Bạn đang tìm kiếm ý tưởng STEM môi trường vừa độc đáo, vừa dễ làm và bảo vệ môi trường? 5 mô hình dưới đây sẽ giúp học sinh cấp 2 chinh phục kiến thức Vật lý, Tin học và Hóa học một cách đầy hứng khởi. Cùng inteX khám phá các sản phẩm STEM về môi trường phù hợp cho học sinh THCS trong bài viết dưới đây.
1. Thùng rác mini tự động phân loại
Một chiếc thùng rác thông minh sử dụng cảm biến để nhận biết vật cản, tự động mở nắp khi bạn đưa rác lại gần. Giúp hạn chế tiếp xúc vi khuẩn và tạo sự hứng thú trong việc vứt rác đúng nơi quy định.
Thùng rác thông minh sử dụng cảm biến nhận diện rác đã dần được sử dụng phổ biến ngày nay.
1.1. Vật dụng chuẩn bị
- Vật liệu tái chế: Thùng carton nhỏ, vỏ chai nhựa cũ, keo nến.
- Linh kiện điện tử: 1 bo mạch Arduino Nano/Uno, 1 cảm biến siêu âm (HC-SR04), 1 động cơ Servo (SG90), pin 9V và dây cắm.
1.2. Hướng dẫn cách thực hiện
- Bước 1: Cắt bìa carton để tạo hình thân thùng rác và nắp đậy có khớp xoay linh hoạt.
- Bước 2: Gắn cảm biến siêu âm lên mặt trước thùng rác (vị trí tương đương “mắt” người).
- Bước 3: Kết nối động cơ Servo với nắp thùng bằng một thanh đẩy nhỏ để điều khiển đóng/mở.
- Bước 4: Nạp code điều khiển: Thiết lập khi khoảng cách đo được < 15cm, Servo quay 90 độ để mở nắp, chờ 3 giây rồi tự động đóng lại.
2. Mô hình nông trại thông minh sử dụng Arduino
Hệ thống thu nhỏ mô phỏng một nông trại hiện đại, nơi các yếu tố môi trường được kiểm soát hoàn toàn bằng công nghệ, giúp cây trồng phát triển trong điều kiện tốt nhất.
Mô hình nông trại thông minh sử dụng cảm biến Arduino của học sinh lớp 7G trường THCS Bình Minh đã đạt giải nhất trong cuộc thi về STEM Robotics. Mô hình được xây dựng bằng lego, tạo hình khu vườn, nông trại.
2.1. Vật dụng chuẩn bị
- Vật liệu: Khung mô hình (gỗ, xốp hoặc Lego), chậu cây nhỏ.
- Linh kiện: Bo mạch Arduino, cảm biến nhiệt độ & độ ẩm (DHT11), cảm biến ánh sáng (LDR), màn hình LCD 16×2.
2.2. Hướng dẫn cách thực hiện
- Bước 1: Dựng khung nhà màng mini bằng xốp hoặc Lego, đặt chậu cây vào bên trong.
- Bước 2: Lắp đặt cảm biến DHT11 để theo dõi không khí và cảm biến LDR để đo độ sáng mặt trời.
- Bước 3: Kết nối toàn bộ linh kiện với Arduino. Lập trình để các thông số hiển thị trực tiếp lên màn hình LCD.
- Bước 4: Tích hợp đèn LED tự động bật khi ánh sáng yếu, giúp cây quang hợp tốt hơn vào ban đêm.
3. Hệ thống tưới nước tự động
Thiết bị hỗ trợ chăm sóc cây trồng tự động dựa trên độ ẩm của đất, đảm bảo cây luôn có đủ nước ngay cả khi bạn vắng nhà.
3.1. Vật dụng chuẩn bị
- Vật liệu: Bình chứa nước (chai nhựa 1.5L), ống dẫn nước mini (dây truyền dịch cũ).
- Linh kiện: 1 cảm biến độ ẩm đất, 1 rơ-le (Relay) 5V, 1 máy bơm chìm mini 5V, sạc dự phòng.
3.2. Hướng dẫn cách thực hiện
- Bước 1: Cắm cảm biến độ ẩm vào phần đất sát gốc cây.
- Bước 2: Kết nối máy bơm chìm vào bình chứa nước và đi đường ống tưới nhỏ giọt.
- Bước 3: Nối cảm biến và máy bơm thông qua rơ-le kết nối với Arduino.
- Bước 4: Thiết lập: Khi độ ẩm đất xuống dưới mức 30%, rơ-le đóng mạch để bơm nước. Hệ thống sẽ tự ngắt khi đất đạt đủ độ ẩm quy định.
Tìm hiểu thêm: Top 10 Ý Tưởng Sản Phẩm STEM Cho Học Sinh THCS
4. Chế tạo pin từ củ khoai tây
Một thí nghiệm hóa học thú vị chứng minh sự tồn tại của năng lượng điện trong thực phẩm, giúp học sinh cấp 2 hiểu về dòng điện hóa học.
4.1. Vật dụng chuẩn bị
- Nguyên liệu: 2 – 3 củ khoai tây tươi lớn.
- Linh kiện: Đinh kẽm (cực âm), đồng xu hoặc dây đồng (cực dương), dây điện kẹp cá sấu, đèn LED nhỏ.
4.2. Hướng dẫn cách thực hiện
- Bước 1: Cắm 1 đinh kẽm và 1 miếng đồng vào từng củ khoai tây (lưu ý không để hai cực chạm nhau bên trong).
- Bước 2: Nối nối tiếp các củ khoai tây (cực đồng củ này nối với cực kẽm củ kia) để cộng dồn điện áp.
- Bước 3: Kết nối hai đầu dây cuối cùng vào bóng đèn LED.
- Bước 4: Quan sát bóng đèn sáng lên nhờ phản ứng trao đổi electron giữa các kim loại thông qua môi trường axit của khoai tây.
5. Thiết bị hút đinh từ vật liệu tái chế
Sản phẩm cơ khí đơn giản mang ý nghĩa cộng đồng. Dùng để thu gom các vật sắc nhọn bằng kim loại trên đường phố hoặc sân trường.
5.1. Vật dụng chuẩn bị
- Vật liệu: Xe đồ chơi cũ, cán gậy nhựa/gỗ, keo dán.
- Linh kiện: Nam châm vĩnh cửu lực hút mạnh (tận dụng từ loa hỏng hoặc ổ cứng cũ).
5.2. Hướng dẫn cách thực hiện
- Bước 1: Thu gom và vệ sinh nam châm cũ để đảm bảo lực hút tốt nhất.
- Bước 2: Gắn các tấm nam châm lên một bề mặt phẳng bằng nhựa hoặc gỗ.
- Bước 3: Cố định bề mặt nam châm này vào gầm xe đồ chơi hoặc đầu gậy đẩy tay.
- Bước 4: Thử nghiệm đẩy thiết bị qua bãi cát hoặc sân trường để thu gom đinh và sắt vụn bị sót lại.
Tìm hiểu thêm: Sản phẩm STEM cho học sinh lớp 8
Kết luận:
Các sản phẩm STEM về môi trường không chỉ giúp các bạn nhỏ THCS tích lũy kiến thức mà còn xây dựng ý thức trách nhiệm với cộng đồng. Hy vọng 5 gợi ý trên từ inteX sẽ khởi nguồn cho những sáng kiến tuyệt vời của bạn.
