Thiết kế và chế tạo máy làm ly bằng bột bánh đồ án tốt nghiệp khoa đào tạo chất lượng cao ngành công nghệ kỹ thuật cơ điện tử

TĨM TẮT Trong mơ hình thiết kế máy làm ly bột bánh, bước nhóm xác định phải tìm hiểu rõ nhu cầu thị trường tác dụng máy từ bước đầu tìm hiểu cấu phương thức điều khiển chương Ở chương nhóm tìm hiểu kiểu đưa phôi vào khuôn cấu khí, cách gia nhiệt cho khn bánh cách điều khiển nhiệt độ tối ưu Và lựa chọn giải vấn đề mà nhóm đặt trước làm đồ án Từng bước lên thiết kế cấu truyền động ban đầu, nhóm bước vào lên thiết kế nháp ban đầu hình dạng, kích thước khung phần khí khác mơ hình chương Thiết kế nháp hồn thành nhóm thực vẽ mơ 3D cho mơ hình phần mềm Inventor, Solidworks xuất sang vẽ 2D phần mềm AutoCAD để dễ dàng cho việc tiến hành hoàn thành phần khung mơ hình máy Trong lúc thực phần khung, nhóm thực tính tốn giả lập phần mềm Inventor để lựa chọn vật liệu phù hợp cho mơ hình máy với u cầu mà nhóm đề Tiếp theo, chương 3, nhóm đồng thời tiến hành tính tốn chọn xy lanh, van, tính kiểm nghiệm bền vật liệu chọn làm đế đỡ khuôn, xylanh, van phù hợp, tìm hiểu thiết kế phần điện với phần lập trình cho mơ hình máy làm ly bánh hoạt động hiệu Khơng dừng lại đó, nhóm tiếp tục nghiên cứu phát triển hệ thống xử lý ảnh, giúp máy đánh giá chất lượng sản phẩm thực giám sát từ xa thơng qua web server Sau hồn thành, nhóm thực cho mơ hình hoạt động thử Và mơ hình máy làm ly bột bánh hoạt động giả lập ban đầu phần mềm mơ 3D Tuy nhiên, nhóm cịn phải cải thiện thêm cho cấu máy để hoạt động hiệu Song song với đó, dù cịn nhược điểm định, mơ hình máy làm ly bột bánh đạt yêu cầu mà nhóm đặt để giải từ lúc lựa chọn đề tài Và nhóm tiếp tục hồn thành với cải thiện vấn đề tồn đọng hoạt động làm bột hiệu nghiên cứu tương lai MỤC LỤC TRANG Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp .i Phiếu nhận xét giáo viên hướng dẫn ii Phiếu nhận xét giáo viên phản biện iv Phiếu nhận xét hội đồng bảo vệ vi Lời cảm ơn viii Tóm tắt .ix Mục lục x Danh mục từ viết tắt xiii Danh mục bảng biểu xiv Danh mục biểu đồ hình ảnh xv Chương GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan 1.2 Đặt vấn đề 1.3 Giới hạn đề tài 1.4 Kết cấu báo cáo đồ án .2 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan bánh 2.2 Cơ sở lý thuyết công nghệ 2.2.1 Cơ sở lí thuyết điện trở đốt nóng 2.3 Cơ sở lý thuyết khí 2.3.1 Cơ sở lý thuyết khí nén 2.3.2 Bộ truyền bánh 11 2.4 Cơ sở lý thuyết điện, điện tử 12 2.4.1 Lý thuyết điều khiển PID 12 10 2.5 Cơ sở lý thuyết lập trình 15 2.5.1 Cơ sở lý thuyết web server 15 2.5.2 Cơ sở lý thuyết xử lý ảnh 16 Chương THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 20 3.1 Khảo sát thị trường nhu cầu thực tế hệ thống .20 3.2 Thông số kỹ thuật, yêu cầu kỹ thuật hệ thống muốn phát triển 21 3.3 Sơ đồ khối máy 23 3.4 Danh sách khối máy 23 3.5 Thiết kế khí cho máy khn 24 3.5.1 Tính tốn chọn xy lanh .24 3.5.2 Thiết kế khung khí 26 3.5.3 Thiết kế Solidworks 28 3.6 Thiết kế khí máy làm bánh bốn khn 32 3.7 Thiết kế mạch điện 40 3.8 Thiết kế giải thuật .40 3.8.1 Lưu đồ giải thuật điều khiển 40 3.8.2 Lưu đồ giải thuật điều khiển nhiệt 41 3.8.3 Giải thuật điều khiển giám sát nhiệt độ lò web 42 3.8.4 Thiết kế xử lý ảnh 44 Chương THI CÔNG, THỰC NGHIỆM, THU THẬP KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH 45 4.1 Thi cơng mơ hình 45 4.1.1 Thi cơng phần khí .45 4.1.2 Thi công phần điện 51 4.1.3 Thi công phần điều khiển 60 4.2 Thực nghiệm .73 4.3 Phân tích 79 11 Chương KẾT LUẬN 80 5.1 Các vấn đề giải ưu điểm máy 80 5.2 Các hạn chế giải pháp đề xuất .81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 12 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ADC (Analog-to-Digital Converter): Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số AVG (Average Loss): Độ giảm trung bình HTML (Hypertext Markup Language): Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn HTTP (HyperText Transfer Protocol): Giao thức truyền tải siêu văn Mạng YOLO (You Only Look Once): Chỉ cần nhìn lần PHP (Hypertext Preprocessor): Ngơn ngữ lập trình PHP PID (Proportional Integral Derivative): Bộ điều khiển vi tích phân tỉ lệ PLC (Programmable Logic Controller): Bộ điều khiển lập trình PLC SSR (Solid State Relay): Relay dạng rắn VAC (Volts Alternating Current): Nguồn điện xoay chiều VDC (Volts Direct Current): Nguồn điện chiều WHO (World Health Organization): Tổ chức Y tế Thế giới POT (Percent of Overshoot): Độ vọt lố, đại lượng đánh giá mức độ vọt lố hệ thống 13 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Phương pháp Ziegler-Nichols 15 Bảng 3.1: Khảo sát cửa hàng địa bàn thành phố Hồ Chí Minh 19 Bảng 3.2: Thông số thu thập đầu vào cho ly bánh 19 Bảng 3.3: Thơng số kích thước ly bánh 20 Bảng 3.4: Thơng số kích thước hệ thống máy 22 Bảng 5.1: Thơng số mơ hình lý thuyết 80 Bảng 5.2: Thông số mơ hình máy thực tế .81 Bảng 5.3: Những hạn chế hướng nghiên cứu, thiết kế giải 81 14 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH Hình 2.1: Bánh quy Hình 2.2: Bánh cookies Hình 2.3: Bột mì Hình 2.4: Bơ lạc mềm Hình 2.5: Trứng gà Hình 2.6: Đường trắng Hình 2.7: Muối ăn Hình 2.8: Bột Vani Hình 2.9: Điện trở đốt ống đầu điện phía, đầu điện bên Hình 2.10: Điện trở đốt nóng vịng nhiệt sứ Hình 2.11: Điện trở vòng áo Inox Hình 2.12: Điện trở đốt nóng thạch anh Hình 2.13: Sơ đồ khối hệ kín có PID 13 Hình 2.14: Thuật tốn PID hàm độ 14 Hình 2.15: Truyền nhận liệu thơng qua Web server 16 Hình 2.16: Quá trình xử lý ảnh 17 Hình 2.17: Các bước trình xử lý ảnh 17 Hình 2.18: Sơ đồ phân tích xử lý ảnh 18 Hình 3.1: Ly bánh dùng với bột ca cao 20 Hình 3.2: Ly dùng với cà phê Expresso 20 Hình 3.3: Thiết kế 3D ly bánh 21 Hình 3.4: Hệ thống máy làm ly bánh 21 Hình 3.5: Sơ đồ khối máy 22 Hình 3.6: Xác định lực 𝐹𝑡𝑖ế𝑛 để chọn xylanh ép phù hợp 24 Hình 3.7: Kiểm định bền đế đỡ xy lanh 25 Hình 3.8: Kiểm định bền khung máy dựa tải dự tính 26 Hình 3.9: Thiết kế nháp máy ép ly bột bánh 27 Hình 3.10: Bản vẽ lắp máy khuôn 27 15 Hình 3.11: Bản vẽ khung đỡ máy 28 Hình 3.12: Bản vẽ đế đỡ xy lanh 28 Hình 3.13: Bản vẽ thiết kế gia công khuôn 29 Hình 3.14: Bản vẽ thiết kế gia công khuôn 29 Hình 3.15: Bản vẽ thiết kế đế đẩy ly 30 Hình 3.16: Bản vẽ thiết kế phíp cách nhiệt 30 Hình 3.17: Bản vẽ khung ngồi máy 31 Hình 3.18: Bản vẽ cửa đóng khung máy 31 Hình 3.19: Bản vẽ xy lanh hành trình 50 150 32 Hình 3.20: Mơ hình máy bốn khn 32 Hình 3.21: Kiểm định bền đế đỡ xy lanh 33 Hình 3.22: Kiểm định bền đế đỡ xy lanh 33 Hình 3.23: Kiểm nghiệm bền khung máy dựa tải dự tính 34 Hình 3.24: Bản vẽ lắp máy bốn khuôn 34 Hình 3.25: Bản vẽ khung máy 35 Hình 3.26: Bản vẽ cửa đóng khung ngồi máy 35 Hình 3.27: Bản vẽ khung đỡ máy 36 Hình 3.28: Bản vẽ đế đỡ xy lanh 36 Hình 3.29: Bản vẽ đế đỡ xy lanh 37 Hình 3.30: Bản vẽ bốn khn 37 Hình 3.31: Bản vẽ bốn khn 38 Hình 3.32: Xy lanh Compact tay giữ MHZ2-20D 38 Hình 3.33: Bản vẽ tay kẹp phải 39 Hình 3.34: Bản vẽ tay kẹp trái 39 Hình 3.35: Sơ đồ khối hệ thống điện 40 Hình 3.36: Lưu đồ điều khiển máy 41 Hình 3.37: Lưu đồ điều khiển nhiệt độ 41 Hình 3.38: Các khối chức giao diện web 42 Hình 3.39: Lưu đồ giải thuật khối cài đặt 42 Hình 3.40: Lưu đồ giải thuật điều khiển trạng thái lò 43 16 Hình 3.41: Lưu đồ giải thuật điều khiển xy lanh 43 Hình 3.42: Lưu đồ giải thuật xử lý ảnh 44 Hình 4.1: Thơng số xy lanh hãng Airtac 45 Hình 4.2: Xy lanh SCD-32x150 hành trình 150 45 Hình 4.3: Xy lanh SCD-32x50 hành trình 50 46 Hình 4.4: Khung sắt lỗ cố định cấu 46 Hình 4.5: Lắp đặt đồng tâm cho trục hai xy lanh khuôn bánh 47 Hình 4.6: Khn nhơm sau q trình gia nhiệt liên tục 47 Hình 4.7: Thành phần hóa học vật liệu Inox DC11 48 Hình 4.8: Khn inox DC11 nướng khn bánh 48 Hình 4.9: Phíp bakelite cách điện, nhiệt cho cấu 49 Hình 4.10: Điện trở nhiệt khuôn 49 Hình 4.11: Khn gia nhiệt mặt bánh 50 Hình 4.12: Khung sau lắp 50 Hình 4.13: Khung ngồi máy 51 Hình 4.14: Điện trở sấy dạng vòng nhiệt 52 Hình 4.15: Thơng số cơng suất điện trở sấy dạng vịng nhiệt 52 Hình 4.16: Arduino MEGA 2560 53 Hình 4.17: Thơng số kĩ thuật Arduino MEGA 2560 53 Hình 4.18: Module Relay với Opto cách ly 5VDC 54 Hình 4.19: Cảm biến PT100 54 Hình 4.20: Bộ chuyển đổi tín hiệu J2H16 55 Hình 4.21: Cảm biến hồng ngoại PNP 55 Hình 4.22: Bảng kí hiệu thiết bị tủ điện 56 Hình 4.23: Bản vẽ vị trí thiết bị tủ 56 Hình 4.24: Sơ đồ đơn tuyến 57 Hình 4.25: Bản vẽ mạch động lực 57 17 Hình 4.26: Bản vẽ Relay 58 Hình 4.27: Bản vẽ chuyển đổi nhiệt độ 58 Hình 4.28: Bản vẽ Arduino 59 Hình 4.29: Tủ điện sau lắp thiết bị chọn theo vẽ 59 Hình 4.30: Sơ đồ nối dây cho Arduino Mega 60 Hình 4.31: Sơ đồ khối Simulink cho vẽ đồ thị hàm truyền 60 Hình 4.32: Đồ thị hàm truyền điện trở sấy lò với trục tung nhiệt độ trục hoành thời gian 61 Hình 4.33: Biểu đồ dao động nhiệt độ khuôn 62 Hình 4.34: Đồ thị hàm truyền điện trở sấy lò với trục tung nhiệt độ trục hoành thời gian 62 Hình 4.35: Biểu đồ dao động nhiệt độ khuôn 63 Hình 4.36: Biểu đồ dao động nhiệt độ khuôn theo phương pháp thực nghiệm 64 Hình 4.37: Biều đồ nhiệt với Kp=29.25 Ki=0.23 khuôn 64 Hình 4.38: Giao diện khối cài đặt web 65 Hình 4.39: Bảng PID điều khiển lò 65 Hình 4.40: Giao diện khối điều khiển web 66 Hình 4.41: Bảng điều khiển lò xylanh 66 Hình 4.42: Giao diện khối hiển thị web 66 Hình 4.43: Bảng nhiệt độ khn 66 Hình 4.44: Giao diện khối biểu đồ web 67 Hình 4.45: Giao diện web 67 Hình 4.46: Module NodeMCU 8266 68 Hình 4.47: Trang HTTP giao tiếp liệu 68 Hình 4.48: Dữ liệu gửi từ NodeMCU 8266 69 Hình 4.49: Thơng số Arduino đọc 69 Hình 4.50: Ly chụp lấy mẫu lỗi không lỗi 69 18 ● Gắn nhãn cho hình ảnh Để gắn nhãn cho ảnh, nhóm sử dụng cơng cụ LabelImg để tiến hành gắn nhãn cho hình Hình 4.51: Sử dụng LabelImg để tạo nhãn cho hình Sau gắn nhãn xong nhận file text gồm thông số chuẩn hóa từ đến với: Hình 4.52: File nhãn hình - 1: nhận dạng hình ảnh thuộc lớp ly lỗi (0) hay ly hoàn thiện (1) - 0.594044, 0.509799: toạ độ vật hình - 0.487053, 0.348694: chiều dài rộng vật thể ● Train mơ hình Cấu hình Raspberry Pi thấp nên nhóm chọn mạng tiny-YOLOv3 để train mơ hình tính chất mạng nhẹ, tốc độ FPS cao, độ xác vừa phải, phù hợp với máy tính có cấu hình thấp Dưạ tài liệu [21] tác giả Dong Xiao, nhóm tìm hiểu mơ hình mạng tiny-YOLOv3 với thuật tốn K-Means để tính tốn liệu mẫu YOLO: Thuật tốn K-Means thuật tốn khơng giám sát mẫu khơng tập hợp, mang tính chất dễ sử dụng với khả tập hợp mẫu với suất cao, nên thuật toán sử dụng rộng rãi Thuật toán dùng khoảng cách (distance) liệu mẫu để tính tốn tương đồng vật thể Các vật thể có khoảng cách tương đồng thấp, tương đồng cao, có khả cao vật mẫu liệu lấy mẫu Các bước thực tầng tính toán thuật toán K-Means là: (1) Lựa chọn liệu mẫu trung tâm (Initital Cluster Center) cho mẫu nhận; 70 (2) Gán mẫu thành tập hợp theo mẫu tương đồng dựa nguyên tắc độ tương đồng thấp (minimum distance) nói (3) Thực tính tốn theo liệu mẫu trung tâm phương pháp xét độ tương đồng cho mẫu (4) Lặp lại bước (2) (3) liệu mẫu trung tâm khơng cịn thay đổi (5) Xuất liệu mẫu trung tâm hoàn chỉnh hệ số k cho mẫu Thuật toán K-Means thường dùng giải thuật Euclidean Distance để tính tốn độ tương đồng cho mẫu liệu Intersection over Union (IOU) tiêu chuẩn dùng để tính tốn độ chuẩn xác việc nhận diện vật thể tương tác tập hợp liệu mẫu định: IOU = 𝑇𝑃 𝐹𝑃+𝑇𝑃+𝐹𝑁 Mà TP, FP, FN thông số lượt true positive, false positive false negative [21] Hình 4.53: Cấu trúc mạng tiny-YOLOv3 Tiếp theo, nhóm sử dụng cơng cụ Google Colab ứng dụng máy áo Google Công cụ cho người dùng sử dụng máy có GPU để làm việc dễ dàng Các bước tiến hành đào tạo: Bước 1: Kết nối google colab với Google Drive để giao tiếp liệu chúng Bước 2: Đưa tất cấu trúc mạng, hình ảnh đào tạo, ảnh đánh giá nhãn chúng lên google drive Bước 3: Điều hướng để colab đến đến thư mục chứa tất thư mạc Bước 4: Sử dụng câu lệnh tiến hành đạo tạo mơ hình với cấu trúc mạng tiny-YOLOv3 File sau đào tạo xong lưu vào drive để sử dụng 71 Sau train 1700 vịng: Hình 4.54: Biểu đồ AVG loss Nhận xét: Ở 200 vịng đầu tiên, thơng số AVG loss giảm nhanh Từ 200 vịng trở thơng số giảm chậm Thơng số AVG loss thấp độ xác mơ hình cao Ở vịng train 1700, AVG loss cịn 0.05 Với mơ hình có kích thước lớn, nhiều đối tượng nhận dạng thơng số AVG loss giảm xuống từ đến đạt u cầu Với mơ hình có kích thước nhỏ thơng số giảm xuống 0.07 đạt u cầu ● Chạy đánh giá mơ hình Tiến hành đưa mơ hình xuống Raspberry Pi3 chạy đánh giá mơ hình Hình 4.55: Mơ hình nhận dạng ly Nhận xét: Tốc độ nhận dạng khoảng 10 FPS, độ xác đạt 75% Với cấu hình thấp Raspberry Pi thơng số xem chấp nhận 72 4.2 Thực nghiệm Cơ cấu máy ép ly bột bánh cookies hoàn thiện: Hình 4.56: Máy ép ly bột bánh Các yêu cầu sản phẩm đầu mơ hình máy: + Vỏ bánh phải có độ dày tính tốn trước phần thiết kế khn Ly bánh phải định hình độ chín định + Ly bánh không bị khét không bị bể nhiều + Nhiệt độ cần trì ổn định mức yêu cầu để nướng bánh đạt hiệu cao + Ly bánh đựng chất lỏng khoảng thời gian sau nướng chín lị có lớp socola phủ bên - Thử nghiệm đánh giá điều khiển PID  Thử nghiệm nhiệt độ cài: 180℃ Hình 4.57: Biểu đồ nhiệt độ setpoint 180℃ 73 Khuôn trên: POT= 187−174 180 100% = 7,2%, thời gian tăng trưởng 3,65 phút, thời gian xác lập 6,3 phút Khuôn dưới: POT = 200−175 180 100% = 14%, thời gian tăng trưởng 3,8 phút, thời gian xác lập 8,2 phút  Thử nghiệm nhiệt độ cài: 230℃ Hình 4.58: Biểu đồ nhiệt độ setpoint 230℃ Khn trên: POT = 233−225 230 100% = 3,5%, thời gian tăng trưởng phút, thời gian xác lập phút Khuôn dưới: POT = 244−223 230 100% = 9,1%, thời gian tăng trưởng 4,7 phút, thời gian xác lập 10,5 phút Bộ điều khiển PI có khả làm việc tốt nhiều mức nhiệt độ cài khác - Thử nghiệm chọn bột:  Bột bánh cookie dùng kết hợp bột gạo bột mỳ số 11: Bột bánh cookie có chức khơng nở q nhiều, phù hợp với môi trường nướng khuôn nhỏ, cần khơng gian lưu thơng nhiệt lớn để bánh chín Tuy nhiên, bột bánh cookie lại có nhược điểm thường thấy loại bột bánh nướng khác độ giịn cao nên khó giữ hình dạng ly lâu Vì nhóm thử dùng bột bánh cookie kết hợp với bột gạo với bột mỳ số 11 để tăng khả giữ hình dạng bánh cookie sau nướng Bột gạo tạo độ dẻo định cho bánh, bột mỳ số nướng có chức tăng khả giữ hình dạng ly bánh cookie sau nướng 74 Tuy nhiên sau nướng, ly bánh lại gặp trường hợp bột gạo không phù hợp với môi trường nướng thiếu không gian nở máy nên hình dạng bánh sau nướng khơng ổn định dự tính nhóm Hình 4.59: Ly bánh dùng bột mỳ số 11 Bột gạo có đặc tính dẻo độ ẩm cao nên nướng, có nhiều bọt khí q trình đẩy ép xy lanh làm bột bị dính vào khn phá huỷ hình dạng ly bánh sau nướng  Bột bánh cookie kết hợp bột mỳ đa dụng: Sau thử nghiệm nướng không hiệu cao lần thử nghiệm bột lần đầu, nhóm nhận việc mơi trường nướng máy khác với môi trường nướng bánh thông dụng việc lượng bột sử dụng cần sử dụng kết hợp với loại bột để cải thiện nhược điểm mơi trường nướng có khơng gian lưu thơng khí nhỏ cần thiết Bột mỳ đa dụng có độ ẩm thấp nên độ nở bọt khí khơng cao bột gạo Hình 4.60: Ly bánh dùng bột cookie kết hợp bột mỳ đa dụng 75 - Thử nghiệm áp suất: Nhóm thực thực nghiệm nhiều điều kiện áp suất từ máy nén xét mơi trường phịng bình thường thu thập nhiều kết khác ● Ở mức áp suất p = 0,5 MPa: Lúc mức áp suất tương đối thấp cho việc nén bột bánh nên lúc xylanh nén, bột dày không đạt hiệu nướng cao lượng bột phân bố không đồng Lực đẩy cho xy lanh ép không đủ dẫn đến bánh bị bể ● Ở mức áp suất p = 2.5 Mpa: Lực xy lanh ép lúc hoạt động tốt Lực xy lanh đẩy bánh khỏi khuôn qua mạnh dẫn đến bánh bị đẩy mạnh khỏi khuôn làm ly bánh bị bể Vì mức áp suất khơng phù hợp ● Ở mức áp suất p = 1,5 MPa: Trạng thái áp suất mức bột bánh hoàn toàn xylanh nén cách hoàn thiện, phần vỏ phần đế bánh đạt độ dày yêu cầu Sau đạt yêu cầu áp suất, nhóm tiến hành thực nghiệm nhiệt độ để đạt nhiệt độ phù hợp để nướng bánh dùng điện trở sấy làm lò nướng, phần nhiệt tác động trực tiếp vào bột bánh khác so với lị nướng thơng thường - Thử nghiệm định lượng bột: ● Lượng 27g bột: Sau ép xuống có lượng bột bị dư tràn khỏi khn, gây lãng phí Ngồi lượng bơ chảy bột gây khó khăn việc bảo trì Hình 4.61: Bột bị tràn ● Lượng 20g bột: Sau ép tiến hành nướng hoàn tấp, lấy bánh khỏi khuôn nhận thấy biên dạng bánh khơng thiếu lượng bột 76 Hình 4.62: Ly bánh bị sai biên dạng ● Lượng 25g bột: Bột lan vừa theo biên dạng khuôn, bột bị cháy nhiệt độ chưa xác - Thử nghiệm nhiệt độ thời gian nướng: ● Nhiệt độ 𝑡 = 2300 𝐶, thời gian nướng 90s Bánh bị cháy khét nhiệt độ chưa hợp lý Hình 4.63: Bột bánh nướng nhiệt độ 2300 𝐶, 90s ● Nhiệt độ 𝑡 = 2100 𝐶, thời gian nướng 90s Nhóm tiến hành nướng sơ, định hình bánh Hình 4.64: Bột bánh nướng nhiệt độ 2100 𝐶 ,90s 77 Phần bột bị khét nhiệt Ly bánh hình dạng, đủ độ cứng cáp lại không đạt yêu cầu Cần xem xét lại nhiệt độ thời gian nướng ● Ở nhiệt độ 𝑡 = 2100 𝐶, thời gian nướng 50s Nhóm tiến hành nướng sơ, định hình bánh Hình 4.65: Bột bánh nướng nhiệt độ 2100 𝐶, 50s Phần bột nướng gần chín Ly bánh có màu vàng nhạt đẹp Tuy chưa chín hồn tồn hình dạng, đủ độ cứng vững để cầm nắm Sau nướng sơ bánh, nhóm tiến hành bỏ bánh vào lị nướng để nướng chín bánh hồn tồn Sau phết socola bên bánh nhằm giúp bánh chứa chất lỏng khoảng thời gian Hình 4.66: Ly bánh chứa cà phê sau phết socola Sau rót cà phê vào ly phết socola Nhóm nhận thấy sau 30 phút nước không thấm vào bánh, đạt yêu cầu đề ● Phần giám sát: Nhiệt độ máy hiển thị lên web, đáp ứng yêu cầu ● Phần điều khiển: Máy cài đặt nhiệt, thơng số Kp, Ki, Kd, điều khiển tắt mở lò, điều khiển xy lanh từ xa mà không cần thao tác trục tiếp máy, từ đáp ứng yêu cầu đề 78 4.3 Phân tích Dựa kết thực nghiệm, nhóm rút vấn đề từ sản phẩm đầu ra: + Sản phẩm ly đầu cịn chưa hồn thiện khn thiết kế q trình vào bột cịn thủ cơng, cộng thêm việc phân chia lượng bột chưa hoàn tồn xác Tuy nhiên sản phẩm đáp ứng yêu cầu đề + Năng suất q trình khoảng 50s/1 bánh cịn thấp có khn, làm khn thiết kế suất tốt nhiều + Do ban đầu phần điều khiển nhiệt chưa tốt làm phần bột bị cháy dính vào khn nên khn bị bám màu làm thẩm mỹ cho sản phẩm đầu sau + Sản phẩm có độ nên úp chồng lên nhau, giúp tiết kiệm không gian lưu trữ + Vì hệ thống nhỏ nên khơng đảm bảo mặt an tồn an ninh mạng + Chu trình tự động hóa chưa hồn thiện ảnh hưởng đại dịch Covid-19 yếu tố khác nên q trình đưa bột khn đưa bột cịn thủ cơng + Bởi giới hạn phần cứng sử dụng Raspberry Pi3 yếu dẫn tới tốc độ FPS xử lý ảnh đạt 10 FPS chạy thời gian thực 79 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 Các vấn đề giải ưu điểm máy ⸻ Thơng số mơ hình Thơng số cấu máy ép ly bột bánh cookies đạt tương đối tính tốn vẽ thiết kế ban đầu Hình 5.1: Mơ hình máy thiết kế Solidworks Bảng 5.1: Thơng số mơ hình lý thuyết Kích thước 400 x 260 x 650 Khối lượng 14 kg Hình 5.2: Mơ hình máy thực tế 80 Bảng 5.2: Thơng số mơ hình máy thực tế Kích thước 400 x 260 x 650 Khối lượng 15.3 kg ⸻ Các ưu điểm máy Cơ cấu máy ép ly bột bánh nhóm hoạt động thiết kế, giải yêu cầu thiết kế, lắp ráp: + Đồng trục hai khuôn ép bột + Đồng hoạt động hai xylanh theo u cầu tính tốn từ trước + Khuôn nhiệt cung cấp hiệu quả, ổn định suốt trình hoạt động máy + Thiết kế cứng vững trình hoạt động máy + Sản phẩm ly đầu đáp ứng yêu cầu giữ chất lỏng khoảng thời gian định + Độ dày sản phẩm đầu đạt yêu cầu độ dày cho vỏ bánh + Có thể giám sát điều khiển từ xa qua web + Phân biệt sản phẩm hoàn thiện sản phẩm lỗi 5.2 Các hạn chế giải pháp đề xuất Trong trình hoạt động, máy nhóm cịn vấn đề cần nghiên cứu để giải Bảng 5.3: Những hạn chế hướng nghiên cứu, thiết kế giải Các điểm hạn chế máy Giải pháp đề xuất Năng suất q trình ⸻ Thay khn bánh từ khn thành khoảng 50s/1 bánh cịn thấp khn Khâu gia nhiệt chưa hồn thiện điện trở sấy tạo nhiệt khơng hồn tồn tồn diện tích tiếp xúc khn nên có chỗ chín q mức chỗ cịn lại, đặc biệt vị trí diện tích gần với nơi dẫn điện 220VAC ⸻ Gia cơng thêm vịng đai đồng thau khn ép bánh vịng nhiệt điện trở sấy để cải thiện vấn đề truyền nhiệt không ⸻ Tính tốn lại phần truyền nhiệt từ vịng nhiệt điện trở sấy để đặt setpoint ban đầu cho PID Arduino chuẩn Quá trình nén ép bột hoạt động cần xây dựng khâu vào bột xác để bột nén theo hình dạng khn nhiệt hồn tồn, thay có chỗ bột không nén ⸻ Nghiên cứu để xây dựng cấu dẫn bột vào khuôn hợp lý để bột nén theo hình dạng khn ⸻ Tính tốn thiết kế cấu phân chia bột tự động theo lượng bột thực 81 nghiệm để bột nén tràn đầy đủ phần khuôn mà không gây dư thừa Sản phẩm ly đầu hình dạng cịn ⸻ Cần nghiên cứu thử nghiệm thêm cho cần cải thiện trình nén ép bột chu trình tự động hóa máy để sản phẩm chưa hồn tồn hoạt động dự tính đầu có thẩm mỹ Đã có thử nghiệm thêm vật liệu chocolate để tăng cường khả chịu chất lượng thời gian dài cho ly bánh nướng; khâu bột phải làm thủ công ⸻ Do thời gian hạn hẹp vấn đề dịch bệnh bất ngờ nên nhóm khơng thể phát triển cấu phết chocolate lên bánh tiến hành lấy sản phẩm khỏi máy Chưa đảm bảo an toàn an ninh mạng, ⸻ Tiến hành phát triển server riêng để tăng máy có nguy bị đột nhập điều khiển tính bảo mật Tốc độ xử lý ảnh thấp, chưa chạy ⸻ Vì kinh phí hạn hẹp, khơng thể tiếp cận thời gian thực sử dụng Raspberry Pi xử lý mạnh Có thể sử dụng xử lý tốt Raspberry Pi 4, Jetson nano, Mini computer, Phương án xử lý ảnh làm thủ ⸻ Do tình hình dịch nên nhóm khơng thể cơng (hình ảnh tự chụp), chưa đồng lắp hoàn thiện phần xử lý ảnh lên phần hóa với hoạt động máy cứng ⸻ Tiến hành lắp hoàn thiên xử lý ảnh lên phần cứng, tiến hành chụp tự động đào tạo lại mô hình để tăng tính thực tế cho nhận dạng Vị trí lắp camera nhận diện ⸻ Gá thêm camera để nhận dạng bên cịn bên hơng ly nên ảnh hưởng kết lại sau đánh giá lúc tín hiệu từ nhận dạng camera Trên sở giải vấn đề mà nhóm gặp phải q trình thi cơng sau sản phẩm, nhóm đạt thành tựu định Nhưng dựa hạn chế tồn đọng đề ra, nhóm cố gắng nghiên cứu thêm dự án sau để máy ép bánh bột bánh cookies hoạt động tốt suất cao 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Trịnh Văn Quang (2016), “Cơ sở Truyền nhiệt”, 262 trang An Phát Holdings, Thực trạng rác thải nhựa Việt Nam – số đáng báo động, https://anphatholdings.com/hoat-dong-moi-truong/thuc-trang-o-nhiem-rac-thainhua-dang-o-muc-bao-dong.html, truy cập ngày 10/12/2020 Công Ty Cổ Phần Thiết Bị Công Nghiệp Và Dịch Vụ HTC, Cơ sở lý thuyết khí nén, http://hitachi-aircompressor.com.vn/chi-tiet-tin/248/co-so-ly-thuyet-ve-khi-nen, truy cập ngày 10/12/2020 Kim Thoa, Cùng Tìm Hiểu Lịch Sử Bánh Cookie Và Biscuit, https://daynghebanh.vn/cung-tim-hieu-lich-su-banh-cookie-va-biscuit/ , truy cập ngày 10/12/2020 Hồ Diễm, Nguyên Liệu Làm Bánh Cơ Bản Nhất Chị Em Nội Trợ Nào Cũng Nên Biết, https://yeutre.vn/bai-viet/6-nguyen-lieu-lam-banh-co-ban-nhat-chi-em-noi-tro-naocung-nen-biet.24225/, truy cập ngày 10/12/2020 Trần Văn Vinh, Tổng Hợp Các Loại Muối Trong Làm Bánh Và Cách Sử Dụng, https://daylambanh.edu.vn/cac-loai-muoi-trong-lam-banh , truy cập ngày 20/12/2020 Cơng Ty Tnhh Đầu Tư Thiết Bị Bình Minh, Lịch Sử Phát Triển Của Máy Nén Khí, http://binhminh-vietnam.com.vn/chi-tiet/180/lich-su-phat-trien-cua-may-nen-khi , truy cập ngày 22/12/2020 PALDA, Thanh bánh răng: Cấu tạo nguyên lý hoạt động chúng động xe, https://palda.vn/thanh-rang-banh-rang-cau-tao-va-nguyen-ly-hoat-dong/ , truy cập ngày 20/12/2020 Công ty cổ phần VCCorp, https://bizflycloud.vn/tin-tuc/tat-tat-kien-thuc-co-banve-web-server-ban-phai-biet-20180515115521302.htm, truy cập ngày 22/12/2020 10 TS Văn Hữu Thịnh - TS Nguyễn Minh Kỳ (2016), “Thiết kế đồ án chi tiết máy”, Nhà xuất Đại học Quốc gia, TP.HCM, Việt Nam, 350 trang 11 Công ty TNHH công nghiệp Phú Thịnh, Thép DC11 làm khuôn dập Inox, https://thepphuthinh.com/tin-tuc/thep-tam-dc11-lam-khuon-dap-inox210.html?fbclid=IwAR2mnwIDfmEPq9ElvqS360q5c5A68MXQK3VyTAighNYujZn43 EH3ncFi0Xg, truy cập ngày 10/12/2020 12 RITECH, Khái niệm điều khiển PID, Khái niệm điều khiển PID (ritech.com.vn), truy cập ngày 12/12/2020 13 PGS.TS Nguyễn Quang Hoan (12/2006), “Xử lý ảnh”, Học viện Cơng nghệ Bưu Chính Viễn thơng, Việt Nam, trang 14 ThS Hồ Ngọc Bốn – ThS Nguyễn Văn Đồn, Giáo trình Hình hoạ - Vẽ kỹ thuật (2014), 152 trang 15 Tố Uyên – An toàn vệ sinh thực phẩm – Tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam, Điều cần biết quy định công bố bánh, https://atvstp.org.vn/giay-phep-thuc-pham/cong-bochat-luong-thuc-pham/cong-bo-banh , truy cập ngày 6/9/2021 83 16 Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng, Nội dung toàn văn Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5909:1995 bánh bích quy - yêu cầu kỹ thuật Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng ban hành, https://vanbanphapluat.co/tcvn-5909-1995-banh-bich-quyyeu-cau-ky-thuat , truy cập ngày 6/9/2021 17 Ban soạn thảo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia bao bì vật liệu tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm biên soạn - Cục An toàn vệ sinh thực phẩm, Quy Chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia Về Vệ Sinh An Toàn Đối Với Bao Bì, Dụng Cụ Bằng Kim Loại Tiếp Xúc Trực Tiếp Với Thực Phẩm, http://www.fsi.org.vn/pic/files/qcvn-12-3_2011-byt-bao-bi-bang-kim-loai.pdf , truy cập ngày 6/9/2021 18 Cơng ty TNHH điện trở đốt nóng Rồng Việt, Cấu tạo điện trở đốt nóng, https://rongvietheater.com/tin-tuc-su-kien/cau-tao-cua-dien-tro-dotnong.html?fbclid=IwAR30 JNIJw92WbAK024_0AyXn7FhBBWzAa9oa0yyP74YEWa 03QfNQz26pE, truy cập ngày 6/9/2021 19 Baking & More, Sự khác cách sử dụng bột mì số 8, số 11, số 13, https://dolambanhgabi.vn/su-kha-c-nhau-va-ca-ch-su-du-ng-bo-t-mi-so-8-so-11-so-13 , truy cập ngày 6/9/2021 20 Machine Learning bản, Các phương pháp đánh giá hệ thống phân lớp, https://machinelearningcoban.com/2017/08/31/evaluation/ , truy cập ngày 6/9/2021 21 D Xiao, A Target Detection Model Based on Improved Tiny Yolov3 Under the Environment of Mining Truck, https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=8762130 , truy cập ngày 6/9/2021 84 ... hàm lượng Gluten cao khoảng 11,5 – 13%, sử dụng chủ yếu để làm loại bánh cần kết cấu - dai - giịn, nhờ bột có khả tương tác tốt với men nở trình ủ bột cho nguyên liệu đầu vào máy - Bột bánh cookie... Bộ truyền bánh kết hợp từ hai linh kiện: bánh Những linh kiện gia công chế tạo chi tiết với độ xác cao, áp dụng cho loại máy như: máy phay, máy cưa, máy khoan, máy mài, máy tiện… Nhằm tạo sản phẩm... 3.5.3 Thiết kế Solidworks 28 3.6 Thiết kế khí máy làm bánh bốn khuôn 32 3.7 Thiết kế mạch điện 40 3.8 Thiết kế giải thuật .40 3.8.1 Lưu đồ giải thuật