Học sinh chế tạo mạch điện thông minh tự động bật tắt đèn theo ánh sáng

Đó là ý tưởng sáng tạo của hai em Nguyễn Minh Quân và Văn Viết Thiên Kim - học sinh trường THCS Chu Văn An, thành phố Huế.

Chia sẻ với chúng tôi, em Nguyễn Minh Quân, cho biết: "Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, có rất nhiều thiết bị điện thông minh cũng như nhiều mạch điện tự động hóa đã ra đời giúp phục vụ tốt nhất cho cuộc sống của con người".

Mô hình thiết kế mạch điện thông minh và tiết kiệm ứng dụng tại Trường THCS Chu Văn An.

Tuy nhiên, trên thực tế, ở nhiều nơi trên đất nước ta, những thiết bị điện và mạch điện này vẫn chưa được áp dụng, con người phải tự điều khiển bằng tay. Một số mạch điện thời gian chiếu sáng rất dài, xuyên đêm như đèn đường, đèn công viên, trường học, cơ quan… Những mạch điện này tiêu thụ lượng điện năng rất lớn và đòi hỏi người sử dụng phải đóng tắt trong những thời điểm sáng sớm hay đêm tối.

Một số mạch điện ứng dụng thiết bị thông minh như mạch đèn chiếu sáng các tuyến đường bằng rơ le thời gian để tự động điều khiển đèn theo thời gian. Tuy nhiên, mạch điện này vẫn còn nhược điểm là chưa khắc phục về sự lệch múi giờ theo mùa.

Chính vì thế, Minh Quân và Thiên Kim đã nảy ra ý tưởng về mạch điện thông minh, có thể tự động tắt mở theo ánh sáng và tiết kiệm điện năng.

Mạch điện có bộ cảm biến ánh sáng, khi trời tối, mạch điện sẽ tự động bật và khi trời sáng, mạch điện tự động ngắt mà không cần sự điều chỉnh của con người. Rơ le thời gian được cài đặt trước cho mạch điện một khoảng thời gian cố định, sau khoảng thời gian đó, mạch điện tự động chuyển sang trạng thái mới và duy trì trạng thái đó cho đến khi cắt nguồn điện. Mạch điện còn có chiết áp điều chỉnh tăng hoặc giảm điện áp cho mạch điện, công tơ điện đo điện năng tiêu thụ và aptomat để đóng tắt nguồn điện.

Sơ đồ lắp đặt các thiết bị và vật liệu.

Thiên Kim cho biết thêm, nguyên lý hoạt động của mạch điện khá đơn giản. Khi mở công tắc nguồn, đèn tín hiệu nguồn sáng, có dòng điện 220V xoay chiều cấp cho bộ cảm biến ánh sáng. Khi trời tối, bộ cảm biến ánh sáng hoạt động cho dòng điện chạy vào chân số 7 và số 8 của rơ le thời gian. Sau đó chân số 5 của rơ le thực hiện nhiệm vụ cung cấp điện áp đến đèn Đ1 và Đ2 làm cho hai đèn này bật sáng. Sau khoảng thời gian đã định trước, chân số 6 của rơ le thời gian tác động lên chiết áp.

Lúc này, chiết áp sẽ điều chỉnh giảm áp làm cho 2 đèn sáng mờ, công suất của đèn giảm so với công suất định mức, điện năng tiêu thụ ít so với lúc đầu. Khi trời sáng, bộ cảm biến ánh sáng ngừng hoạt động, không có dòng điện cung cấp cho mạch điện, đèn Đ1 và Đ2 tắt.

Mạch điện thông minh của hai bạn là 1 trong 4 đề tài được trao giải Nhất tại Cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên, Nhi đồng tỉnh Thừa Thiên Huế lần thứ XI, năm 2018 vừa qua.

GS.TS. Trần Hữu Dàng, Chủ tịch Liên hiệp hội, Trưởng ban tổ chức Cuộc thi đánh giá cao tính sáng tạo và khả năng ứng dụng vào thực tiễn của đề tài này.

"Mạch điện thông minh và tiết kiệm điện này có thể được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống tại các gia đình như mạch điện cổng rào, mạch điện sân vườn, hay có thể sử dụng nó tại hành lang của các trường học, cơ quan… hoặc trong các mạch điện công cộng như đèn đường, công viên", GS Trần Hữu Dàng nhận xét.