Nhìn thấy cha mẹ và bà con nông dân ở quê nhà khi vào vụ gieo trồng phải cuốc hàng để gieo hạt giống, tốn nhiều công sức và thời gian, nên em Võ Văn Hoàng Vũ và Nguyễn Khải Hưng (học sinh lớp 11A2, Trường THPT Phan Đình Phùng, TX Sông Cầu) đã sáng tạo robot tạo rãnh gieo hạt và bón phân, điều khiển bằng smartphone thay thế phương pháp thủ công.
Giúp nông dân bớt vất vả
Một chiếc robot khá thô sơ, nhưng nó có thể tạo rãnh để gieo hạt và bón phân, rồi tự động cào đất lấp lại. Tùy thuộc vào các loại hạt giống khác nhau, robot thay đổi khoảng cách các luống gieo và tốc độ di chuyển. Bánh răng gieo hạt của robot có kích thước phù hợp cho nhiều loại hạt giống khác nhau như: bắp, đậu nành, đậu xanh… Nếu sử dụng động cơ có lực moment lớn thì robot có thể dùng để vận chuyển nông sản. Đó là những gì chúng tôi nhìn thấy Hoàng Vũ và Khải Hưng vận hành robot tạo rãnh gieo hạt và bón phân ở một khu vườn thực tế.
Hoàng Vũ chia sẻ: “Nếu gieo hạt, bón phân thủ công, người nông dân tốn nhiều công sức nhưng hiệu quả không cao. Mục đích của mô hình này là giúp nông dân bớt vất vả, có hiệu suất cao hơn trong trồng trọt và sản xuất”.
Để chế tạo robot, các em thu thập thông tin từ nhiều nguồn dữ liệu, trong đó đặc biệt chú ý đến khai thác thông tin từ người nông dân, như: sử dụng hạt giống loại nào, thời gian trồng trong năm, các bước chuẩn bị trước khi gieo hạt, số lượng phân bón… Từ đó các em tính toán tạo mô hình phù hợp. “Hằng ngày sau giờ học, chúng em lên mạng internet tìm hiểu nguyên lý và phương thức hoạt động của các máy gieo hạt và bón phân, rồi mày mò vẽ sơ đồ thiết kế. Phải mất sáu tháng nghiên cứu, thử nghiệm mới có mô hình robot và cho thấy tính ứng dụng tốt. Chúng em đã đưa sản phẩm này tham gia cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên - nhi đồng lần thứ 7 năm 2021-2022”, Khải Hưng cho biết.
Về lập trình kỹ thuật và vận hành robot, Vũ và Hưng sử dụng kết hợp hai ngôn ngữ: Arduino, MIT AI2 Inventor. Robot được điều khiển bằng smartphone, thích hợp với tất cả các loại thiết bị di động chạy hệ điều hành Android.
Khi thực hiện chức năng bón phân, robot thực hiện theo nguyên lý lực ly tâm. Tốc độ quay của bộ phận bón phân có thể thay đổi điều chỉnh lượng phân bón ra thông qua van điều khiển, kết nối với bồn chứa phân bón. Động cơ sử dụng di chuyển robot là loại động cơ giảm tốc công suất lớn có thể vận chuyển trọng lượng 60kg. Mặt khác, robot còn sử dụng loại pin thế hệ mới, thân thiện với môi trường, ít tốn chi phí khi vận hành…
Mô hình kỹ thuật sát với thực tế
Theo em Hoàng Vũ, khả năng ứng dụng của mô hình robot tạo rãnh gieo hạt và bón phân điều khiển bằng smartphone ở mức cao, đây là công cụ trợ giúp cho công việc gieo hạt, bón phân nhanh gọn, tiết kiệm công sức và chi phí cho người nông dân. Robot sử dụng hai nguồn điện độc lập từ 6-12V, khá linh hoạt. Nguồn điện thứ nhất: Bốn viên pin 3500mAh-3.7V, có thể giúp các vi mạch điều khiển vận hành liên tục trong khoảng ba giờ. Nguồn điện thứ hai: Pin Lipo 5400mAh dành riêng cho động cơ di chuyển và động cơ gieo hạt, bón phân. Bộ nguồn này đảm bảo cho các động cơ hoạt động liên tục trong hơn hai giờ. Các linh kiện còn lại: Arduino Mega 2560, động cơ giảm tốc, động cơ Servo và Module HC05… có trên thị trường, dễ tìm kiếm, giá thành rẻ. Vật liệu cấu tạo bộ khung và các bộ phận khác của robot được làm bằng nhựa tổng hợp, nhôm, gỗ… nhẹ, dễ dàng lắp đặt, bảo quản.
Thầy Lê Quang Việt, Hiệu trưởng Trường THPT Phan Đình Phùng, nhận xét: “Tôi thấy ý tưởng sáng tạo mô hình kỹ thuật của các em sát với thực tế. Lãnh đạo nhà trường đánh giá cao tinh thần sáng tạo khoa học kỹ thuật của các em Võ Văn Hoàng Vũ và Nguyễn Khải Hưng. Hy vọng, sản phẩm robot này sau khi tham gia cuộc thi sẽ hoàn thiện, ứng dụng vào cuộc sống để đồng hành cùng người nông dân”.
HOÀNG HÀ THẾ
