Hệ thống phơi cà phê thông minh của học trò lớp 9

Đề tài đoạt giải ba cuộc thi nghiên cứu khoa học kỹ thuật dành cho học sinh phổ thông tỉnh Lâm Đồng năm học 2017-2018 và được chọn dự thi cấp quốc gia. Hai học sinh là Nguyễn Anh Hào và Nguyễn Thành Long. Điều đặc biệt, Hào bị căn bệnh hiếm gặp và liệt hai chân từ nhỏ, hai tay rất yếu.

Từ sân cà phê bị ướt của mẹ

Căn nhà cấp 4 nằm trong con đường nhỏ của gia đình Hào khá đơn sơ. Khoảnh sân bêtông phía trước nhà được sử dụng làm nơi phơi hạt cà phê của gia đình sau khi thu hoạch. Cha mẹ Hào là giáo viên tiểu học.

Ngoài thời gian lên lớp, họ chăm sóc vườn cà phê quanh nhà. Những lúc cha mẹ lên lớp, Hào coi sân cà phê, trời mưa nhờ người hốt vào giúp.

Một ngày năm 2017, Hào ở nhà một mình, trời đổ mưa bất chợt. Đôi chân yếu ớt với hai cây nạng gỗ hai bên không thể giúp Hào chạy đi kêu người giúp. Hào chống nạng ra sân cà phê, hi vọng có thể hốt được chút ít. Bạn trượt ngã sóng soài, ướt nhẹp, sân cà phê cũng lềnh bềnh nước.

“Tôi về nhà thấy con mình mẩy ướt nhẹp, ngồi khóc ở hiên nhà. Cháu nói nếu khỏe mạnh như các bạn đã có thể giúp kéo cà phê vào nhà. Lúc đó tôi chỉ biết động viên con, sức khỏe con như thế kéo cà phê vào nhà là quá sức” – chị Mai Thị Ánh Tuyết, mẹ của Hào, nhớ lại.

Hào nói Di Linh là vùng chuyên canh cà phê nhưng vào mùa thu hoạch, nông dân rất vất vả tốn nhiều công để phơi. Tháng 11, 12 và đầu tháng 1 hằng năm thời tiết thường mưa bất chợt. Người dân phơi cà phải rất tất bật kéo bạt che để cà phê phơi không ướt. Nhiều hộ không kịp che nên cà phê bị ướt và thời gian phơi kéo dài.

Phải có giải pháp nào để phơi cà phê nhanh khô, an toàn, thân thiện với môi trường và giảm tối thiểu sức lao động của con người? Hào chia sẻ tâm tư của mình với Nguyễn Thành Long, người bạn cùng lớp.

Sau khi bàn bạc, hai bạn quyết định chia sẻ ý tưởng của mình với thầy giáo Phạm Văn Tĩnh. Được thầy định hướng, Hào và Long lập kế hoạch, phác thảo ý tưởng trên giấy và thực hiện dự án hệ thống phơi cà phê thông minh.

Hào phụ trách chính về lập trình, Long phụ trách phần cơ. Một số phụ kiện như cảm biến đo độ ẩm, cảm biến mưa được các bạn tìm kiếm trên mạng và đặt hàng giao tận nơi.

Vừa làm vừa cải tiến dần, sau bảy tháng, hệ thống phơi cà phê thông minh hoàn thành sau nhiều thử nghiệm thực tế.

Đến hệ thống phơi tự động

“Lúc đầu hệ thống sử dụng cảm biến mưa để xử lý tự động kéo các mái che. Chỉ cần trời mưa hệ thống sẽ tự động kéo mái che phía trên để cà phê không ướt. Tuy nhiên, thử nghiệm cho thấy cà phê vẫn ướt do việc kéo mái che mất một khoảng thời gian nhất định và mưa vẫn tạt vào sân” – Long kể.

Sau đó, Hào và Long quyết định sử dụng thêm cảm biến độ ẩm trong không khí để dự báo mưa. “Chỉ cần độ ẩm trong không khí cao (dự báo sắp mưa), hệ thống sẽ tự động kéo mái che lại trước khi trời mưa.

Các mái che cũng được lắp đặt xung quanh sân để ngăn mưa tạt vào. Giải pháp này đã xử lý triệt để, tránh mưa hoàn toàn cho sân phơi. Khi trời không mưa hoặc độ ẩm không khí thấp, hệ thống tự động kéo mái che ra” – Long nói thêm.

Một vấn đề khác phát sinh: mưa kéo dài, độ ẩm cao, cà phê không phơi khô kịp thời sẽ làm giảm chất lượng. Hai bạn đã đưa vào hệ thống giải pháp sấy cà phê tự động ngay cả khi trời mưa, các mái che được kéo lại hoàn toàn.

Khi độ ẩm không khí trên 90%, cảm biến độ ẩm hoạt động kích hoạt bộ phận đảo cà phê và các máy quạt ở góc sân để sấy cà phê. Hệ thống phơi cà phê thông minh là sự kết hợp giữa mái che, đảo cà phê, làm thông không khí hoạt động linh hoạt từng bộ phận hay kết hợp cùng hoạt động theo cài đặt tự động hoặc chủ động điều khiển thông qua điện thoại.

“Chỉ mất khoảng bốn giây để các mái che được kéo kín hoàn toàn sân phơi” – hai tác giả trẻ nói về sản phẩm của mình.