Giáo dục Robot phun thuốc trừ sâu ứng dụng công nghệ IOT

Robot được tích hợp phun thuốc và đo các thông số cơ bản của môi trường

Sinh ra trong gia đình thuần nông, Xuân Cường là người hiểu rõ những khó khăn mà mỗi nông dân gặp phải khi canh tác. Nhất là khi cây trồng gặp vấn đề về sâu bệnh, khi những vật bảo hộ như khẩu trang, găng tay, áo mưa chỉ phần nào bảo vệ được sức khỏe của người phun thuốc. Thế là cậu học trò nhỏ nghĩ cách chế tạo robot phun thuốc trừ sâu, vừa giảm thiểu rủi ro tiếp xúc với hóa chất độc hại cho người nông dân, vừa đa dạng công năng.

IOT (Internet of Things) là cách vận hành thiết bị, đồ dùng thông qua mạng internet. Mọi thông tin, dữ liệu, thao tác được chuyển tải, vận hành thông qua mạng internet mà không cần sự tương tác trực tiếp giữa người với thiết bị. Với robot phun thuốc trừ sâu ứng dụng công nghệ IOT, chỉ cần chiếc điện thoại di động, Trương Xuân Cường có thể điều khiển việc vận hành robot này mọi lúc mọi nơi.

Cường cho biết: “Phạm vi điều khiển của robot lên đến 200m, đây là khoảng cách khá an toàn khi người dân phun thuốc trên đồng ruộng của mình”.

Cấu tạo của robot khá đơn giản. Miêu tả đến từng chi tiết nhỏ, Cường tỉ mỉ: “Robot của em được thiết kế gồm 2 phần, khung xe và bộ điều khiển. Em đã tích hợp robot vừa có thể phun thuốc, vừa đo được các thông số môi trường cơ bản như nhiệt độ, độ ẩm”.

Mối liên hệ giữa các thông số như nhiệt độ, độ ẩm rất quan trọng khi người nông dân sử dụng thuốc bảo vệ thực vật. Nếu phun thuốc khi trời quá nắng nóng, hiệu lực của thuốc sẽ giảm. Tương tự, nếu độ ẩm cao, nguy cơ trời sắp mưa, thuốc trừ sâu dễ bị rủi ro rửa trôi. Các thông số này được hiển thị lên màn hình LCD và gửi lên phần mềm giám sát thông qua mạng wifi.

Với sự phổ biến của các linh kiện điện tử hiện nay, Xuân Cường đã tận dụng arduino nano (bo mạch xử lý được dùng để lập trình tương tác với các thiết bị phần cứng như cảm biến, động cơ…). Được ví như bộ não của robot, tuy nhiên, arduino vẫn thật sự không có dữ liệu. Vì thế, người dùng phải lập trình. Niềm đam mê tin học từ bé đã giúp Trương Xuân Cường có vốn kiến thức đủ để tự tin lập trình các câu lệnh cho arduino.

Cậu học trò nhỏ vui vẻ: “Với em, lập trình cho arduino cũng giống như “dạy dỗ” một đứa trẻ, biến robot từ một khối kim loại trở thành công cụ hữu ích, có thể đo các thông số, tiến, lùi, rẽ và phun thuốc tùy ý người điều khiển”.

Cách lắp ráp robot khá phức tạp, chỉ cần một sai sót nhỏ, những linh kiện có thể bị chập, cháy. Vì thế, Cường đã chuẩn bị kỹ lưỡng từ khâu thiết kế, lập bản vẽ đến lắp ráp linh kiện. Động lực từ sự động viên, khích lệ từ nhà trường, ngay trong lần lắp ráp đầu tiên, robot phun thuốc trừ sâu ứng dụng công nghệ IOT đã thể hiện những ưu điểm vượt trội. Hệ thống động cơ chạy mượt, các thông số nhiệt độ, độ ẩm chuẩn xác. Tầm phun của robot lên đến 1m (đã được tiết chế để phù hợp với mô hình), lực phun ổn định, dàn đều trên bề mặt vật tiếp xúc.

Không chỉ tích hợp nhiều chức năng, robot còn rất thân thiện với môi trường vì sử dụng năng lượng mặt trời (đây cũng là lợi thế khi điều kiện phun thuốc trừ sâu thuận lợi là lúc trời nắng ráo). Không chỉ phun thuốc trừ sâu, nếu cần thiết, robot cũng sẽ trở thành trợ thủ tưới cây đắc lực, phù hợp với các loại rau màu. Lưu lượng nước được điều khiển linh hoạt nhờ vào hệ thống máy bơm.

Robot phun thuốc trừ sâu ứng dụng công nghệ IOT đã đoạt giải ba Cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên, Nhi đồng tỉnh lần thứ XII, năm 2019. Mong muốn của cậu học trò nhỏ ở miền núi này là sáng tạo của mình có thể giúp ích cho nhiều người. Chi phí trung bình để chế tạo một robot phun thuốc trừ sâu khoảng 3,5 triệu đồng. Chỉ cần cải tiến hệ thống chuyển động, robot có thể thích ứng với nhiều dạng địa hình khác nhau.

Bài, ảnh: Mai Huế