Thiết bị cảnh báo ô nhiễm không khí trong bán kính 2km của sinh viên

Một thiết bị cảnh báo ô nhiễm không khí nhỏ gọn, chạy bằng năng lượng mặt trời, có giá chỉ 1,5 triệu đồng đã được hai sinh viên tại Đà Nẵng chế tạo thành công.

Ô nhiễm không khí là một trong những vấn đề nghiêm trọng tại các đô thị, tác động xấu đến đời sống con người. Do đó cần có giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm, cải thiện chất lượng môi trường không khí nói riêng và môi trường nói chung.

Với mục tiêu đó, hai sinh viên đến từ trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng là Phạm Trung Phong và Nguyễn Trần Phước đã bắt tay xây dựng mô hình “Hệ thống giám sát chất lượng không khí” dưới sự hướng dẫn của TS Lê Quốc Huy - Giảng viên nhà trường.

Mô hình thiết bị có kích thước nhỏ gọn, lắp đặt được trên nhiều khu vực.

“Theo chúng em tìm hiểu từ những nghiên cứu gần đây, việc phơi nhiễm bụi có nồng độ trung bình năm vượt quá 50 µg/m3 tại 126 thành phố trên thế giới có thể là nguyên nhân của khoảng 130 nghìn ca tử vong sớm. Các nguồn khí thải trong đô thị như công nghiệp, giao thông, sinh hoạt, xây dựng… có thể làm suy giảm chất lượng không khí. Vì vậy, cần phải nghiên cứu, đánh giá tổng hợp chất lượng môi trường không khí và tìm giải pháp xử lý vấn đề này”, Phạm Trung Phong chia sẻ.

Mô hình “Hệ thống giám sát chất lượng không khí” của Phong và Phước hoạt động như một hệ thống đo chất lượng không khí và cảnh báo tại chỗ các mức độ ô nhiễm không khí khác nhau. Mô hình có cấu trúc gồm: Các module cảm biến, các đèn báo hiển thị trạng thái mức ô nhiễm, chuông báo động tình trạng không khí ô nhiễm.

Các dữ liệu về ô nhiễm không khí được cập nhật theo thời gian thực lên trang dữ liệu Firebase.

Tín hiệu cảnh báo mức độ ô nhiễm của không khí sẽ được điều khiển thông qua bộ điều khiển trung tâm là con chíp ARM Cortex-M4F, đồng thời được hiển thị lên màn hình LCD của mô hình. Các thông số mà hệ thống cần đó gồm có: Nồng độ khí CO₂, nồng độ khí CO, chỉ số về chất lượng không khí (chỉ số PM 10, 2.5).

Dữ liệu mà các module cảm biến ghi nhận được sẽ được gửi lên Firebase (trang Database miễn phí của Google - PV). Nguồn dữ liệu này sẽ được sử dụng để xây dựng trang web và phần mềm theo dõi ô nhiễm không khí theo thời gian thực. Theo đó, khi không khí ở mức ô nhiễm nghiêm trọng, tín hiệu cảnh báo trên trang web và phần mềm theo dõi sẽ chuyển màu sắc từ xanh sang đỏ. Đồng thời chuông báo động trên thiết bị sẽ cảnh báo cho người dùng biết để có biện pháp phòng ngừa và xử lý.

Nguyễn Trần Phước (trái) và Phạm Trung Phong giới thiệu hoạt động của thiết bị “Hệ thống giám sát chất lượng không khí”.

Với thiết kế và chức năng như trên, nếu được đưa vào sản xuất đại trà thì chi phí sản xuất thiết bị của Phong và Phước chỉ mất khoảng 1,5 triệu đồng. Ngoài ra, thiết bị có thể hoạt động bằng năng lượng mặt trời, góp phần tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường. Thiết bị đã được thử nghiệm trong khuôn viên của Trường Đại học Bách khoa, có thể hoạt động liên tục trong 48h và cho kết quả kiểm định nồng độ của không khí trong vòng bán kính 2 km.

Để thực hiện mô hình này, Phong và Phước phải trải qua một quá trình tìm hiểu, nghiên cứu đầy khó khăn, do bản thân cả hai không phải là dân kỹ thuật chuyên nghiệp. Bên cạnh đó, việc tìm mua cảm biến cho thiết bị không phải là điều dễ dàng, khi nguồn linh kiện này vừa khan hiếm ở thị trường trong nước lại vừa có giá thành khá cao so với túi tiền sinh viên.

“Hệ thống giám sát chất lượng không khí” đã nhận giải Nhì tại cuộc thi Sinh viên nghiên cứu khoa học Đà Nẵng năm 2017.

“Đối tượng mà sản phẩm hướng đến là các khu công nghiệp và các hộ gia đình sống xung quanh đó. Tuy nhiên phạm vi đo vẫn còn hạn chế, hệ thống vẫn chưa đo được các loại khí nguy hiểm khác như SO₂, NOx, bụi chì… Trước mắt nhóm sẽ cố gắng khắc phục những nhược điểm này để thiết bị hoàn thiện hơn”, Phước cho biết.