Thiết bị của nhóm sinh viên trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM thiết kế có cảm biến nhận biết khói và phát hiện hơi xăng giúp phát tín hiệu điều khiển và tự khởi động bình chữa cháy trong trường hợp khẩn cấp.
Bộ sản phẩm chống chập mạch và chống cháy nổ xe máy được Trần Nhật Thanh Huy và Huỳnh Nguyễn Anh Kiệt, sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ôtô, khoa đào tạo quốc tế thực hiện từ tháng 9/2023. Hệ thống gồm các cảm biến: nhận biết khói, đo dòng điện, nhiệt độ, phát hiện hơi xăng, hồng ngoại, tia lửa; module relay (công tắc tổng để ngắt điện toàn xe); còi báo động và bộ chữa cháy tự động. Chúng hoạt động dựa trên bo mạch Arduino, sẽ nhận và phát tín hiệu điều khiển thiết bị để bảo vệ xe, tự khởi động bình chữa cháy trong trường hợp nguy hiểm.
Thanh Huy, 22 tuổi, cho biết, gần đây nhiều trường hợp cháy nổ do chập điện xe máy, nhóm bạn mong muốn tìm ra hệ thống bảo vệ để mọi người an tâm gửi xe trong các tầng hầm, bãi xe khi không thể chủ động quan sát.
Nhóm đã tìm mua một số thiết bị phụ tùng để nghiên cứu mạch chống chập và mượn chiếc xe tay ga trong xưởng của trường để làm đề tài này. Mày mò tìm hiểu, nhóm thiết kế được mạch chống chập phiên bản đầu tiên. Nhưng mạch bảo vệ chập điện ban đầu rất thô sơ khiến lần thí nghiệm thực tế không thành. "Vị trí gần bình ắc-quy thành công, nhưng thử chập điện tại vị trí đèn, còi thì mạch không ngắt điện", Huy nhớ lại khá run và sợ cháy xe.
Thiết bị được lắp đặt trong xe thử nghiệm. (Ảnh: NVCC)
Sau nhiều lần thử nghiệm không có tiến triển, nhóm chia sẻ ý tưởng và được thầy gợi ý theo hướng lập trình điều khiển các cảm biến. Từ đây, nhóm thiết kế được một mạch lập trình tự động gồm mạch điều khiển Arduino, cảm biến khói và Relay đóng ngắt. Sau đó các linh kiện khác được bổ sung nâng cấp thêm vào mạch gồm các cảm biến: nhiệt độ, lửa, hơi xăng, đặc biệt là bộ chữa cháy tự động do nhóm tự chế từ bình chữa cháy mini và motor điện.
Huy bảo nhớ nhất là công đoạn lắp ráp lên xe. Khi bắt đầu thí nghiệm đợt hai, nhóm phát hiện xe máy của trường quá cũ, đề không nổ, phải tìm một xe khác. "Không ai muốn cho tụi em mượn xe vì sợ hỏng, em dùng xe tay ga cũ của ba để thí nghiệm", Huy nói. Trong quá trình thực hiện, do xe còn sử dụng để đi lại nên cứ thử nghiệm một ngày nhóm lại tháo linh kiện ra để trả xe.
Khó khăn nhất là lúc đầu chưa biết cách sắp xếp dây nên nhiều lần phải tháo hết mạch, gắn lại từng bộ phận. Nhiều lần thử nghiệm và nghiên cứu các chỉ số, hệ thống cuối cùng hoạt động trơn tru.
Theo nhóm, dự án vẫn còn một số điểm chưa hoàn thiện như sử dụng dây điện nhiều dẫn tới rối, chưa giải quyết được vấn đề duy trì nguồn điện đủ lâu, do hệ thống sử dụng nguồn điện trực tiếp từ ắc-quy nên có thể hết bình. Hiện nhóm tiếp tục cải tiến mô hình bằng cảm biến không dây được gắn thêm camera xử lý hình ảnh để quét xung quanh phát hiện xe kế bên cháy. "Xe điện đang phát triển rất mạnh, chúng em rất hy vọng có thể nâng cấp hệ thống để áp dụng được trên các dòng xe điện", Huy nói.
Nhóm sinh viên thử nghiệm các tình huống chống chập mạch và chống cháy nổ xe máy. (Video: NVCC).
PGS.TS Đỗ Văn Dũng, nguyên Hiệu trưởng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM, kiêm Phó chủ tịch Hội ôtô- máy động lực, đánh giá ý tưởng dự án mang tính thiết thực, có tính khả thi. Ông cho biết nguyên nhân dẫn tới các vụ cháy xe máy xuất phát chủ yếu do chập mạch điện. Trong hệ thống điện xe máy đều sử dụng nguồn điện từ ắc-quy và được bảo vệ bằng cầu chì, tuy nhiên có 2 mạch không qua cầu chì là mạch sạc và mạch đề. Đây có thể là nguyên nhân dễ gây cháy nổ vì hệ thống điện sử dụng một dây chung là sườn xe nối với cực âm của bình ắc-quy. Trong điều kiện thời tiết nóng ẩm, dây điện dễ bị lão hóa cách điện dẫn đến bong tróc, hư hỏng gây ra chập mạch, cháy. Các đường dây điện có thể chạy qua đường dẫn xăng, từ sự cố nhỏ về điện có thể dẫn tới cháy đường ống xăng gây ra cháy xe.
Bằng cách sử dụng cảm biến phát hiện sự cố sớm như cảm biến nhiệt, khói, hơi xăng, tia lửa, hệ thống sẽ ngay lập tức ngắt nguồn điện từ bình ắc-quy khi xảy ra chập điện ở bất kỳ vị trí nào để hạn chế tối đa sự cố cháy nổ. Trong trường hợp có cháy xảy ra, hệ thống sẽ nhận và phát tín hiệu điều khiển bình chữa cháy mini để dập tắt đám cháy.
Cho rằng vẫn cần phải xem xét nhiều khía cạnh, song PGS Dũng đánh giá hệ thống Arduino được thiết kế khá nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt trong xe mà không gây trở ngại cho người sử dụng, nếu sản xuất chỉ có giá khoảng 400-500 nghìn đồng, tương đối rẻ, phù hợp với người tiêu dùng.