Xây dựng hệ thống quản lý thông minh cho các thiết bị điện trong trường Maya – Dự án cộng đồng của học sinh Trung học Maya tại Xưởng Tự động hoá Mira

THÔNG TIN CHUNG

Trong năm học 2024 – 2025, Dự án cộng đồng thuộc chương trình học tập thực tế của học sinh Trung học Maya tại Xưởng Tự động hoá Mira lấy chủ đề “Xây dựng hệ thống quản lý thông minh cho các thiết bị điện trong trường Maya”.

Theo đó, hướng đến mục đích giúp nhà trường sử dụng điện năng hiệu quả, tiết kiệm, từ đó vừa đáp ứng được đủ nhu cầu về điện, vừa giảm bớt những tác động đến môi trường, nhóm học sinh mong muốn:

• Xây dựng một hệ thống quản lý hiệu quả các thiết bị điện
• Cải tiến một số thiết bị có sẵn để tiết kiệm điện năng hiệu quả hơn

HÀNH TRÌNH DỰ ÁN

I. Khởi tạo dự án

Xác định và phân tích vấn đề

Bắt đầu từ những quan sát hàng ngày, nhóm học sinh tại Xưởng Tự động hoá Mira nhận ra thực trạng sử dụng điện năng chưa thật sự tối ưu tại trường Maya. Theo đó, ở nhiều khu vực, có nhiều thiết bị vẫn hoạt động ngay cả khi không được dùng đến hoặc đang tiêu tốn lượng điện năng nhiều hơn mức cần thiết, dẫn đến lãng phí điện.

Những quan sát ban đầu này thúc đẩy nhóm dự án tiến hành những nghiên cứu và phân tích sâu hơn để hiểu rõ thực trạng đang diễn ra tại nhà trường.

Ở giai đoạn này, để thu được những thông tin thực tế về hiện trạng và nhu cầu tại từng bộ phận/ khu vực nhà trường, nhóm dự án đã thống nhất tiến hành phỏng vấn bộ phận kĩ thuật và các thầy cô, cô chú cán bộ nhân viên tại trường Maya.

Sau khi trò chuyện với các thầy/cô giáo đại diện cho khối Tiểu học và Trung học, nhóm thu được nhiều thông tin giá trị về tình hình và những vấn đề khi sử dụng điện trong các lớp học. Ví dụ, các em nhỏ tại các lớp Tiểu học thường xuyên quên tắt đèn trong khu vệ sinh mặc dù đã được nhắc nhở nhiều lần. Hoặc tại khu vực nhà ăn, sau giờ ăn trưa, các thiết bị quạt vẫn để mở nhiều và các cô tạp vụ phải thường xuyên kiểm tra, tắt từng thiết bị.

Nhóm dự án cũng liên hệ phỏng vấn với chú Sức – phụ trách Bộ phận Kĩ thuật của nhà trường để thu thập thông tin về lượng điện tiêu thụ, cách đấu dây, đường truyền, lắp đặt công tắc,… Đặc biệt, nhóm đã đặt ra câu hỏi về nguyên nhân nhà trường chưa triển khai rộng rãi các thiết bị tiết kiệm năng lượng và được lắng nghe chú chia sẻ về những khó khăn trong việc lắp đặt và đảm bảo đường truyền trên diện tích trường học lớn. Từ đó, nhóm ý thức hơn về tầm quan trọng của việc đưa ra những giải pháp có tính phù hợp với điều kiện thực tế tại từng khu vực.

Ở giai đoạn phỏng vấn này, nhóm cũng lắng nghe chia sẻ từ của các cô chú cán bộ nhân viên tại các bộ phận khác trong trường Maya và thu được những thông tin giá trị. Ví dụ, khi phỏng vấn chú Hưng – bảo vệ nhà trường, nhóm nhận ra nhu cầu về hệ thống quản lý, thông báo để chú có thể kiểm soát vận hành của các thiết bị điện trong khuôn viên, từ đó kịp thời nắm bắt thông tin và xử lý.

Cuối cùng, nhóm tổng hợp và hệ thống lại các thông tin thu được để xây dựng Cây Vấn Đề cho dự án. Theo đó, các vấn đề hiện tại bao gồm:

• Hệ thống quản lý điện năng chưa tối ưu
• Nhiều thiết bị điện chưa phù hợp
• Nhu cầu sử dụng điện cao
• Ý thức sử dụng điện chưa cao
• Diện tích triển khai lớn

Những vấn đề này có thể dẫn đến những hậu quả sâu xa hơn như:

• Lãng phí điện năng
• Ảnh hưởng xấu đến môi trường
• Tiêu tốn thời gian và nhân lực
• Tốn kinh phí
• Thiết bị điện nhanh hỏng
• Ảnh hưởng đến uy tín và hình ảnh của nhà trường

Xác định mục đích và mục tiêu

Việc tìm hiểu thực trạng và xây dựng cây vấn đề là nền tảng để nhóm dự án tiếp tục xây dựng Cây Mục Tiêu, với những giải pháp thiết thực để giải quyết vấn đề.

Với mục tiêu trọng tâm là “Giảm lãng phí điện năng tại trường Maya”, nhóm đưa ra hai hướng giải quyết chính:

• Xây dựng hệ thống quản lý các thiết bị điện thông minh trong trường Maya. Ví dụ: ổ cắm thông minh hẹn giờ, điều khiển từ xa,…
• Chế tạo hoặc cải tiến các thiết bị điện hoạt động chưa tối ưu điện năng và hiệu quả trong trường. Ví dụ: chế tạo và lắp đặt cảm biến hiện diện con người cho đèn, quạt,…

Với hai mục tiêu này, nhóm kì vọng có thể quản lý hiệu quả, đảm bảo nhu cầu sử dụng, hệ thống hoạt động ổn định trong khi tiết kiệm lượng điện năng đáng kể cho nhà trường.

II. Lập kế hoạch

Xây dựng Timeline dự án

Với mục tiêu cụ thể, nhóm học sinh Xưởng Tự động hoá Mira bắt tay xây dựng Timeline của dự án, với các giai đoạn cụ thể:

• Giai đoạn I: nghiên cứu, chế tạo và lắp đặt hệ thống quản lý và các thiết bị điện trong phạm vi Xưởng Tự động hoá Mira
• Giai đoạn II: áp dụng hệ thống quản lý và lắp đặt các thiết bị điện trên các khu vực trong trường Maya

Song song với đó, nhóm sẽ liên tục kiểm tra, đo đạc, đánh giá hoạt động của hệ thống và các thiết bị để có những điều chỉnh cho phù hợp với tình hình thực tế.

Kế hoạch nhân sự

Trong dự án cộng đồng năm nay, hầu hết học sinh tham gia Xưởng Tự động hoá Mira là các bạn học sinh mới, chưa có nhiều kiến thức và kinh nghiệm trong lĩnh vực Tự động hoá. Vì vậy, trước khi thành lập và phân công các nhóm chức năng với đầu công việc cụ thể, nhóm dự án thống nhất rằng toàn bộ thành viên trong nhóm sẽ cùng học tập và phối hợp làm việc để trợ giúp nhau hiệu quả nhất trong giai đoạn đầu.

Đây cũng là cơ hội để mỗi thành viên xác định được thế mạnh và sở thích của mình, làm cơ sở để đăng ký vào nhóm chuyên môn phù hợp nhất với khả năng trong giai đoạn tới, sau khi đã nắm vững nền tảng vể kĩ thuật.

Kế hoạch tài chính

Để xây dựng được kế hoạch tài chính cụ thể cho dự án, trước mắt, nhóm học sinh Xưởng Tự động hoá Mira phải nghiên cứu, thử nghiệm và thống nhất phương án xây dựng hệ thống và giải pháp cải tiến các thiết bị điện. Từ đó, nhóm sẽ tính toán chi phí mua linh kiện, thử nghiệm, lắp đặt cụ thể và thiết kế thành một bản kế hoạch tài chính cụ thể.

Thông tin về kế hoạch tài chính của nhóm dự án Xưởng Tự động hoá Mira sẽ được cập nhật trong bài đăng này trong giai đoạn sắp tới.

III. Thực hiện

Học và thực hành kiến thức về Tự động hoá tại Xưởng Mira

Với cơ cấu thành viên dự án năm nay gồm nhiều bạn học sinh lớp 6, chưa có kiến thức nền tảng về Tự động hoá, ở giai đoạn đầu của dự án, song song với việc nghiên cứu vấn đề và mục tiêu, toàn bộ học sinh tại Xưởng đã và đang cùng nhau học kiến thức và thực hành trên các thiết bị có sẵn tại Xưởng.

Thời gian này, các bạn được học về điều khiển hệ thống đèn, điều hoà, quạt, máy hút mùi tại khu vực máy hàn, cửa ra vào,… Trong quá trình này, các bạn được khuyến khích chủ động tư duy, sáng tạo giải pháp, thử nghiệm và tự rút ra những kinh nghiệm thực tế cho mình. Ví dụ: nên dùng cảm biến gì cho thiết bị, điều khiển loại nào cho từng khu vực để phù hợp với nhu cầu thực tế,…

“Giai đoạn đầu là giai đoạn khá khó khăn đối với thầy trò dự án. Tuy nhiên, khi bắt đầu làm việc các bạn lại vô cùng năng nổ, thể hiện được các thế mạnh khác nhau. Có bạn cho thấy rõ năng lực điều phối dự án, có bạn vô cùng tự tin khi giao tiếp và phỏng vấn, có bạn lại rất mạnh về tính toán,… Trong giai đoạn nghiên cứu này, thay vì cầm tay chỉ việc, các thầy cô tại Xưởng luôn cố gắng kiên nhẫn để các bạn đi từng bước, tự tìm hiểu, tự nhận ra tại sao phương án này hiệu quả và tại sao lại không, tự rút ra bài học cho chính mình. Đó là cách các bạn hiểu sâu và nhớ lâu kiến thức” – Thầy Sơn An – Chuyên gia Tự động hoá tại Xưởng Mira chia sẻ.

Cho đến đầu tháng 12/2024, nhóm dự án đã hoàn thành nhiệm vụ chế tạo chức năng cảm biến cho đèn và quạt hút mùi tại khu vực hàn mạch điện tử tại Xưởng. Theo đó, hệ thống đèn có thể tự động tắt – bật khi phát hiện sự xuất hiện của con người. Trong khi đó, hệ thống hút mùi lại tự động hoạt động khi máy hàn bắt đầu khởi động.

Hiện tại, nhóm dự án đã đưa vào hoạt động hai nhóm thiết bị này và đang trong giai đoạn quan sát, dùng thử để tiếp tục tối ưu phương án.

—

Hành trình dự án của học sinh Xưởng Tự động hoá Mira sẽ tiếp tục được cập nhật trong bài đăng này. Mời cha mẹ cùng theo dõi.