Hồ nuôi cá thông minh

Từ ý tưởng có thể dễ dàng chăm sóc cá khi đi du lịch, nhóm STEM gồm 3 học sinh Trường THCS Nguyễn Văn Tố (Q.10, TP.HCM) đã sáng chế ra mô hình hồ cá thông minh. Mô hình không chỉ giải quyết bài toán tự động cho cá ăn mà còn hỗ trợ người dùng điều chỉnh lượng thức ăn phù hợp cho từng loại cá, tránh cho cá ăn quá ít hoặc quá nhiều.

Bùi Hải Nam và các bạn trong nhóm giới thiệu mô hình hồ cá thông minh

Hồ cá thông minh đã vượt qua hơn 50 mô hình đến từ 50 trường trên địa bàn TP.HCM, giành giải nhất cuộc thi “Em vui sáng tạo” do Sở Khoa học – Công nghệ TP.HCM tổ chức vào tháng 10 vừa qua.

Áp dụng kiến thức liên môn

Đây là khẳng định của thầy Trịnh Kim Tân (giáo viên môn vật lý của Trường THCS Nguyễn Văn Tố), người trực tiếp hướng dẫn nhóm STEM thực hiện mô hình. Theo thầy Tân, để hoàn thành mô hình hồ cá thông minh, các em học sinh phải nắm vững kiến thức cơ bản của nhiều môn học như toán, vật lý, tin học, công nghệ… để áp dụng. “Các thầy cô bộ môn khác như khoa học, tin học, sinh học luôn phải theo sát nhóm. Đặc biệt, với bộ môn tin học, công nghệ, vì các em chỉ mới là học sinh lớp 6, lớp 7 nên việc am hiểu và áp dụng kiến thức về vi mạch điện tử và tự động vào thực hiện mô hình còn rất hạn chế. Vì thế, giáo viên phải tạo lớp nền kiến thức, gợi ý và hướng dẫn các em trong từng bước thực hiện”, thầy Tân cho hay.

Nói về cấu tạo và cơ chế hoạt động, thầy Tân cho biết mô hình gồm 2 phần chính là hồ cá và bộ tự động. Trong đó, bộ tự động lại được cấu tạo gồm hộp đựng thức ăn và bộ vi mạch, được nối với nhau bằng một dây cảm biến. Bộ vi mạch hoạt động hoàn toàn dựa vào cơ chế cảm biến chuyển động và cảm biến thời gian. Hộp đựng thức ăn sẽ được đục lỗ và tự động xoay. Người dùng chỉ cần cài đặt thời gian cho cá ăn, thức ăn rơi qua cảm biến thời gian, bộ cảm biến tự động sẽ làm việc và điều chỉnh lượng thức ăn cho phù hợp. Đặc biệt, mô hình sẽ được kết nối máy tính qua một dây dẫn mã để người dùng dễ dàng sử dụng.

Bùi Hải Nam (học lớp 7/2, thành viên của nhóm) cho biết điều quan trọng của mô hình là phải linh hoạt trong việc đưa các kiến thức liên môn vào. “Đối với môn toán, chúng em phải có những tính toán làm sao để lượng thức ăn đối với từng loại cá trong một khoảng thời gian nhất định là hợp lý, không quá nhiều cũng không quá ít. Môn vật lý là kiến thức làm sao cho lực đẩy máy bơm nước mạnh nhất có thể. Còn tin học là cách lập trình các vi mạch tự động”, Nam bật mí.

Tận dụng các vật liệu đơn giản

“Với mô hình hồ cá thông minh, dù sử dụng công nghệ nhưng trong quá trình hoàn thiện, tôi luôn khuyến khích các em tận dụng và tái chế những vật liệu đơn giản xung quanh mình”, thầy Tân cho biết.

Theo thầy Tân, đối với hộp đựng thức ăn cho cá sẽ được tái chế từ chai, lon nước hoặc hộp nhựa đã qua sử dụng. Mạch điện tử có thể được tận dụng từ những đồ điện tử không còn sử dụng nữa. Chỉ khi nào những mao mạch quá phức tạp mới được mua mới.

Thầy Trịnh Kim Tân kiểm tra lại các mạch điện

Trong quá trình thực hiện mô hình, đối với Nam và cả nhóm thì khó nhất chính là khâu kết nối các vi mạch. “Chỉ cần một sai sót nhỏ đến trong quá trình lắp ghép như chệch hay sai mối hàn cũng có thể làm “đai” cả một bộ vi mạch. Hơn 5 bộ vi mạch bị chập và cháy cũng chỉ vì những lỗi như thế”, Nam bộc bạch.

Xuất phát từ băn khoăn làm thế nào để bể cá vẫn được chăm sóc khi cả gia đình đi du lịch, nhóm STEM đã đề xuất ý tưởng và thầy trò cùng bắt tay thực hiện. Hoàn thiện mô hình trong vòng 1 tháng, tận dụng mọi thời gian rảnh sau giờ học, theo Nam, mô hình không chỉ giải quyết bài toàn cho cá ăn mà còn giúp mỗi thành viên trong nhóm hiểu hơn rất nhiều những kiến thức về nuôi cá và điện tử. “Mỗi loại cá cần một lượng oxy, ánh sáng, nhiệt độ và lượng thức ăn khác nhau. Điều này tưởng không liên quan đến mô hình nhưng lại góp một yếu tố tiên quyết bởi tính thực tế của mô hình”, Nam nói.

Để cải thiện và tăng tính ứng dụng của hồ cá thông minh, thầy Tân cho biết sắp tới mô hình sẽ được kết nối trực tiếp với điện thoại di động để người dùng có thể theo dõi và điều chỉnh ở bất cứ đâu mà không cần phải thông qua máy tính. “Những yếu tố về theo dõi tình trạng cá thông qua các chỉ số oxy, nước, nhiệt độ, độ PH cũng sẽ được nhóm nhiên cứu để ứng dụng vào mô hình”, thầy Tân cho hay.

Đỗ Yến