Dụng cụ hỗ trợ học tập

Nhằm giúp trẻ em ở những vùng chưa có điện lưới quốc gia cơ hội tiếp thu kiến thức, hai học sinh lớp 10 Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn (Đà Nẵng) Nguyễn Tuấn Thiện và Nguyễn Anh Khoa đã sáng chế ra dụng cụ hỗ trợ học tập sử dụng năng lượng xanh.

Nguyễn Tuấn Thiện bên mô hình sản phẩm hoàn thiện

Dụng cụ trên đã giành giải nhất cuộc thi Sáng tạo khoa học kỹ thuật cấp thành phố năm học 2016-2017 và vinh dự là một trong những sản phẩm có mặt tại vòng thi cấp quốc gia năm 2017.

Nói về ý tưởng sáng chế ra dụng cụ trên, Thiện cho hay: Theo thống kê của Tập đoàn Điện lực quốc gia, hiện có hơn 20% hộ dân không được sử dụng điện lưới quốc gia. Đáng chú ý, hơn 1 triệu trẻ em không có điều kiện đi học, bỏ học đều thuộc các khu vực xa xôi hẻo lánh, trẻ em dân tộc thiểu số… Việc không có điện là một rào cản đối với các em trong học tập, vui chơi giải trí. Trong khi đó, nguồn năng lượng từ mặt trời ở nước ta rất dồi dào. Sử dụng nguồn năng lượng này vừa tiết kiệm vừa tránh ô nhiễm môi trường. Từ thực tế đó, chúng em đưa ra ý tưởng xây dựng một dụng cụ hỗ trợ cho việc tự học tập ở nhà cho trẻ em vùng cao.

Sau hơn 2 tháng bắt tay vào nghiên cứu, thử nghiệm, Thiện và Khoa đã hoàn thành dụng cụ sử dụng đèn led để hiển thị và phát âm chữ cái, chữ số, học đánh vần, các phép tính toán, bảng cửu chương sử dụng nguồn năng lượng mặt trời. Dụng cụ trên hướng đến mục tiêu nhân văn là giúp cho trẻ em ở vùng chưa có điện lưới được học tập và nâng cao sự hiểu biết. Theo Khoa, tổng quan của dụng cụ bao gồm màn hình hiển thị (Led Matrix); các thẻ nhận dạng chữ cái, chữ số, bộ sạc pin năng lượng mặt trời, nút chọn chế độ; thiết bị nhận dạng tần số sóng vô tuyến (RFID); bộ xử lý của hệ thống (Arduino UNO); Module phát âm mp3 và phát âm chữ cái và cuối cùng là bộ loa. Nguyên lý hoạt động như sau: Thiết bị RFID reader (nhận dạng tần số sóng vô tuyến) phát ra sóng điện từ ở một tần số nhất định, khi thiết bị RFID tag trong vùng hoạt động sẽ cảm nhận được sóng điện từ này và thu nhận năng lượng rồi phát lại cho thiết bị RFID reader biết mã số của mình. Từ đó thiết bị RFID reader nhận biết được tag nào đang trong vùng hoạt động. Việc nhận dạng đúng có hiệu suất cao bởi thẻ chip (tag) RFID chứa rất nhiều mã nhận dạng khác nhau, thông thường là 32bit tương ứng với hơn 4 tỷ mã số khác nhau. Mỗi thẻ chip RFID được gán một mã số khác nhau. Do vậy khi một vật được gắn chip RFID thì khả năng nhận dạng nhầm vật đó với 1 thẻ chip RFID khác là rất thấp, xác suất là 1/4 tỷ.

Mô hình tổng quan dụng cụ hỗ trợ học tập sử dụng năng lượng xanh

Cùng với đó, dụng cụ có thiết kế một màn hình led matrix gồm 8 hàng và 8 cột để hiển thị chữ cái, số, từ. Và hệ thống Module DFplayer mini dùng để lưu âm thanh phát âm 29 chữ cái, chữ số. Sau đó các âm thanh, chữ số… sẽ được phát qua loa. Dụng cụ dùng bộ sạc pin từ năng lượng mặt trời với pin sạc dự phòng Solar 10.000mAh làm từ chất liệu Silicon và vật liệu chịu lực. “Dụng cụ hoàn thiện được thử nghiệm sử dụng gần 2 giờ”, Khoa cho biết.

“Khó khăn lớn nhất của chúng em là sắp xếp thời gian để cùng nhau nghiên cứu. Vừa vào lớp 10 nên kiến thức về vật lý còn khiêm tốn, chúng em phải nhờ đến sự hướng dẫn thêm của thầy cô. Đôi lúc nản lòng vì phải thực hiện thử nghiệm nhiều lần, lúc đó chúng em động viên nhau nghĩ đến mục tiêu nhân văn của dụng cụ đã đề ra”, Khoa nói.

Cuối cùng, Thiện và Khoa đã hoàn thành được bộ dụng cụ hỗ trợ học tập cho trẻ em những vùng không có điện lưới với đa chức năng như: Hỗ trợ học 29 chữ cái trong bảng chữ cái Việt Nam; học đánh vần từ; học số; học tính toán. Thiện cho biết, hiện tại một chiếc máy như trên có giá từ 400 đến 500 ngàn đồng. Đặc biệt, máy có thể sử dụng để các nhóm học sinh học chung nhằm tiết kiệm chi phí mua máy.

Tuy dụng cụ trên giành giải cao nhưng cả Thiện và Khoa đều chưa hài lòng lắm. Hiện hai em tiếp tục nghiên cứu để dụng cụ có thể đọc được các chữ số có 2 số trở lên và phát âm được các câu từ học đánh vần. Đồng thời tiếp tục tìm kiếm các thiết bị có giá thành rẻ hơn để giảm chi phí sản xuất. “Mong muốn của chúng em là được các chuyên gia hỗ trợ thêm về kỹ thuật để phát triển đại trà dụng cụ trên, đem đến tiện ích cho trẻ em còn thiệt thòi ở vùng sâu, vùng xa, vùng cao – nơi mà điện lưới chưa thể đến được”, Khoa bộc bạch.

Vĩnh Yên