Hệ thống hạn chế rủi ro khi lái xe ô tô: Góp phần giảm tai nạn giao thông

– Hệ thống hạn chế rủi ro khi lái xe ô tô do nhóm học sinh Trường THPT Chi Lăng, huyện Chi Lăng nghiên cứu nhằm tránh đạp nhầm chân ga, chân phanh và cảnh báo khi nồng độ khí CO2 trong xe gây nguy hiểm cho con người. Tại Cuộc thi Sáng kiến an toàn giao thông năm 2022 do Cục Cảnh sát giao thông (Bộ Công an) phối hợp với Báo Điện tử Dân trí, Công ty Toyota Việt Nam tổ chức, Hệ thống hạn chế rủi ro khi lái xe ô tô lọt vào Top 10 giải pháp công nghệ về an toàn giao thông.

Đạp nhầm chân ga, chân phanh là một trong những nguyên nhân dẫn đến tai nạn giao thông. Cùng đó, nhiều trường hợp trẻ em bị bỏ quên trên xe, lái xe ngủ trong xe dẫn đến tử vong do thiếu không khí… Trên thị trường đã có một số giải pháp hạn chế rủi ro khi lái xe ô tô được phát triển, tuy nhiên, những sản phẩm này còn hạn chế do có thể bị kích hoạt ngoài ý muốn, cần lắp đặt cảm biến, bật tắt nguồn gây bất tiện cho người sử dụng. Để hạn chế nguy cơ về tai nạn giao thông, từ tháng 5/2022 đến tháng 10/2022, nhóm học sinh lớp 10, Trường THPT Chi Lăng, huyện Chi Lăng gồm: Trần Thu Phương, Nguyễn Thảo Nhi, Nguyễn Trần Hoàn, Vi Hoàng Ngọc Quyên, Nguyễn Hải Dương dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Mạnh Cường, giáo viên môn Tiếng Anh đã nghiên cứu, chế tạo Hệ thống hạn chế rủi ro khi lái xe ô tô.

Nhóm nghiên cứu nhận giấy khen của Ban tổ chức Cuộc thi Sáng kiến an toàn giao thông năm 2022

Thầy Nguyễn Mạnh Cường, Trường THPT Chi Lăng, huyện Chi Lăng, giáo viên hướng dẫn nhóm nghiên cứu cho biết: Sau khi học sinh trình bày ý tưởng với Câu lạc bộ STEM của nhà trường, các thầy cô giáo đã nghiên cứu, thảo luận và quyết định cử giáo viên hướng dẫn nhóm hiện thực hóa ý tưởng. Để tạo ra sản phẩm các em phải tự học thêm kiến thức về lập trình Arduino từ giáo viên tin học, tìm hiểu từ các tài liệu trong và ngoài nước. Sau khi nghiên cứu lập trình trên máy tính thì việc ráp nối các cấu kiện với nhau cũng là vấn đề khó khăn với học sinh, do đó, chúng tôi phải nhờ gia công từ bên ngoài.

Hệ thống hạn chế rủi ro khi lái xe ô tô gồm: nguồn điện 12V, biến trở chân phanh, biến trở chân ga, mạch hạ áp, cảm biến, động cơ và các mô đun. Nhóm nghiên cứu sử dụng nền tảng mã nguồn mở Arduino; phần mềm xây dựng mô hình 3D, thiết kế hình mẫu và kiểm tra ý tưởng sản phẩm Autodesk Inventor; vi điều khiển Atmega328; thiết bị thu phát dữ liệu vệ tinh GPS, SMS để thiết lập các thông số kỹ thuật và vận hành hệ thống.

Việc chân ga, chân phanh bị nhấn một cách đột ngột thường gặp trong tình huống lái xe mất bình tĩnh dẫn đến đạp nhầm hoặc cần bứt tốc, giảm tốc để tránh phương tiện khác phòng tai nạn xảy ra. Đây là vấn đề mà nhóm nghiên cứu phải giải quyết. Để Hệ thống hạn chế rủi ro khi lái xe ô tô nhận biết hành vi đạp nhầm chân ga, nhóm tác giả sử dụng phương pháp đọc giá trị biến trở và phương pháp tránh đạp nhầm chân ga, chân phanh với tốc độ xử lý 10ms (0,01s). Theo đó, biến trở được đặt đồng tâm với quỹ đạo chuyển động của chân ga, chân phanh. Khi lái xe tác động lên chân ga, biến trở cũng chuyển động theo làm thay đổi giá trị điện trở, vi điều khiển sẽ đọc giá trị điện trở để làm cơ sở điều khiển tốc độ động cơ. Cùng đó, vi điều kiển sẽ đọc giá trị điện trở với chu kỳ 10ms/lần, nếu nhận thấy giá trị biến trở tăng đột ngột vi điều khiển lập tức can thiệp, không cung cấp năng lượng cho động cơ. Từ đó, phương tiện sẽ không tăng tốc đột ngột, hạn chế tai nạn có thể xảy ra.

Em Trần Thu Phương, Trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: Hệ thống hạn chế rủi ro khi lái xe ô tô còn có cảm biến thu thập dữ liệu nồng độ khí CO2 trong xe. Khi nồng độ khí CO2 ở mức từ 1.000 đến 5.000 ppm sẽ gây ra hiện tượng không khí kém, tù đọng, ngột ngạt, con người ở trong môi trường này sẽ gặp tình trạng buồn ngủ, đau đầu, mất tập trung, tăng nhịp tim, buồn nôn, ngộ độc khí. Lúc này hệ thống sẽ phát ra tín hiệu cảnh báo bằng âm thanh, kích hoạt hệ thống gọi điện thoại cho người thân và gửi tin nhắn tọa độ xe qua hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM).

Thử nghiệm cho thấy, Hệ thống hạn chế rủi ro khi lái xe ô tô hoạt động ổn định, nhanh, không phát sinh lỗi, khi nồng độ CO2 tăng cao hệ thống kịp thời phát hiện và đưa ra cảnh báo. Nếu được sản xuất đại trà, Hệ thống hạn chế rủi ro khi lái xe ô tô có giá thành thấp hơn những sản phẩm hiện có trên thị trường. Sản phẩm được Ban Giám khảo Cuộc thi Sáng kiến an toàn giao thông năm 2022 cũng như chuyên gia về cơ khí động lực (Trường Đại học Bách khoa Hà Nội) đánh giá cao về khả năng hạn chế rủi ro khi lái xe ô tô cũng như tính ứng dụng trong thực tiễn.