làm thay đổi độ  sáng của đèn led. Sản phẩm của tác giả đã sử dụng chiết   áp 10K (3.000đ/1con) để làm trở hạn dòng.  Đây là hai giải pháp mà tác giả  chưa thấy web nào khác đề  cập đến trong quá   trình thiết kế mạch đèn. Tác giả muốn giới thiệu tính mới ở việc sử dụng tính năng của  điốt và chiết áp thay thế cho điện trở  hạn dòng trong việc thiết kế mạch đèn led dùng  để thắp sáng. 3.2. Mô tả chi tiết Để làm đèn led tiết kiệm năng lượng, tận dụng tối đa các rác thải cần thực hiện  theo quy trình sau: 3.2.1. Quy trình (phương pháp) a. Thiết kế mạch  Dựa vào mục đích sử  dụng mà ta có thể  thiết kế  mạch điện cho phù hợp, tuy   nhiên các thành phần chính trong mạch gồm: nguồn năng lượng, bộ  phận chuyển tiếp   năng lượng, nguồn sáng. Các bộ  phận này phải được thiết kế, sắp xếp sao cho khoa   học, thẩm mỹ, đặc biệt là dễ dàng tháo lắp khi cần       Hình 2: Sơ đồ mạch đèn sửa chữa.      Với mục đích thiết kế  sản phẩm dự  thi là vừa làm đèn ngủ, vừa làm đèn thắp   sáng nên trong mạch tổng quát có mắc thêm chiết áp để  thay đổi dòng trên hệ  thống   bóng led. b. Thiết kế kiểu dáng, chọn nguyên vật liệu Khi thiết kế một đèn, tác giả thường tìm ý tưởng sao cho càng độc đáo càng tốt  và phải tận dụng tối đa các vật phế  thải dư  thừa xung quanh. Dựa vào kiểu dáng các   vật có sẵn hay thiết kế kiểu dáng ưa thích. Các vật liệu để làm đèn rất đa dạng có thể  từ  nhựa,  ống nước, chai thủy tinh, hay tận dụng các tấm alu nhỏ  được thải ra từ  các  15
  16. công trình. Việc làm này đã giúp hạn chế  được rác thải nguy hại ra môi trường đồng  thời phát huy tính sáng tạo của người thiết kế.  Đối với sản phẩm dự thi, tác giả muốn làm một đèn led kiểu dáng như đèn măng   sông. Như vậy, đèn phải có hệ  bóng led hình trụ, có chụp đèn bao bọc xung quanh, và  phải chọn được chân đèn phù hợp dáng như các chân đèn ngày xưa.  Từ ý tưởng thiết kế ta phải chọn nguyên vật liệu phù hợp:  ­ Nguồn năng lượng: tận dụng 2 cell pin trong cục sạc dự phòng 4.800mAh đã  hỏng mạch sạc. ­ Hệ bóng led: tận dụng các led trong ống type 1,2m đã hỏng nguồn cấp. ­ Đế gắn bóng led: ống nhựa  34. ­ Chân đèn: cổ ăng ten xoay cũ. ­ Chụp đèn: sử dụng ống chứa mực in siêu tốc đã hết mực. ­ Nắp chụp đèn: nắp ống mực in. ­ Các linh kiện: công tắc, chiết áp 10K, mạch sạc android. c. Thực hiện Gồm 3 công đoạn chính + Làm hệ bóng led: tùy theo kiểu dáng ta có thể chọn loại led 5mm hay chip led   dán sẵn trên mạch. Nếu thiết kế led trên mặt phẳng ta có thể sử dụng led 5mm, nếu sử  dụng trên các vật hình trụ, bề mặt các vật có dạng hình khối thì ta có thể tận dụng các  led thanh từ type của đèn 1,2m. Việc tái chế này vừa kinh tế, vừa hạn chế rác thải nguy  hại. Đây là loại led mà tác giả thích dùng vì độ sáng cao hơn led 5mm và có thể sử dụng   trên nhiều loại bề mặt. ­ Để đèn có tính thẩm mỹ cao, ta dựa vào độ cao của chân đèn (cổ ăng ten)  để  chọn chiều dài của hệ  bóng led (đế  gắn led) cho phù hợp. Tác giả  chọn chiều dài   một đoạn 4 led, khoảng 8cm, hàn chân lại tạo thành 4 led song song sử dụng cho điện   áp khoảng 3,5V. Lấy thanh led của type 1,2m cắt thành 9 đoạn giống nhau. 16
  17.          Hình 3: Hệ bóng led ­ Đế gắn các đoạn led: chọn ống nước  34 (do phần ống nhỏ của cổ ăng  ten vừa với  ống   34) dài 9cm; cắt 2 vòng   34 dài khoảng 0,7cm gắn vào 2 đầu và  cắt 9 khe quanh ống với độ sâu khoảng 2mm để gắn các đoạn led. Hàn các đoạn led với  nhau tạo thành 36 led song song nhau. Bên trong đế gắn một vòng cung từ ống nước để  làm bộ phận bắt đinh ốc, gắn nắp chụp đèn. + Làm chân đèn: đây là bộ phận lưu trữ năng lượng để cung cấp cho hệ bóng led.  Ta chọn các vật làm chân đèn sao cho không gian của nó có thể chứa được nguồn năng   lượng, mạch sạc, công tắc hay thiết bị điều chỉnh dòng (chiết áp). Tác giả hay dùng các  đoạn ống nước dư thừa có  90 hoặc  114, các đoạn ống này có nhiều trong gia đình do   có lắp các ống nước tưới cây tự động, hoặc các loại hộp mức dạng oval, hình tròn, lục  giác đều có thể  làm chân đèn. Đối với sản phẩm dự  thi, tác giả  chọn chân đèn là cổ  xoay của ăng ten cũ. ­ Khâu đầu tiên để  làm chân đèn là định vị  các vị  trí của các linh kiện:   mạch sạc, công tắc, chiết áp, sau đó khoan các lỗ bên hông của cổ ăng ten, rồi gắn các  linh kiện như hình. 17
  18. Hình 4: Chân đèn đã gắn cell pin, gắn các linh kiện. ­ Tiếp theo ta sử dụng 2 cell pin đã hàn thành hệ  nguồn song song, hàn 2  cực tương  ứng của nguồn vào 2 điểm B­ và B+ trên mạch sạc. Hàn các dây điện từ hai  cực out của mạch sạc vào công tắc, chiết áp, hệ bóng led như sơ đồ mạch đã thiết kế ở  trên. Hình 5: Mạch sạc android + Làm chụp đèn: đây là thiết bị  bao quanh hệ  bóng led sao cho vừa bảo vệ  hệ  bóng led vừa cho ánh sáng truyền qua. Các vật liệu đáp ứng yêu cầu này có thể sử dụng   ống tán quang trong các ống type 1,2m, hay các nắp chụp của các bóng led tròn đã hỏng,  hay bất kỳ ống nhựa nào có thể cho ánh sáng truyền qua.  Để làm chụp đèn cho sản phẩm, tác giả cắt phần cuối ống mực máy in 10cm, do  phần này có khung tròn nên có thể gắn liên kết với chân đèn. Phần còn lại lấy nắp của  ống mực in để làm nắp chụp đèn. Để thẩm mỹ hơn tác giả làm thêm vành nắp chụp từ  alu và tay cầm từ móc quần áo bằng nhôm đã gãy. 18
  19.    Hình 6: Nắp và chụp đèn. Sau khi sơn chân đèn, nắp đáy lắp ráp ba bộ phận chính lại thành sản phẩm hoàn   chỉnh.          Hình 7: Sản phẩm hoàn chỉnh Sản phẩm hoàn thành đã đạt được 3 mục tiêu cũng chính là 3 tính mới hơn so với   các giải pháp đã có:  ­ Tất cả các vật dụng để chế tạo đèn đã được tận dụng một cách tối đa các vật   dư  thừa, phế  thải, đặc biệt là phát huy được khả  năng sáng tạo của người làm trong  việc sáng tạo kiểu dáng. Đồng thời tận dụng được các vật phế  thải sẽ  mang lại hiệu  quả  kinh tế  cao. Sản phẩm tạo ra có giá thành rẻ  rất nhiều so với các sản phẩm có   chức năng tương tự trên thị trường. 19
  20. ­ Tái sử dụng được nguồn năng lượng dư thừa: các cell pin từ cục sạc dự phòng   đã hỏng mạch sạc. Chúng được kết hợp với các led tiêu thụ  ít  năng lượng, điều này  đạt được mục tiêu kép vừa tận dụng nguồn năng lượng thừa vừa tiết kiệm năng lượng.  Đây chính là hiệu quả của việc tái sử dụng nguồn năng lượng dư thừa. ­ Việc tái sử dụng các nguồn năng lượng dư  thừa, các vật dụng bằng nhựa khó  phân hủy đã góp phần giải quyết vấn đề hạn chế rác thải khó phân hủy, rác thải nguy   hại (rác thải điện từ) cho môi trường. Để thực hiện hiệu quả vấn đề này thì khâu tuyên   truyền là vấn đề  quan trọng nhất. Tác giả  đã tổ  chức được buổi tập huấn cho nhóm   học sinh trường THCS Nguyễn Trường Tộ phường 2, Tp Vĩnh Long việc tái sử  dụng   cục sạc điện thoại để  làm đèn led. Tác giả  đã lồng ghép giáo dục ý thức bảo vệ  môi  trường cho các em học sinh khi tận dụng được rác thải nhựa, rác thải điện tử. Qua đó  các em học sinh biết được cách phân loại, xử lý rác thải nguy hại đúng quy định. 3.2.2. Cơ cấu Về cơ cấu của giải pháp dự thi, đèn gồm hệ thống các khối: + Mạch sạc: nhỏ gọn dùng IC TP4056 hỗ trợ sạc và tự ngắt khi đầy (có LED đỏ  sáng), dòng tối ra khi sạc lên đến 1A, cấp nguồn từ dây cáp sạc điện thoại tiện dụng.   Đồng thời mạch có chức năng bảo vệ quá dòng để  bảo vệ pin. Mạch sạc đã được tích  hợp sẵn có bán trên thị trường, giá khoảng 15.000 đ. + Nguồn: sử dụng các cell pin 18650 có nhiều loại dung lượng từ hàng trăm đến   hàng ngàn mAh. Các cell pin này được lấy từ  các cell pin trong sạc dự phòng có dung  lượng khoảng 2400 mAh/mỗi cell. Khi ghép 2 pin tạo thành bộ  nguồn có dung lượng   cao sẽ giúp cho đèn hoạt động lâu hơn. +   Chiết   áp:  Chiết   áp đơn   thực   chất   là   một điện   trở có   núm   xoay   kết   nối  vào thanh quét để  tạo ra hai phần có giá trị điện trở thay đổi theo vị  trí thanh quét. Khi  điện trở thay đổi sẽ thay đổi dòng và điện áp ở hai đầu chiết áp cũng như điện áp ở hai   20
nguon tai.lieu . vn
Kiến trúc - Xây dựng Tự động hoá Điện - Điện tử Kĩ thuật Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Năng lượng Hoá dầu Hoá học Sinh học