Vào tháng 3 - 2023 vừa qua, dự án "Quạt điều hòa thông minh sử dụng năng lượng địa nhiệt” (lĩnh vực hệ thống nhúng - hiểu đơn giản là sự kết hợp của phần cứng và phần mềm được thiết kế cho một chức năng cụ thể) của 2 học sinh Phạm Đình Tuấn Phong và Cao Minh Hưng (Trường Trung học phổ thông chuyên Hoàng Văn Thụ, tỉnh Hòa Bình) đoạt giải nhì cuộc thi khoa học kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học lần thứ 11, năm học 2022 – 2023.

Người hướng dẫn đề tài cho hai học sinh trên là thầy giáo Phạm Đình Mẫn (giáo viên dạy Vật lí, Trường Trung học phổ thông chuyên Hoàng Văn Thụ).

Trao đổi với phóng viên Tạp chí điện tử Giáo dục Việt Nam, thầy Mẫn chia sẻ về ý tưởng thực hiện dự án có phần... bất ngờ.

Cả thầy và trò đều sống ở ven khu vực sông Đà nên được chứng kiến cảnh có người dân ở đây đi bơi vào mùa đông. Hỏi nhiều người thì họ cho biết, nhiệt độ dưới lòng sông Đà vào mùa đông ấm, có thể bơi được. Còn vào mùa hè, nước dưới sông lại mát bởi tiếp xúc với lòng đất, phần năng lượng địa nhiệt truyền sang nước.

"Thử tìm hiểu sâu hơn, chúng tôi thấy rằng, vào mùa hè, trong khi mặt sông có nền nhiệt cao thì từ độ sâu khoảng 60cm lại có nền nhiệt rất mát. Vào mùa đông, nhiệt độ dưới lòng sông lại ấm. Vì vậy, ý tưởng về quạt điều hòa thông minh của thầy trò được ra đời từ đây. Thiết bị nhằm phục vụ trước tiên cho nhu cầu của các ngư dân sống trên nhà bè", thầy Mẫn chia sẻ.

Các thầy trò chế tạo thiết bị, trong ảnh thầy Mẫn mặc áo xanh - trắng. (Ảnh: NVCC)

Để thực hiện dự án trên, các thầy trò đã đi khảo sát thực tế, đồng thời nhận định phải làm sao để chiếc quạt có tác dụng làm mát vào mùa hè, ấm vào mùa đông.

Nói về khó khăn trong quá trình chế tạo thiết bị, thầy Phạm Đình Mẫn cho biết, do không có đầy đủ vật liệu cơ khí, bên cạnh đó là nhiều vấn đề về lập trình, thầy và trò vừa làm, vừa học, vừa nghiên cứu thêm. Đây là thiết bị có liên quan đến cảm biến nhiệt độ, nên khi thời tiết thay đổi, mọi người phải thường xuyên đi kiểm tra các thông số của thiết bị.

Quạt thông minh được thiết kế có hệ thống cảm biến tự động tìm và quạt tại vị trí có người.

Đầu tiên quạt sẽ quét 180 độ để tìm người, nếu có người, nó sẽ đánh dấu bằng cảm biến thân nhiệt chuyển động. Sau mỗi lần quét, quạt sẽ quay 3 vòng tại những vị trí đánh dấu đó.

Sau một khoảng thời gian, quạt sẽ bắt đầu quét lại, tại vùng không có người đèn led sẽ tắt và ngược lại.

Khi lấy máy sấy tóc tác động không khí (tức có sự thay đổi về nhiệt độ), thông qua cảm biến, quạt sẽ tự động thay đổi tốc độ gió để phù hợp với thời tiết.

Sản phẩm khi được hoàn thiện. (Ảnh: NVCC)

Cận cảnh thiết bị quạt điều hòa thông minh. (Ảnh: NVCC)

Nếu không có người, quạt sẽ tự động tắt trong khoảng 10 giây và khi có người quạt lại hoạt động trở lại. Đối với dây dẫn để hút luồng khí dưới lòng sông ở độ sâu nhất khoảng 40 mét, với tiêu chí "càng sâu càng hiệu quả".

"Hệ thống chỉ vận hành máy bơm với công suất thấp và quạt làm mát, nên công suất tiêu thụ điện rất ít tương đương một bóng đèn tuýp. Bên cạnh đó, việc đẩy nhiệt độ tự nhiên vào phòng cũng giúp không khí có độ ẩm, không bị khô như máy điều hòa.

Thực tế, mùa đông có những hôm nhiệt độ ngoài trời dưới khu vực lồng bè là 7 độ C, còn phía dưới lòng sông là 24 độ C, lúc này sử dụng quạt sẽ đưa được nền nhiệt khoảng 20 độ C vào trong phòng. Còn vào ngày thời tiết nắng nóng là 37 độ C, nhiệt độ từ lòng sông là 23 độ C, khi quạt tỏa ra là mức 25 độ C", thầy Mẫn chia sẻ.

Khi có người quạt điều hòa thông minh sẽ bật đèn led. (Ảnh: NVCC)

Với sản phẩm trên, việc tiết kiệm điện năng cũng rất phù hợp với những ngư dân sống trên lồng bè nuôi cá, đi thuyền.

Sau 8 tháng mày mò, tìm tòi và "lăn lội" với thời tiết ở khu vực sông Đà, thầy trò Trường Trung học phổ thông chuyên Hoàng Văn Thụ đã hoàn thiện thiết bị.

Khi được hỏi về việc thiết bị trên liệu có phù hợp với nhu cầu sử dụng của người dân trên đất liền, thầy Mẫn cho biết, nếu hộ dân có giếng khoan, bể chứa nước ngầm, ao, hồ có thể sử dụng nó.

Chia sẻ về dự định sắp tới, thầy Mẫn cho biết, nhóm sẽ hoàn thiện sản phẩm, cũng mong muốn thiết bị có nhà đầu tư để hoàn chỉnh hơn, hoàn thiện phần vỏ ngoài và được tạo điều kiện để được đưa ra thị trường để phục vụ người dân, trước hết là những người sống gần sông.