Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 1. Với tình hình dịch bệnh COVID-19 đang bùng phát như hiện nay thì việc khử trùng, khử khuẩn đang rất quan trọng. Trong khi nghiên cứu về vi-rút COVID-19 đang được tiến hành, nhóm em biết vi-rút này lây lan chủ yếu khi các giọt trong đường hô hấp của một người bị nhiễm bệnh (sinh ra khi ho, hắt hơi, nói chuyện, ca hát) vào miệng, mũi hoặc mắt của những người ở gần. Biểu đồ 1-1: Tình hình dịch Covid-19 tại Việt Nam theo từng giai đoạn đến đầu tháng 8 (Nguồn: Bộ Y Tế) Bây giờ chúng ta cũng biết rằng mọi người có thể bị nhiễm và lây lan vi- rút cho người khác, ngay cả khi không có bất kỳ triệu chứng nào.
Mọi người cũng có thể bị nhiễm khi chạm vào miệng, mũi hoặc mắt sau khi chạm vào các bề mặt bị nhiễm vi rút. Vi-rútcó thể tồn tại trên các bề mặt và cả không khí trong vài giờ đến vài ngày. Vậy tin tốt là gì? Cách khử trùng bằng tia cực tím có thể xử lý vi-rút, kèm theo việc giữ gìn vệ sinh trong không gian đó. 8 Phương pháp khử khuẩn bằng tia cực tím (Ultraviolet germicidal irradiation, UVGI) đang ngày càng được sử dụng rộng rãi từ bệnh viện đến văn phòng, và trung tâm hỗ trợ sinh sản cũng không phải là một ngoại lệ.
2 Tình hình nghiên cứu. Sự bùng phát của dịch Ebola năm 2014 và sự lây lan gần đây của đại dịch Covid-19 khiến mọi người quan tâm nhiều hơn đến các phương pháp khử khuẩn nhằm tiêu diệt các loại vi khuẩn, vi-rút và mầm bệnh. Năm 1878, Arthur Downes và Thomas P. Blunt xuất bản một bài báo mô tả việc khử trùng các vi khuẩn tiếp xúc với ánh sáng có bước sóng ngắn.
UV đã là một tác nhân gây đột biến được biết đến ở cấp độ tế bào trong hơn một trăm năm. Giải Nobel Y học 1903 đã được trao cho Niels Finsen với việc sử dụng tia cực tím chống lại tuberculosis - vi khuẩn gây bệnh lao da. Sử dụng ánh sáng tia cực tím để khử trùng nước uống được sử dụng trở lại vào năm 1910 tại Marseille, Pháp. Các nhà máy nguyên mẫu đã được đưa ra khỏi dịch vụ sau chỉ một thời gian ngắn, do vấn đề độ tin cậy.
Năm 1955, hệ thống xử lý nước UV đã được áp dụng tại Áo và Thụy Sĩ; đến năm 1985 khoảng 1.500 nhà máy đã được sử dụng ở châu Âu. Trong năm 1998, nó đã được phát hiện động vật nguyên sinh như Cryptosporidium và Giardia dễ bị tổn thương hơn với ánh sáng tia cực tím hơn suy nghĩ trước đây; điều này đã mở đường cho việc mở rộng mô xử lý nước bằng UV ở Bắc Mỹ. 3 Mục đích nghiên cứu và tính ứng dụng của đề tài Nhằm đảm bảo chất lượng bầu không khí chúng ta hít thở và độ sạch của các bề mặt mà chúng ta tiếp xúc có ảnh hưởng lớn đến sức khỏe thể chất và tinh thần của chúng ta. Tất cả chúng ta đều có nguy cơ bị nhiễm cũng như phát tán vi-rútvà vi khuẩn, đặc biệt là ở các khu vực công cộng đông đúc như văn phòng, nhà máy, cửa hàng, quán bar hay nhà hàng, trường học, bảo tàng và trên phương tiện giao thông công cộng.
Robot khử trùng bằng tia cục tím UV dùng robot tự hành này có hệ thống đèn diệt khuẩn UV có khả năng phát ra tia cực tím UV loại C với bước sóng vào khoảng 250 nanomet, mang lại hiệu quả trong việc diệt khuẩn vì có thể phá hủy ADN của vi-rút, vi khuẩn, nấm mốc và những mầm bệnh khác (gồm cả “siêu vi khuẩn” kháng thuốc) trong không khí hoặc trên các bề mặt tiếp xúc. So với diệt khuẩn bằng hóa chất, tia UV có thể tiêu diệt các mầm bệnh ở trong không khí, những nơi khó khử trùng bằng hóa chất như thiết bị điện tử và thiết bị y tế; tiết kiệm chi phí khử trùng, giảm việc sử dụng hóa chất. Robot diệt khuẩn bằng tia UV tự hành được sáng tạo với mục đích sử dụng diệt khuẩn tại bệnh viện, khu vực cách ly, phòng mổ; thay thế con người để giảm nguy cơ tiếp xúc mầm bệnh, hỗ trợ công tác phòng, chống các dịch bệnh truyền nhiễm. 4 Nhiệm vụ nghiên cứu.
Tìm hiểu thực tế khi Robot được sử dụng tại những nơi như phòng học, bệnh viện, cửa hàng….So sánh và đánh giá ưu nhược điểm của giải pháp. Mô tả cấu hình, các thiết bị chính của giải pháp và các chức năng như điều khiển, tự hành, né vật cản và khử trùng bằng tia cực tím UV Thiết kế và thi công mô hình khử trùng bằng tia cực tím dùng robot tự hành gồm có: Mô hình phần cứng của robot tự hành cần có gồm mạch Arduino, driver cho động cơ, sử dụng nguồn điện có thể sạc được. Cảm biến siêu âm, đèn khử trùng phù hợp và thiết bị báo dung lượng pin. Để đạt được những tính năng hoạt động như chế độ chạy tự động cùng cảm biến siêu âm: Quét vật cản phía trước và chạy theo hướng không có vật cản.
Chế độ chạy 1 giây và dừng 5 giây cho đèn tia cực tím khử trùng và ngắt robot sau khi hoạt động một thời gian nhất định. Quản lý, cài đặt: Chỉnh sửa và cài đặt thông số hệ thống qua Ardunio, giám sát thông số hoạt động chính như tốc độ, khoảng cách đo của sóng siêu âm Đèn khử trùng bằng tia cực tím được cấp nguồn điện thông qua ắc quy Khả năng khử trùng xung quanh 360 độ, môi trường làm việc từ 0 đến 50oC 1. 5 Bố cục và thời gian thực hiện. Dựa vào các thông tin của thầy hướng dẫn đã cung cấp và các tài liệu, thành tựu trước kia thì nhóm em đã chọn lọc được những thông tin cần thiết cho đồ án tốt nghiệp này.
Tìm hiểu về mạch Arduino và tiến hành lập trình để hoành thành hệ thống tự hành. 11 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP 2. 1 Khử trùng bằng tia cực tím là gì? Tia cực tím (UV) là ánh sáng không nhìn thấy được, được chia thành 3 loại, UV-A, UV-B và UV-C. Tia UV - C được sinh ra bởi ánh sáng trong bước sóng từ 100-280nm.
Dựa vào biểu đồ 2. Biểu đồ 2-1: Biểu đồ bước sóng tia UV (Nguồn: Google) Khử trùng bằng tia cực tím (UVGI) là một phương pháp khử trùng sử dụng tia cực tím (UV-C) để giết hoặc làm bất hoạt các vi sinh vật bằng cách phá hủy các acid nucleic và phá hoại DNA của chúng, khiến chúng không thể thực hiện chức năng tế bào quan trọng. UVGI được sử dụng trong một loạt các ứng dụng, chẳng hạn như thực phẩm, không khí và lọc nước.1: Đèn khử trùng tia UV (Nguồn: Google) UV-C ánh sáng là yếu ở bề mặt Trái Đất do lớp ozone ngăn chặn nó. Thiết bị UVGI có thể sản xuất đủ ánh sáng UV-C mạnh trong tuần hoàn hệ thống không khí hoặc nước để biến chúng thành môi trường khắc nghiệt đối với vi sinh vật như vi khuẩn, vi-rút, nấm mốc và các mầm bệnh khác.
UVGI có thể được kết hợp với một hệ thống lọc để khử trùng không khí và nước. Việc áp dụng các UVGI để khử trùng đã là một thực tế được chấp nhận kể từ giữa thế kỷ 20. Nó đã được sử dụng chủ yếu trong điều kiện vệ sinh y tế và phương tiện làm việc vô trùng. Càng ngày nó càng được sử dụng nhiều để khử trùng nước uống và nước thải như các cơ sở giữ được kèm theo và có thể được luân chuyển để đảm bảo một độ phơi nhiễm cao với tia cực tím.
Trong những năm gần đây người ta đã tìm thấy ứng dụng đổi mới trong máy lọc không khí của UVGI. 2 Lịch sử phát triển của khử trùng tia cực tím. Năm 1878, Arthur Downes và Thomas P. Blunt xuất bản một bài báo mô tả việc khử trùng các vi khuẩn tiếp xúc với ánh sáng có bước sóng ngắn.
UV đã là một tác nhân gây đột biến được biết đến ở cấp độ tế bào trong hơn một trăm năm. Giải Nobel Y học 1903 đã được trao cho Niels Finsen với việc sử dụng tia cực tím chống lại tuberculosis - vi khuẩn gây bệnh lao da. 3 Phương thức hoạt động của đèn tia cực tím. Tia cực tím là bức xạ điện từ có bước sóng ngắn hơn ánh sáng nhìn thấy được.
Tia UV có thể được chia thành các phạm vi khác nhau, với các tia cực tím có bước sóng ngắn (UVC) được coi là "germicidal UV" (tia UV diệt trùng). Ở bước sóng nhất định, UV gây đột biến vi khuẩn, vi-rút và các vi sinh vật khác. Đặc biệt ở các bước sóng khoảng 260 nm 270 nm, UV phá vỡ liên kết trong phân tử DNA vi sinh vật, tạo ra dimer thymine có thể giết chết hoặc vô hiệu hóa các sinh vật. Đèn thủy ngân phát ra tia cực tím bước sóng 253,7 nm, đèn Diot cực tím (Ultraviolet Light Emitting Diodes, UV-C LED) phát ra tia cực tím có bước sóng từ 255 đến 280 nm.
Quá trình này tương tự như việc các bước sóng dài hơn (UVB) làm cháy nắng ở người. Vi sinh vật có ít sự bảo vệ khỏi tia cực tím và không thể tồn tại kéo dài tiếp xúc với nó. Hệ thống UVGI được thiết kế để diệt khuẩn trong môi trường như bể nước, không khí trong phòng kín. Đèn diệt khuẩn phát ra tia UV diệt trùng ở bước sóng chính xác, chiếu xạ vào môi trường.
Lưu thông không khí hoặc nước để đảm bảo không chiếu sót. 4 Các sản phẩm, giải pháp tương tự hiện tại. 1 Robot khử trùng TPA-ROBOT Hình 2.2: TPA-UV ROBOT, Robot khử khuẩn bằng tia UV (Nguồn: tpa-fas.vn) Robot khử trùng bằng tia cực tím TPA-UV ROBOT sử dụng tia cực tím UVC sóng ngắn để khử trùng và khử trùng, có thể phá hủy DNA và RNA của vi trùng và khiến chúng chết trong vòng vài phút, có thể tiêu diệt vi khuẩn một cách hiệu quả. Sau khi thử nghiệm, ở chế độ khử trùng cấp độ cao, các bào tử và vi khuẩn đa kháng thuốc khác nhau trên bề mặt môi trường (bề mặt nhẵn, bề mặt xốp thô) và các vi khuẩn đa kháng thuốc khác nhau hoàn toàn có thể đạt được yêu cầu khử trùng ở mức độ cao 99,9999%.
1 Đặc tính kỹ thuật. Khả năng tự điều hướng và định vị. Thiết lập cấu hình theo dõi nhiệt độ cơ thể, phát hiện nhiệt độ cơ thể vào ban ngày và khử trùng vào ban đêm. Đạt tiêu chuẩn y tế (MA Certificate) Phù hợp với các trung tâm mua sắn, nhà ga, văn phòng, nơi sản xuất, … Tuân thủ theo tiêu chuẩn về xe tự hành GBT30030-2013.