Hệ thống trợ giúp thoát hiểm cho người khi xe ô tô bị rơi xuống nước - Giải nhất cuộc thi sáng tạo dành cho thanh thiếu niên, nhi đồng tỉnh Nghệ An năm 2025
- Thứ năm - 28/08/2025 17:58
- In ra
- Đóng cửa sổ này
Đề tài “Hệ thống trợ giúp thoát hiểm cho người khi xe ô tô bị rơi xuống nước” đạt giải nhất trong Cuộc thi sáng tạo dành cho thanh thiếu niên, nhi đồng tỉnh Nghệ An năm 2025 với nhóm 04 học sinh đến từ trường Chuyên Phan Bội Châu và trường Huỳnh Thúc Kháng.
Bằng các phương pháp nghiên cứu có tính hệ thống, nhóm tác giả đã thiết kế chế tạo và lắp ráp sản phẩm và tiến hành thử nghiệm, mọi tính năng khi sử dụng, vận hành đạt yêu cầu đặt ra. Hệ thống đạt yêu cầu với tỷ lệ thành công 95% qua 5 lần thử nghiệm, đảm bảo an toàn, chi phí thấp (~1,5 triệu VNĐ), và thân thiện môi trường nhờ khí N2 và nhựa ABS tái chế (50%).
Thiết bị sử dụng nguồn điện ngoài (nguồn điện từ ô tô) để lưu vào bộ tích điện. (Mô hình sử dụng Pin 3S). Khi ô tô bị sự cố thì điện trong bộ tích điện sẽ cấp nguồn cho thiết bị hoạt động. Nguồn điện lưu trữ có khả năng kháng nước.
Nguồn ra của bộ lưu trữ sẽ được chia ra nguồn điện chính là nguồn điện 12V để sử dụng cho các thiết bị công suất như bộ kích hoạt phao, đèn còi, bộ phá kính tự động và nguồn 5V để cho mạch điều khiển, cảm biến và các module sim, GPS, Relay hoạt động.
Bằng các phương pháp nghiên cứu có tính hệ thống, nhóm tác giả đã thiết kế chế tạo và lắp ráp sản phẩm và tiến hành thử nghiệm, mọi tính năng khi sử dụng, vận hành đạt yêu cầu đặt ra. Hệ thống đạt yêu cầu với tỷ lệ thành công 95% qua 5 lần thử nghiệm, đảm bảo an toàn, chi phí thấp (~1,5 triệu VNĐ), và thân thiện môi trường nhờ khí N2 và nhựa ABS tái chế (50%).
Thiết bị sử dụng nguồn điện ngoài (nguồn điện từ ô tô) để lưu vào bộ tích điện. (Mô hình sử dụng Pin 3S). Khi ô tô bị sự cố thì điện trong bộ tích điện sẽ cấp nguồn cho thiết bị hoạt động. Nguồn điện lưu trữ có khả năng kháng nước.
Nguồn ra của bộ lưu trữ sẽ được chia ra nguồn điện chính là nguồn điện 12V để sử dụng cho các thiết bị công suất như bộ kích hoạt phao, đèn còi, bộ phá kính tự động và nguồn 5V để cho mạch điều khiển, cảm biến và các module sim, GPS, Relay hoạt động.
 |
Cấu tạo mô hình sản phẩm
Cơ chế xác nhận xe bị rơi xuống nước:
- Cơ chế hoạt động chính sẽ dựa vào cảm biến nước, được đặt ở đầu xe, cụ thể hơn có thể đặt trong nắp capo, đó là vị trí nhạy nhất khi xe bị rơi xuống nước (nên lắp ở gần hệ thống nước rửa kính vì đó là nơi có nhiệt độ thấp nhất trong hệ thống đầu máy của xe ô tô.
- Khi cảm biến áp suất tự chế trên cảm biến nước thì phụ thuộc vào mức áp suất của nước để hoạt động chứ không cần phụ thuộc vào thời gian. Tín hiệu báo từ cảm biến nước thì sẽ xác nhận rằng xe bị rơi xuống nước.
- Đưa cảm biến nước vào trong một màng bọc hoặc bao bóng cao su, nước ngập đến một áp suất nhất định thì màng bọc sẽ vỡ và nước sẽ tràn vào và cảm biến sẽ hoạt động.
Nguyên lý hoạt động:
Sơ đồ nguyên lý của hệ thống
+ Sau khi xác hệ thống phát hiện xe bị rơi xuống nước bộ điều khiển sẽ xuất tín hiệu kích hoạt tất cả hệ thống phao thông qua các module relay.
+ Vì sử dụng bình nén nitơ (N2) được nén ở áp suất cao nên khi được kích mở, phao cứu sinh sẽ được bơm căng đẩy mở nắp hộp chứa và phao sẽ được căng phồng ra phía ngoài. Vì hệ thống phao được bố trí xung quanh xe nên khi các phao được bơm căng xe sẽ được giữ nỗi trên mặt nước.
Ngoài kích hoạt các bộ phao cứu sinh, bộ điều khiển còn kích hoạt đèn gắn còi để phát tín hiệu cứu trợ tại chỗ và đồng thời gọi điện, nhắn tin vị trí GPS đến số điện thoại đã được cài đặt sẵn.
Ngoài những chức năng chính trên thiết bị còn tích hợp thêm các chứ năng như:
- Cho người dùng lựa chọn chế độ bật tắt hệ thống cảnh báo. Tuy nhiên khi người dùng tắt hệ thống nếu phát hiện tình trạng xe bị rơi xuống nước hệ thống vẫn sẽ cảnh báo cho người trên xe. Khi đó người dùng phải nhấn nút xác nhận mình chủ đích tắt hệ thống nếu không hệ thống sẽ tự kích hoạt các chức năng như mình thường.
- Trang bị bộ phận phá kính tự động phía sau bằng nam châm điện. Người dùng có thể bấm nút khẩn cấp để kích hoạt tự động phá kính sau giúp thoát ra an toàn.
- Trang bị bộ âm thanh cảnh báo bằng giọng nói với nội dung: “Hãy tháo giây an toàn…” để tránh người dùng hoảng loạn quên tháo dây an toàn.
Khi xe bắt đầu chìm xuống nước người ở trong xe ô tô thường có tâm lí hoảng loạn, sợ hãi. Hơn nữa khi xe ô tô không hoạt động và đóng kín thì quá trình cân bằng áp suất trong và ngoài xe sẽ kéo dài lâu hơn và hậu quả là bạn sẽ sợ hãi và hoảng loạn, sau đó vì thiếu ôxy bên trong khi xe ngập nước sẽ dễ đến nguy cơ tử vong đối với con người khi xe ô tô bị rơi xuống nước là đáng lo lắng và là mối quan tâm của toàn xã hội. Vì thế, “Hệ thống trợ giúp thoát hiểm cho người khi xe ô tô bị rơi xuống nước” tăng cao khả năng thoát hiểm tạo cơ hội sống sót và an toàn cho con người cần có một hệ thống trang bị trên xe ô tô giúp con người thoát hiểm khi xe gặp sự cố.
Cơ chế xác nhận xe bị rơi xuống nước:
- Cơ chế hoạt động chính sẽ dựa vào cảm biến nước, được đặt ở đầu xe, cụ thể hơn có thể đặt trong nắp capo, đó là vị trí nhạy nhất khi xe bị rơi xuống nước (nên lắp ở gần hệ thống nước rửa kính vì đó là nơi có nhiệt độ thấp nhất trong hệ thống đầu máy của xe ô tô.
- Khi cảm biến áp suất tự chế trên cảm biến nước thì phụ thuộc vào mức áp suất của nước để hoạt động chứ không cần phụ thuộc vào thời gian. Tín hiệu báo từ cảm biến nước thì sẽ xác nhận rằng xe bị rơi xuống nước.
- Đưa cảm biến nước vào trong một màng bọc hoặc bao bóng cao su, nước ngập đến một áp suất nhất định thì màng bọc sẽ vỡ và nước sẽ tràn vào và cảm biến sẽ hoạt động.
Nguyên lý hoạt động:
Sơ đồ nguyên lý của hệ thống
+ Sau khi xác hệ thống phát hiện xe bị rơi xuống nước bộ điều khiển sẽ xuất tín hiệu kích hoạt tất cả hệ thống phao thông qua các module relay.
+ Vì sử dụng bình nén nitơ (N2) được nén ở áp suất cao nên khi được kích mở, phao cứu sinh sẽ được bơm căng đẩy mở nắp hộp chứa và phao sẽ được căng phồng ra phía ngoài. Vì hệ thống phao được bố trí xung quanh xe nên khi các phao được bơm căng xe sẽ được giữ nỗi trên mặt nước.
Ngoài kích hoạt các bộ phao cứu sinh, bộ điều khiển còn kích hoạt đèn gắn còi để phát tín hiệu cứu trợ tại chỗ và đồng thời gọi điện, nhắn tin vị trí GPS đến số điện thoại đã được cài đặt sẵn.
Ngoài những chức năng chính trên thiết bị còn tích hợp thêm các chứ năng như:
- Cho người dùng lựa chọn chế độ bật tắt hệ thống cảnh báo. Tuy nhiên khi người dùng tắt hệ thống nếu phát hiện tình trạng xe bị rơi xuống nước hệ thống vẫn sẽ cảnh báo cho người trên xe. Khi đó người dùng phải nhấn nút xác nhận mình chủ đích tắt hệ thống nếu không hệ thống sẽ tự kích hoạt các chức năng như mình thường.
- Trang bị bộ phận phá kính tự động phía sau bằng nam châm điện. Người dùng có thể bấm nút khẩn cấp để kích hoạt tự động phá kính sau giúp thoát ra an toàn.
- Trang bị bộ âm thanh cảnh báo bằng giọng nói với nội dung: “Hãy tháo giây an toàn…” để tránh người dùng hoảng loạn quên tháo dây an toàn.
Khi xe bắt đầu chìm xuống nước người ở trong xe ô tô thường có tâm lí hoảng loạn, sợ hãi. Hơn nữa khi xe ô tô không hoạt động và đóng kín thì quá trình cân bằng áp suất trong và ngoài xe sẽ kéo dài lâu hơn và hậu quả là bạn sẽ sợ hãi và hoảng loạn, sau đó vì thiếu ôxy bên trong khi xe ngập nước sẽ dễ đến nguy cơ tử vong đối với con người khi xe ô tô bị rơi xuống nước là đáng lo lắng và là mối quan tâm của toàn xã hội. Vì thế, “Hệ thống trợ giúp thoát hiểm cho người khi xe ô tô bị rơi xuống nước” tăng cao khả năng thoát hiểm tạo cơ hội sống sót và an toàn cho con người cần có một hệ thống trang bị trên xe ô tô giúp con người thoát hiểm khi xe gặp sự cố.