Trong thời gian gần đây, các báo cáo từ hệ thống IQAir cho thấy chất lượng không khí tại nhiều khu vực đô thị lớn, đặc biệt là Hà Nội, thường xuyên ở mức xấu đến rất xấu. Bụi mịn PM2.5, PM1.0 cùng khí độc hại từ giao thông, công nghiệp và sinh hoạt đang trở thành mối đe dọa âm thầm nhưng nghiêm trọng đối với sức khỏe con người.

Trước thực trạng đó, sinh viên theo học ngành Thiết kế vi mạch bán dẫn tại FPT Jetking đã bắt đầu đưa kiến thức điện tử – vi mạch – IoT vào các đồ án thực hành, hướng tới những giải pháp công nghệ phục vụ cộng đồng và bảo vệ môi trường sống.

Ô nhiễm không khí – Mối nguy khó nhận biết bằng giác quan

Bụi mịn PM2.5 có kích thước nhỏ hơn sợi tóc tới hàng chục lần, không màu, không mùi và gần như không thể nhận biết bằng mắt thường. Tuy nhiên, chính kích thước siêu nhỏ này lại khiến chúng dễ dàng xâm nhập sâu vào phổi, đi vào máu, thậm chí thẩm thấu qua da.

Các nghiên cứu cho thấy bụi mịn và kim loại nặng trong không khí có thể gây ra hàng loạt vấn đề sức khỏe như viêm da, lão hóa sớm, bệnh hô hấp, suy giảm miễn dịch và gia tăng nguy cơ ung thư. Đặc biệt, trong môi trường sống kín như căn hộ, văn phòng, chất lượng không khí kém càng khó được phát hiện sớm nếu chỉ dựa vào cảm nhận của con người.

Chính vì vậy, nhu cầu về một hệ thống giám sát môi trường khách quan bằng thiết bị điện tử trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.

Từ vấn đề thực tiễn đến ý tưởng đồ án sinh viên

Xuất phát từ thực trạng ô nhiễm không khí đô thị, nhóm sinh viên Bì Duy Tân, Lê Hòa Duy Lộc, Lê Tuấn Kiệt và Huỳnh Công Tâm – sinh viên học kỳ 1 ngành Thiết kế vi mạch bán dẫn tại FPT Jetking, đã triển khai đồ án với chủ đề:“Hệ thống giám sát chất lượng không khí thông minh”.

Đây là đồ án thực hành tiêu biểu trong học phần nền tảng, nơi sinh viên được khuyến khích đưa kiến thức điện tử, lập trình và tư duy hệ thống vào giải quyết các bài toán đời sống.

Đáng chú ý, nhóm có thành viên trái ngành như Bì Duy Tân, từng theo học ngành Y trước khi quyết định chuyển hướng sang lĩnh vực vi mạch bán dẫn. Điều này cho thấy chương trình đào tạo tại FPT Jetking được thiết kế phù hợp cả với người chưa có nền tảng điện tử ban đầu.

Chương trình đào tạo thiết kế vi mạch bán dẫn tại FPT Jetking

Sinh viên theo học chương trình Thiết kế vi mạch bán dẫn quốc tế tích hợp AI tại FPT Jetking sẽ trải qua lộ trình 2 năm – 4 học kỳ, với 70% thời lượng thực hành.

Ngay từ học kỳ 1, sinh viên đã được tiếp cận các học phần như:

• Programming Elements & Electric Circuits

• Lập trình C/C++ cho hệ thống nhúng

• Kiến thức điện tử cơ bản và vi điều khiển

• Tư duy thiết kế mạch và liên kết linh kiện

Đặc biệt, chương trình năm 2025 được nâng cấp với 160 giờ học AI, tích hợp AI-Driven Design trong các module Digital Logic, giúp sinh viên sớm làm quen với xu hướng ứng dụng AI trong thiết kế và tối ưu vi mạch.

Giới thiệu sản phẩm giám sát môi trường sống

Mục tiêu của hệ thống

Sản phẩm được thiết kế nhằm giám sát chất lượng không khí trong không gian sống như căn hộ, phòng ở hoặc văn phòng, với các thông số:

• Bụi mịn
• Khí gas
• Nhiệt độ
• Độ ẩm

Hệ thống thu thập dữ liệu từ cảm biến, xử lý – so sánh với ngưỡng an toàn và đưa ra cảnh báo kịp thời cho người dùng.

Cấu trúc và nguyên lý hoạt động

• Khối xử lý trung tâm: Vi điều khiển 8051 đảm nhiệm việc nhận và xử lý dữ liệu cảm biến.
• Khối hiển thị tại chỗ: Màn hình LCD 16×2 hiển thị thông số môi trường theo thời gian thực.
• Khối IoT – giám sát từ xa: ESP32-S2 truyền dữ liệu lên Cloud, hiển thị trên dashboard web hoặc điện thoại.
• Cảm biến: Đo bụi mịn, khí gas, nhiệt độ và độ ẩm trong môi trường sống.

Mô hình được lắp đặt thử nghiệm trong không gian căn hộ đô thị, mô phỏng sát điều kiện sử dụng thực tế.

Kết quả đạt được và điểm nổi bật của đồ án

Hệ thống đã đáp ứng đúng mục tiêu ban đầu khi:

• Giám sát đồng thời nhiều thông số môi trường quan trọng.
• Hiển thị trực quan tại chỗ và từ xa qua Internet.
• Hoạt động ổn định với chi phí linh kiện hợp lý.

Ưu điểm nổi bật của sản phẩm:

• Chi phí thấp, sử dụng linh kiện phổ biến.
• Đa năng, tích hợp nhiều cảm biến trong một hệ thống.
• Trực quan, dễ theo dõi cả trên thiết bị và điện thoại.
• Có khả năng mở rộng nhờ sử dụng module ADC rời cho độ chính xác cao.

Góc nhìn kỹ thuật và tư duy cải tiến của sinh viên

Trong quá trình thực hiện, nhóm sinh viên cũng chủ động phân tích các hạn chế của hệ thống, từ đó đề xuất hướng phát triển mang tính thương mại hóa, như:

• Tối ưu kiến trúc, chuyển toàn bộ xử lý sang ESP32 để giảm chi phí và độ phức tạp.
• Thay thế cảm biến khí truyền thống bằng cảm biến MEMS thế hệ mới, tiết kiệm năng lượng.
• Ứng dụng AI/Machine Learning để dự báo xu hướng ô nhiễm từ dữ liệu Cloud.
• Tích hợp cơ chế chấp hành tự động như kích hoạt quạt thông gió, máy lọc không khí khi vượt ngưỡng an toàn.

Những phân tích này cho thấy sinh viên không chỉ dừng lại ở việc “làm được mạch”, mà đã hình thành tư duy hệ thống và tư duy sản phẩm, đúng chuẩn đào tạo kỹ sư thực hành.

Từ đồ án sinh viên đến giá trị thực tiễn

Dù vẫn còn những giới hạn của một đồ án học kỳ 1, sản phẩm giám sát môi trường sống của sinh viên FPT Jetking đã đặt nền móng vững chắc về:

• Kiến thức điện tử – vi mạch – IoT
• Khả năng phân tích bài toán thực tế
• Tư duy thiết kế hệ thống thông minh

Đây là minh chứng rõ ràng cho định hướng đào tạo của FPT Jetking: học đi đôi với làm, đồ án gắn liền với nhu cầu xã hội và doanh nghiệp.

Thông qua những đồ án như hệ thống giám sát môi trường sống, sinh viên ngành Thiết kế vi mạch bán dẫn tại FPT Jetking không chỉ học công nghệ, mà còn học cách tạo ra giá trị cho cộng đồng. Từ lớp học đến sản phẩm thực tế, từ mạch điện đến giải pháp môi trường, hành trình đào tạo tại FPT Jetking đang từng bước hình thành thế hệ kỹ sư vi mạch trẻ, sẵn sàng đóng góp cho một tương lai sống xanh – thông minh – bền vững.

Cùng xem video để hiểu hơn về quá trình thực hiện đồ án của nhóm nhé!