MỤC LỤC
Mục Trang
LỜI GIỚI THIỆU
&1. GIỚI THIỆU KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG. 3
&2. GIỚI THIỆU MÁY BÁN NƯỚC TỰ ĐỘNG DẠNG LON. 5
I. Giới thiệu. 5
II. Đối tượng tìm hiểu . 5
III. Mục đích tìm hiểu . 5
IV. Yêu cầu máy bán nước. 5
&3. CẤU TẠO CƠ BẢN CỦA MỘT MÁY BÁN NƯỚC . 7
I. Bộ xử lý trung tâm. 8
II. Nguồn – Cảm biến – Bàn phím. 11
III. Hiển thị . 12
IV. Khối điều khiển động cơ . 13
V. Khối làm lạnh . 15
VI. Khối nhận dạng và tính tiền . 16
VII. Khối trả tiền thừa. 23
VIII. Khối đẩy lon nước ra ngoài . 24
&4.MÔ TẢ QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY. 25
&5.MỘT SỐ LỖI CÓ THỂ XẢY RA TRONG KHI SỬ DỤNG. 26
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
27 trang |
Chia sẻ: lethao | Lượt xem: 5709 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Máy bán nước tự động, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
làm việc (kể cả các tác động điều khiển) đều
được thực hiện tự động nhờ các c ơ cấu và hệ thống điều khiển tự động .
Như vậy, tự động hoá quá tr ình sản xuất là tổng hợp các biện pháp được sử
dụng khi thiết kế các quá trình sản xuất và công nghệ mới, tiến hành các hệ thống
chính xác có năng suất cao, tự động thực hiện các quá tr ình chính và phụ bằng các
cơ cấu và thiết bị tự động, mà không cần đến sự tham gia của con ng ười. Tự động
hoá các quá trình sản xuất luôn gắn liền với việc ứng dụng các c ơ cấu tự động vào
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
4
các quá trình công nghệ cụ thể. Chỉ có trên cơ sở của quá trình công nghệ cụ thể
mới có thể thiết lập và ứng dụng các cơ cấu hệ thống điều khiển tự động. Mục tiêu
của tự động hoá là nhằm nâng cao tính cạnh tranh, làm chủ chất lượng sản phẩm, có
khả năng linh hoạt thay đổi đáp ứng nhu cầu thị tr ường và giá thành phải phù hợp
với túi tiền các nhà máy sản suất.
Điều khiển tự động là một ngành được sinh ra từ những ngành khoa học kỹ
thuật khác, trong đó có sự kết hợp giữa cơ khí, điện, điện tử, điều khiển, khoa học
máy tính,...Tiền thân trực tiếp sinh ra điều khiển tự động l à do tự động hóa
(automation) và cơ khí (mechanics) kết hợp với nhau, trong quá tr ình phân công lao
động đã nảy sinh ra điều khiển tự động và một nhánh rẽ khác là cơ điện tử
(mechatronics). Chính vì vậy mà ít nhiều thì ngành cơ điện tử và điều khiển tự động
có những mảng kiến thức trùng lắp nhưng cũng có những khoản đặc thù riêng.
Người kỹ sư điều khiển tự động có khả năng l àm những công việc có liên quan đến
nhiều lĩnh vực. Chủ yếu trong các nh à máy, xí nghiệp hoặc giảng dạy trong các
trường học.
Thông qua sự hợp tác các mô đun cơ điện tử thực hiện những mục đích sản
xuất và thừa kế những thuộc tính sản xuất linh hoạt v à nhanh nhẹn trong sơ đồ sản
xuất. Thiết bị sản xuất hiện đại gồm có các mô đun c ơ điện tử được tổng hợp theo
một kiến trúc điều kh iển. Những kiến trúc được biết đến nhiều nhất bao gồm sự
phân cấp, polyarchy, hetaerachy (thường được đánh vần sai như heterarchy) và vật
lai. Những phương pháp để đạt được một hiệu ứng kỹ thuật được mô tả bởi những
giải thuật điều khiển có thể hay không thể d ùng những phương pháp hình thức trong
thiết kế của chúng. Những hệ thống lai quan trọng với C ơ điện tử bao gồm những
hệ thống sản xuất, những sự truyền động hiệu quả, những tấm đúc cong trong nhà
thám hiểm hành tinh, những hệ thống con của ô tô nh ư những hệ thống phanh
chống khóa, quay tròn-tham dự và thiết bị hàng ngày như máy quay phim ch ụp ảnh
tự động điều chỉnh tiêu cự, máy chiếu phim, đĩa cứng, máy giặt.
Tự động hoá quá trình sản xuất là một trong những hướng phát triển chủ yếu
của các ngành công nghiệp Việt Nam hiện nay. Tự động hoá cho phép sử dụng tối
đa các tiềm năng sẵn có, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao đối với trang thiết bị phục
vụ sản xuất. Tự động hoá quá trình sản xuất cho phép thực hiện các quá trình công
nghệ không có sự tham gia của con người. Trong việc tự động hoá hoàn toàn thì vai
trò của con người là quản lý và theo dõi hoạt động của các thiết bị và điều chỉnh các
cơ cấu có liên quan đến quy trình công nghệ.
Trên thế giới hiện nay, các hệ thống tự động ngày càng nhiều, chúng ứng
dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Ở Việt Nam phần lớn các hệ thống tự
động sử dụng trong các quá trình gia công, còn các dây chuy ền chế biến thực phẩm
được sử dụng rất hạn chế, chủ yếu là trong các công ty lớn (Vinamilk Việt Nam) do
giá thành quá cao, không phù h ợp với khả năng và tiềm lực của các cơ sở sản xuất
nhỏ.
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
5
&2. GIỚI THIỆU MÁY BÁN NƯỚC TỰ ĐỘNG DẠNG LON
I. Giới thiệu:
Chúng ta hiện nay đang sống trong một thời đại mọi việc đều diễn ra nhanh
chóng và theo xu hướng tự động hóa. Chúng ta đều muốn mọi việc phải nhanh
hơn, hiệu quả hơn, tiện nghi hơn. Ở các nước, máy bán hàng tự động trở nên
quen thuộc và không thể thiếu . Công nghiệp thực phẩm là một trong những
ngành phát triển mạnh ở nước ta, nhất là các công ty sản xuất nước giải
khát đang từng bước thực hiện tự động hoá quá tr ình sản suất.
Máy bán nước tự động dạng lon có thể đặt ở mọi nơi và cung cấp nhu cầu
giải khát nhanh chóng cho mọi người. Nhu cầu về nước giải khát ở Việt Nam
khá lớn. Bên cạnh đó máy bán nước dạng lon với các sản phẩm với giá thành
cạnh tranh sẽ thu hút một số lượng lớn người tiêu dùng với tính linh hoạt, tiện
lợi và giá thành cạnh tranh.
II. Đối tượng tìm hiểu:
Các vấn đề liên quan đến vấn đề nghiên cứu máy bán nước tự động
dạng lon.
Tính đa dạng về mặt hàng hoá của máy.
Cấu trúc của máy từ cơ cấu bán hàng, bộ phận xử lý tiền xu, mạch
điều khiển, hình dạng bên ngoài (mẫu mã ).
Hệ thống cơ cấu đưa lon nước
Hiệu quả kinh tế khi sử dụng máy
III.Mục đích tìm hiểu:
Tìm hiểu nguyên lý làm việc của một máy bán hàng tự động dạng
lon.
Nghiên cứu tiền xu do nhà nước Việt Nam phát hành và đang sử
dụng rộng rãi trong xã hội. Việc nghiên cứu này rất quan trọng trong
vấn đề xử lý tiền. Làm sao nhận biết được các đồng tiền đang lưu
hành hiện nay trên thị trường và chống tình trạng tiền giả? Khi ta
nắm được đầy đủ các đặc điểm của đồng tiền xu thì ta sẽ xử lý tốt
việc nhận dạng các loại đồng xu.
IV. Yêu cầu máy bán nước:
Máy bán nước tự động áp dụng cho tất cả các loại tiền xu đang lưu hành
và tiền polyme 10000đ.
Đảm bảo tính chính xác khi đếm và trả lại tiền thừa.
Giao diện thân thiện dễ sử dụng.
Xử lý lỗi khi có những đồng tiền biến dạng đưa vào.
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
6
MÔ HÌNH MỘT SỐ MÁY BÁN NƯỚC TỰ ĐỘNG
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
7
&3. CẤU TẠO CƠ BẢN CỦA MỘT MÁY BÁN NƯỚC
Đa số các máy bán nước tự động đều có cấu tạo từ các thành phần cơ bản sau:
Bộ xử lý trung tâm
Nguồn cung cấp
Các cảm biến
Bàn phím
Hiển thị
Điều khiển động cơ
Nhận dạng và tính tiền
Đưa lon nước ra ngoài
Trả tiền thừa
Hệ thống làm lạnh
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
8
I. Bộ xử lý trung tâm:
Để thiết kế một máy bán nước tự động tùy theo yêu cầu xử lý ở các cấp độ khác
nhau mà ta có thể chọn bộ xử lý cho phù hợp. Nếu như chỉ nhận dạng tiền xu
đơn giản thì có thể sử dụng Vi điều khiển 8 bit, PLC nhưng nếu như muốn nhận
dạng tiền Polyme hay các tác vụ xử lý ảnh thì phải cần sử dụng các bộ máy tính
nhúng với lõi là các Vi xử lý 32 bit đầy sức mạnh. Sau đây là một số đặc điểm
cơ bản của một số bộ xử lý có thể áp dụng.
1. Vi điều khiển:
Vi điều khiển như một máy tính được tích hợp trên một chíp, nó
thường được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện tử. Vi điều khiển, thực
chất, là một hệ thống bao gồm một vi xử lý có hiệu suất đủ dùng và giá thành
thấp (khác với các bộ vi xử lý đa năng dùng trong máy tính) kết hợp với các
khối ngoại vi như bộ nhớ, các mô đun vào/ra, các mô đun bi ến đổi số sang
tương tự và tương tự sang số,... Ở máy tính thì các mô đun thường được xây
dựng bởi các chíp và mạch ngoài.
Vi điều khiển thường được dùng để xây dựng các hệ thống nhúng. Nó
xuất hiện khá nhiều trong các dụng cụ điện tử, thiết bị điện, máy giặt, lò vi
sóng, điện thoại, đầu đọc DVD, thiết bị đa phương tiện, dây chuyền tự động,
v.v.
Hầu hết các vi điều khiển ngày nay được xây dựng dựa trên kiến trúc
Harvard, kiến trúc này định nghĩa bốn thành phần cần thiết của một hệ thống
nhúng. Những thành phần này là lõi CPU, bộ nhớ chương trình (thông
thường là ROM hoặc bộ nhớ Flash), bộ nhớ dữ liệu (RAM), một hoặc vài bộ
định thời và các cổng vào/ra để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi và các môi
trường bên ngoài - tất cả các khối này được thiết kế trong một vi mạch tích
hợp. Vi điều khiển khác với các bộ vi xử lý đa năng ở chỗ là nó có thể hoạt
động chỉ với vài vi mạch hỗ trợ bên ngoài.
Các vi điều khiển thông dụng
Họ vi điều khiển Atmel
o Dòng Atmel AT91 (Kiến trúc ARM THUMB)
o Dòng AT90, Tiny & Mega – AVR (Atmel Norway design)
o Dòng Atmel AT89 (Kiến trúc Intel 8051/MCS51)
o Dòng MARC4
Họ vi điều khiển Freescale Semiconductor. Từ năm 2004, những vi điều
khiển này được phát triển và tung ra thị trường bởi Motorola.
o Dòng 8-bit
68HC05 (CPU05)
68HC08 (CPU08)
68HC11 (CPU11)
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
9
o Dòng 16-bit
68HC12 (CPU12)
68HC16 (CPU16)
Freescale DSP56800 (DSPcontroller)
o Dòng 32-bit
Freescale 683XX (CPU32)
MPC500
MPC 860 (PowerQUICC)
MPC 8240/8250 (PowerQUICC II)
Họ vi điều khiển Microchip
o 12-bit instruction PIC
o 14-bit instruction PIC
o PIC16F84
o 16-bit instruction PIC
Họ vi điều khiển National Semiconductor
o COP8
o CR16
Họ vi điều khiển Philips Semiconductors
o LPC2000
o LPC900
o LPC700
2. PLC:
PLC viết tắt của Programmable Logic Controller , là thi ết bị điều
khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán
điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập
trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích
hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt
động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm.
+ Lập trình dể dàng , ngôn ngữ lập trình dể học .
+ Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sửa chữa.
+ Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình
phức tạp .
+ Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp .
+ Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như : máy tính , n ối
mạng , các môi Modul mở rộng.
+ Giá cả cá thể cạnh tranh được.
Trong PLC, phần cứng CPU và chương tr ình là đơn vị cơ bản cho quá
trình điều khiển hoặc xử lý hệ thống. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực
hiện sẽ được xác định bởi một chương trình . Chương trình này được nạp sẵn
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
10
vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình
này. Như vậy nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của qui trình công
nghệ , ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ của PLC . Việc thay
đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện một cách dể dàng mà không
cần một sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dây nối hay Relay .
Tất cả các PLC đều có thành phần chính là : Một bộ nhớ chương trình
RAM bên trong ( có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài EPROM ). Một
bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC . Các Modul
vào/ra.Bên cạnh đó, một bộ PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm một đơn vị lập
trình bằng tay hay bằng máy tính. Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều
có đủ RAM để chứa đựng chương trình dưới dạng hoàn thiện hay bổ sung .
Nếu đơn vị lập trình là đơn vị xách tay , RAM thường là loại CMOS có pin
dự phòng, chỉ khi nào chương trình đã được kiểm tra và sẳn sàng sử dụng thì
nó mới truyền sang bộ nhớ PLC . Đối với các PLC lớn thường lập trình trên
máy tính nhằm hổ trợ cho việc viết, đọc và kiểm tra chương trình . Các đơn
vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS458, …
3. Máy tính nhúng:
Chiếc máy tính nhúng UNO-1019 được sử dụng tập lệnh rút gọn
(RISC), với thiết kế nhỏ nhẹ, chắc chắn và mạnh mẽ phù hợp lắp đặt ở nơi có
không gian hạn chế như ở máy bán hàng tự động và có điều kiện làm việc
chịu nóng ẩm cao. UNO-1019 xử dụng bộ vi xử lý Intel® XScale PXA-255
200 MHZ và được trang bị tới 2 cổng Ethernet tốc độ cao, 4 cổng truyền
thông nối tiếp (RS232/422/485), 4 đầu vào/ra số cho phép kết nối tới nhiều
thiết bị ngoại vi khác như sensor nhận dạng tiền và đếm tiền, bộ phận chấp
hành, thiết bị cảnh báo, thiết bị giám sát v.v, Thiết bị cũng được tích hợp sẵn
hệ điều hành nhúng Windows CE.NET trong th ẻ nhớ công nghiệp chuẩn
Type I/II. Việc sử dụng bộ xử lý nhỏ gọn như UNO-1019 có thể mở rộng
được dung tích thùng chứa sản phẩm của dịch vụ.
Máy tính nhúng STECH ARM9SSBC s ử dụng bộ vi điều khiển
AT91RM9200 của hãng Atmel, kiến trúc ARM (Advanced RISC Machines),
tiêu thụ năng lượng ít, hoạt động ở tốc độ 200MIPS (200 triệu lệnh mỗi giây)
không cần tản nhiệt, có đầy đủ tính năng của một máy tính trong 1 IC tích
hợp: bộ vi xử lý, các cổng v ào ra: ethernet, usart...Bộ máy tính nhúng
STECH ARM9SSBC được thiết kế dành cho nhà phát triển phần mềm trên
ARM, các cổng DBGU và JTAG hỗ trợ debug. Ngoài Flash nội của
AT91RM9200, flash 32Mb cho phép lưu tr ữ các phần mềm dung lượng vừa,
cổng USB kết nối với thiết bị l ưu trữ USB cho phép lưu hệ điều hành và các
phần mềm ứng dụng lớn.
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
11
II. Nguồn – Cảm biến – Bàn phím:
1. Nguồn:
Nguồn cung cấp cho máy bán nước hoạt động thường bao gồm 2
nguồn một chiều riêng biệt được biến đổi từ nguồn 220v. Nguồn một chiều
thứ nhất có thể là 5v khi dùng vi điều khiển và 24v khi dùng PLC. Nguồn
thứ hai thường từ 24v-100v dùng để điều khiển các động cơ DC. Một điều
quan trọng là nguồn cung cấp cho bộ xử lý trung tâm phải đảm bảo tính ổn
định thường dùng IC ổn áp. Sau đây là một sơ đồ ngưyên lý mạch ổn áp 5v:
2. Cảm biến:
Các cảm biến thường dùng trong máy bán nước thường là cảm biến
đếm dùng cặp led thu phát, cảm biến khối lượng, cảm biến màu…sau đây là
mô hình của một cảm biến màu:
3. Bàn phím:
Bàn phím giúp cho người sử dụng chọn loại nước uống mà mình
mong muốn. Trong thiết kế máy bán nước tự động có thể dùng các nút nhấn
là các công tắc đơn hoặc sử dụng bàn phím ma trận. Hình vẽ sau mô tả một
bàn phím ma trận 4x4:
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
12
Phím bấm được nối thành ma trận 4 hàng x 4cột, các hàng và cột được
nối với các chân cổng vào ra của vi điều khiển Psoc. Khi một phím được
bấm, nó sẽ nối một hàng và một cột tương ứng. Một chương trình sẽ quét
các phím và xác định xem phím nào được nhấn và từ đó đưa ra những xử lý
thích hợp.
III.Khối hiển thị:
1. Led đơn:
LED (viết tắt của Light Emitting Diode, có ngh ĩa là điốt phát
quang) là các điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử
ngoại. Cũng giống như điốt, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn
loại p ghép với một khối bán dẫn loại n.
Ta có thể dùng led đơn để thông báo tình trạng các sản phẩm
còn hay đã hết cho người dùng. Led đơn giá rất rẻ và hơn thế nữa rất
dễ trong lập trình xử lý.
2. Led 7 Seg:
Trên là cấu tạo của LED 7 đoạn loại common cathod (cực âm
chung). Còn 1 loại nữa là common anod (cực dương chung) thì sơ đồ
cũng tương tự như vậy. Còn nguyên lý hoạt động thì giống như LED.
Cấp nguồn cho chân nào thì đoạn tương ứng với chân đó sáng.
Ví dụ như hình trên nếu bạn đưa chân A lên mức logic 1 thì
đoạn A sẽ sáng (mức logic 1 tương ứng với điện áp cao). Nếu cấp cho
E v à F thì đoạn E và F sáng tạo thành số 1.
Tương tự nếu hiển thị số 2 thì mức logic tương ứng ABCDEFG là
1101101
3 1111001
4 0110011
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
13
Ta có thể sử dụng Led 7 Seg để hiển thị số tiền mà người mua vừa
mới nhập vào, khi trả lại tiền thừa…
3. LCD:
Text LCD là các loại màn hình tinh thể lỏng nhỏ dùng để hiển
thị các dòng chữ hoặc số trong bảng mã ASCII. Không giống các loại
LCD lớn Text, LCD được chia sẵn thành từng ô và ứng với mỗi ô chỉ
có thể hiển thị một ký tự ASCII. Cũng vì lý do chỉ hiện thị được ký tự
ASCII nên loại LCD này được gọi là Text LCD (để phân biệt với
Graphic LCD có thể hiển thị hình ảnh). Mỗi ô của Text LCD bao gồm
các “chấm” tinh thể lỏng, việc kết hợp “ẩn” và “hiện” các chấm này
sẽ tạo thành một ký tự cần hiển thị. Trong các Text LCD, các mẫu ký
tự được định nghĩa sẵn. Kích thước của Text LCD được định nghĩa
bằng số ký tự có thể hiển thị trên 1 dòng và tổng số dòng mà LCD có.
Ví dụ LCD 16x2 là loại có 2 dòng và mỗi dòng có thể hiển thị tối đa
16 ký tự. Một số kích thước Text LCD thông thường gồm 16x1, 16x2,
16x4, 20x2, 20x4
Text LCD 16x2 .
LCD dùng để hiển thị các thông báo khi giao d ịch như cho
đồng xu vào, số tiền, tình trạng giao dịch thành công hay là báo các
lỗi kết hợp với led. So với led thì LCD có giá thành cao h ơn nhưng
thể hiện các hiển thị trực quan và hiệu quả hơn.
IV. Khối điều khiển động cơ:
Khối điều khiển động cơ thường tách riêng ra với khối xử lý trung
tâm bằng Opto cách ly quang. Về điều khiển động cơ thường sử dụng
phương pháp PMW để điều khiển động cơ bước và động cơ. DC
1. Động cơ DC:
Động cơ một chiều được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh
vực điều khiển tự động. Cấu tạo của động cơ một chiều gồm có Stato
và Roto.
Stato thường làm bằng nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm
điện ở những động cơ công suất lớn. Roto là những cuộn dây được
quấn trên lõi thép. Roto thường là bộ phận quay còn Stato thì đứng
yên.
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
14
Các đầu ra của cuộn dây Roto được đặt lên bộ cổ góp có các
chổi than nhằm đảm bảo từ thông qua cuộn dây Roto là liên tục tức là
duy trì lực từ tác dụng quay lên Roto một cách liên tục.
Động cơ DC có một số loại như Servo, Step, Encoder…
2. PMW:
PWM là cụm từ Pulse Witdth Modulation là một kỹ thuật dùng
để điều khiển động cơ DC bằng cách điều chỉnh độ rộng của xung.
Khoảng thời gian mà xung ở mức logic cao sẽ ứng với thời gian có
dòng điện qua động cơ và ngược lại. PWM sử dụng kỹ thuật đóng mở
nguồn cung cấp cho động cơ với những khoảng thời gian giãn cách
khác nhau từ đó điều khiển được tốc độ của động cơ.
Hình vẽ minh họa:
3. Mạch điều khiển động cơ:
Fet+Relay:
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
15
b. Cầu H:
IC cầu H:
V. Khối làm lạnh:
Đây là thiết bị cũng quan trọng nhất trong máy bán nước tự động
giúp cho lon nước ở trạng thái lạnh để uống ngon hơn . Đối với các máy
công suất nhỏ, người ta thường sử dụng máy nén kiểu kín, môi chất lạnh là
frêôn (R12 và R22), dàn lạnh và dàn ngưng là các dàn ống đồng cánh nhôm.
Đối với máy cỡ lớn làm lạnh bằng nước, máy điều hoà VRV. Máy nén lạnh
sử dụng cũng có nhiều loại như máy nén piston, máy nén tr ục vít, máy nén
kiểu kín, máy nén ly tâm vv…
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
16
VI. Khối nhận dạng và tính tiền:
Các thông số của các loại tiền xu Việt nam:
Mệnh giá
Thông số kỹ thuật Đặc điểm
Đường kính Độ dày mép Khối lượng Vật liệu Vành
200 ₫ 20,00 mm 1,45 mm 3,2 g Thép mạ nikel Trơn
500 ₫ 22,00 mm 1,75 mm 4,50 g Thép mạ nikel Khía răng cưa ngắt quãng6 đoạn
1000 ₫ 19,00 mm 1,95 mm 3,80 g Thép mạ đồng thau Khía răng cưa liên tục
2000 ₫ 23,50 mm 1,80 mm 5,10 g Thép mạ đồng thau Khía răng cưa ngắt quãng12 đoạn
5000 ₫ 25,50 mm 2,20 mm 7,70 g Hợp kim CuAl6Ni2 Khía vỏ sò
1. Nhận dạng tiền xu dựa vào các đặc điểm vật lý cơ học:
a. Nhận dạng màu sắc:
Tiền xu của Việt nam có hai loại màu chính là màu trắng và màu
vàng. Giải thuật ở đây được sừ dụng đó là phân loại tiền xu đầu tiên đưa
vào bằng màu sắc. Những đồng xu 200 và 500 sẽ được tách riêng ra từ
đầu và sau đó sẽ được đưa vào các ống lọc tiền xu tiếp theo. Cảm biến
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
17
được sử dụng ở đây là cảm biến nhận dạng màu sắc là hai màu vàng và
trắng. Thiết kế phần đầu tiên nhận đồng xu đưa vào qua khe là một máng
nghiêng có gắn động cơ bước điều khiển việc phân loại tiền như mô hình
sau:
b. Nhận dạng đường kính và khối lượng:
Xu cho vào sẽ đi qua khe hẹp có đường kính và bề dày bằng
với kích thước của xu chuẩn đã chọn. Nếu như xu cho vào phù hợp
với khe chuẩn thì xu sẽ đi qua tác động vào công tắc hành trình hoặc
cảm biến đặt phía sau từ đó gửi tín hiệu báo xu hợp lệ. Nếu xu
không hợp lệ sẽ bị loại ra ngoài qua đường khác. Quá trình phân loại
đầu tiên ta đã phân loại xong đồng xu thành 2 loại là 200đ, 500đ và
1000đ, 2000đ, 5000đ. Vì hai loại đồng xu 200đ và 500đ có cùng
đường kính nên ở phần này ta chỉ cần nhận dạng về khối lượng nữa
là có thể đếm số tiền. Tuy nhiên ở bên các đồng xu 1000đ, 2000đ,
5000đ thì đồng xu 1000đ có đường kính nhỏ nhất sẽ bị tách ra. Sử
dụng các cảm biến đo khối lượng để xác định khối lượng và phân
loại các đồng xu. Các cảm biến n ày phải đảm bảo tính chính xác tuy
nhiên phải có sai số đảm bảo cho trường hợp một số đồng xu bị mòn
hoặc bụi bẩn do đó có sai số về khối l ượng.
Dùng công tắc hành trình:
Giả sử khi ta đặt song song hai công tắc hành trình tại hai rãnh của
máng dẫn đồng xu với khoảng cách xác định dùng để đo đường
kính. Chỉ có những đồng xu đủ kích thước mới tương tác được
đồng thời với hai công tắc cùng lúc. Bộ xử lý trung tâm sẽ xác
định xem là đồng xu với kích thươc nào vừa đi qua. Tuy nhiên
cách xử lý này còn khá thô sơ và nhiều sai sót khi ta đặt các công
tắc hành trình sao cho thích hợp.
Dùng led thu phát:
Màu vàng Màu trắng
Đặt động cơ bước
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
18
Ta có thể sử dụng cặp led thu phát đặt song song hai bên máng của
rãnh đồng xu. Tương tự như phần công tắc hành trình bên trên cả
hai bộ led thu phát sẽ xác định xem có đồng xu nào vừa mới đi qua
theo mô hình sau:
Khi có một đồng xu nào đó mà có thể kích hoạt lần lượt các led
trên thì đồng xu đó sẽ có kích thước lớn nhất. Vấn đề đặt ra ở đây
là vấn đề xử lý lập trình đảm bảo cho những đồng xu nhỏ vẫn có
thể được nhận dạng một cách chính xác.
c. Xác định mệnh giá và đếm số tiền:
Sau khi nhận dạng tất cả các tín hiệu gửi về cho bộ xử lý trung
tâm. Bộ xử lý trung tâm sẽ quyết định xem là những đồng tiền xu được
đưa vào có hợp lệ hay không. Nếu những đồng xu này là hợp lệ thì các
đồng xu sẽ được xác định mệnh giá và đưa qua bộ phận đếm tiền để kiểm
tra xem có bao nhiêu đồng tiền được đưa vào. Nếu số tiền đưa vào là lớn
hơn giá trị của lon nước được bán ra thì một hiển thị chọn sản phẩm sẽ
được thông báo. Nếu số tiền không đủ thì bộ xử lý trung tâm sẽ thực hiện
thời gian chờ nếu thời gian chờ quá lâu thì một thông báo lỗi sẽ được đưa
ra và trả lại số tiền đã đưa vào. Một bộ đếm sản phẩm sẽ được gắn ở đây
thường lấy đầu vào là một cảm biến vật cản hoặc hồng ngoại kết hợp với
bộ xử lý trung tâm:
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
19
2. Nhận dạng đồng xu bằng cảm ứng từ:
Để nhận dạng bằng phương pháp này, cần phải thiết kế bộ xử lý
tiền có hình dạng thích hợp. Trước tiên cần có máng dẫn có độ nghiêng
để đồng xu lăn qua. Máng dẫn có độ nghi êng 150 - 350 để đồng xu lăn
qua nhanh và đảm bảo kích hoạt cuộn dây đặt dọc trên nó. Trên máng
dẫn này đặt các hộp đựng cuộn dây tương ứng cho các đồng xu 500,
1000, 2000, 5000. Mỗi hộp đựng cuộn dây chứa 3 cuộn dây v à các
cuộn dây này có tổng trở bằng nhau. Các hộp đựng cuộn dây đều phải
giống nhau về kích thước và đảm bảo đồng xu có kích thước lớn nhất
qua lọt. Cuối đường dẫn là khe chặn bởi nam châm. Tại đây đồng xu sẽ
rơi thẳng xuống hộp đựng tiền phía dưới nếu đồng xu hợp lệ và sẽ lăn
trả ra ngoài nếu đồng xu không hợp lệ.
Người ta sử dụng nguyên lý cảm ứng từ để nhận biết xu. Ta dựa
trên sự biến đổi đó đưa qua Opamp so sánh để có được sự thay đổi tín
hiệu dạng xung ra là 0/1.
Cấu tạo bởi 3 cuộn dây giống nhau, đặt đồng tâm với nhau tạo
thành 2 khe. Một khe dùng đặt xu mẫu và khe còn lại cho xu cần so
sánh lăn qua. 2 cuộn bìa được ghép nối tiếp nhau. Một mạch tạo dao
động với tần số cố định sử dụng op-amp1 có đầu ra qua tụ 104 đưa vào
2 cuộn bìa, và cảm ứng qua cuộn giữa. Đầu ra cuộn giữa được đưa vào
một tầng op-amp 2 khuếch đại cho ra tín hiệu xung để so sánh. Khi cho
xu mẫu vào khe và chưa cho xu lăn qua th ì tại ngõ ra của Op_amp 2 sẽ
cho ra xung hình chóp cụt với tần số cố định và một giá trị biên độ nhất
định. Lúc có xu lăn qua th ì biên độ xung thay đổi tuỳ thuộc vào khích
thước và vật liệu của đồng xu cho vào. Nếu đường kính xu vào khác xu
mẫu thì lượng chắn từ sẽ khác và biên độ đầu ra thay đổi khác so với xu
đúng mẫu. Đối với xu đúng mẫu thì đầu ra thay đổi gần về zero. Lấy sự
thay đổi này đưa qua op-amp 3 so sánh để có tín hiệu số thay đổi cần
thiết đưa vào VĐK.
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
20
Ta phân biệt xu với 4 tính chất đặt trưng cơ bản là: khối lượng,
đường kính, bề dày, vật liệu. Điều này giúp cho việc nhận dạng trở nên
chính xác hơn.
Sơ đồ mạch nguyên lý:
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
21
3. Nhận dạng đồng xu bằng điện tử:
Lưu trữ những dữ liệu điện tử của đồng xu như tiêu chuẩn để
nhận biết. Sử dụng chuỗi các thấu kính để đo đạc giá trị đồng xu chạy
ngang qua rãnh. Mức độ an toàn cao, chống giả. Có thể sử dụng cho
nhiều loại xu. Tính chương trình hoá cao.
Đồng xu rơi xuống một rãnh trượt hay khe hẹp, tác động lên
cánh tay đòn bẩy xem nó vượt quá hay thấp hơn khối lượng đặt trước.
Nếu khối lượng đạt yêu cầu, đồng xu tiếp tục đi qua cảm biến hồng
ngoại để xác định xem có đúng kích th ước đường kính và bề dày hay
không. Đồng xu cuối cùng lăn qua dãy các lỗ theo thứ tự để phân loại
vào đúng ống chứa. Những dữ liệu của đồng xu thu đ ược dọc trên
Đề tài Máy bán nước tự động GVHD: Châu Hoàng Phương
22
đường sẽ được so sánh với tiêu chuẩn đã được lập trình trước. Sử dụng
động cơ để đóng mở cửa phía trên ống phân loại xu để hoặc là cho xu
vào ống hoặc dẫn hướng cho xu đi ra ngoài.
4. Nhận dạng đồng xu và polyme bằng công nghệ xử lý ảnh:
Nhận dạng ảnh là quá trình xác định ảnh. Quá trình này thường
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Đề tài Máy bán nước tự động.pdf