Đang tải... (xem toàn văn)
Untitled BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ THI CÔNG MƠ HÌNH BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI HÀNG HĨA TỰ ĐỘNG ỨNG DỤNG MÃ QR SVTH : NGUYỄN ĐỨC ANH MSSV : 12146004 KHĨA : 2012 NGÀNH : CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ GVHD : PGS.TS TRẦN THU HÀ Tp.Hồ Chí Minh, tháng năm 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI HÀNG HĨA TỰ ĐỘNG ỨNG DỤNG MÃ QR SVTH : NGUYỄN ĐỨC ANH MSSV : 12146004 KHĨA : 2012 NGÀNH : CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ GVHD : PGS.TS TRẦN THU HÀ Tp.Hồ Chí Minh, tháng năm 2020 CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -Tp.Hồ Chí Minh,ngày…tháng…năm2020 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Đức Anh MSSV:12146004 Ngành:Công nghệ kĩ thuật Cơ Điện tử Lớp:12146CLC Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Thu Hà ĐT: 0918757876 Ngày nhận đề tài:7/5/2020 Ngày nộp đề tài:13/8/2020 Tên đề tài:NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI HÀNG HÓA TỰ ĐỘNG ỨNG DỤNG MÃ QR Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Tác giả tiến hành khảo sát loại vi điều khiển , lựa chọn động DC, khảo sát thiết bị điện tử để thiết kế mơ hình - Tiến hành tìm hiểu thu thập thơng tin từ trang mạng sách hệ thống phân loại sản phẩm tham khảo thiết bị thực tế để lựa chọn hình thức phân loại sản phẩm phù hợp - Nội dung thực đề tài: Nội dung 1: Nghiên cứu điều khiển Arduino điều khiển hệ thống tự động hóa Nội dung 2: Dựa vào liệu thu thập được, tiến hành chọn giải pháp thiết kế, thi cơng mơ hình mạch điều khiển phù hợp Nội dung 3: Tiến hành thiết kế thi cơng mơ hình phân loại hàng hóa tự động sử dụng mã QR Nội dung 4: Thiết kế lưu đồ giải thuật viết chương trình điều khiển cho Vi điều khiển, thiết kế giao diện hình để điều khiển Nội dung 5: Tiến hành thực nghiệm điều chỉnh thông số phần cứng chương trình nhằm tối ưu khắc phục sai sót vận hành Nội dung 6: Viết luận án báo cáo nội dung thực Sản phẩm:MƠ HÌNH PHÂN LOẠI HÀNG HÓA TỰ ĐỘNG ỨNG DỤNG MÃ QR TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: MSSV: Ngành: Tên đề tài: Họ tên Giáo viên hướng dẫn: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 20… Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: MSSV: Ngành: Tên đề tài: Họ tên Giáo viên phản biện: .NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 20… Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ LỜI CẢM ƠN Có thể nói khơng có sự thành cơng hay thắng lợi khơng có sự quan tâm giúp đỡ hỗ trợ nhiều từ người khác Trong suốt trình học tập trường xây dựng đồ án nay, em nhận sự quan tâm, giúp đỡ từ quý thầy cô nhà trường đặc biệt sự quan tâm đến từ giáo viên hướng dẫn PGS.TS Trần Thu Hà Em xin chân thành cảm ơn cô Trần Thu Hà tận tình hướng dẫn đóng góp ý kiến quan trọng để em hồn thành đồ án tốt nghiệp Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy cô giảng viên khoa đào tạo chất lượng cao q trình học trường hết lịng bảo để em trang bị đầy đủ kiến thức kỹ cần thiết để áp dụng vào đồ án tốt nghiệp thân Cảm ơn ban giám hiệu nhà trường tạo điều kiện môi trường học tập cho em để học tập trau dồi kiến thức cách trọn vẹn Đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu thiết kế thi công mơ hình băng chuyền phân loại hàng hóa tự động ứng dụng mã QR” hoàn thành dựa vào khả kiến thức thân em nên không tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp q thầy để em hồn thiện kiến thức thân Sinh viên thực Nguyễn Đức Anh SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH iv ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ TĨM TẮT ĐỀ TÀI Trong q trình vận chuyển sản phẩm hay hàng hóa đầu vào hay đầu ra, khâu phân loại đóng vai trị quan trọng, nhằm phân bổ hàng hóa theo trật tự hay quy tắc nhà quản lý đề để tối ưu hóa q trình vận chuyển vào việc tự động điều khiển, giám sát quản lý hàng hóa sản phẩm giúp tăng suất, độ tin cậy dễ quản lý nhằm tăng tính cạnh tranh doanh nghiệp vận tải công ty, doanh nghiệp vận tải số Hiện hoạt động phân loại hàng hóa cịn thực phương pháp thủ công hay sử dụng trang thiết bị nhập ngoại có giá thành chi phí vận hành cao Do vấn đề tiếp cận, thiết kế tự làm chủ hệ thống điều khiển giám sát trình phân loại hàng hóa cần thiết mang tính thực tiễn cao.Nhằm đáp ứng nhu cầu ngành công nghiệp vận tải dịch vụ vận tải, đề tài đề xuất xây dựng mơ hình có khả phân loại sản phẩm tối ưu hóa trình vận chuyển hàng hóa vào nhà máy, kho bãi hay phương tiện Ngày việc giám sát , phân loại quản lý sản phẩm xuất nhập kho bãi hay nhà máy cần phải có phương pháp thống hiệu giúp tối ưu hóa q trình phân loại hàng hóa tăng độ xác tin cậy cao di chuyển từ địa điểm sang địa điểm khác đồng thời hạn chế việc phụ thuộc vào hình dạng chất liệu hay thời hạn hàng hóa Từ yêu cầu trên, mã vạch đời hình thức lưu trữ thơng tin hàng hóa hay sản phẩm theo quy tắc nhà sản xuất Qua trình phát triển thay đổi mã QR loại mã ngày phổ biến thay cho hình thức mã vạch truyền thống xuất bên hoạt động sản xuất Trên sở tác giả xin chọn đề tài : “ Nghiên cứu thiết kế thi công mơ hình băng chuyền phân loại hàng hóa tự động ứng dụng mã QR” SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH v ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT ĐỀ TÀI v MỤC LỤC vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC HÌNH ix DANH MỤC BẢNG BIỂU xi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .1 1.1 1.2 1.3 1.4 Tính cấp thiết đề tài: Khả ứng dụng vào thực tế lý chọn đề tài: Mục tiêu đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Cấu trúc đồ án tốt nghiệp: CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.4 2.4.1 2.4.2 2.5 2.5.1 2.5.2 Tổng quan điều khiển Khối vào: Bộ nhớ (Memory): Khối xử lý – điều khiển: Khối ra: Điều khiển nối cứng Điều khiển lập trình Thiết bị điều khiển khả trình .7 Vi điều khiển 11 Vi điều khiển Arduino 13 Arduino UNO R3 14 Arduino Atmega 2560 .16 So sánh phương pháp điều khiển 19 So sánh điều khiển lập trình với điều khiển nối cứng .19 So sánh điều khiển dùng vi điều khiển với PLC .19 SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH vi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ Hình 5.2: Hình ảnh mơ hình băng chuyền Hình 5.3: Hình ảnh nút điều khiển đèn báo ngồi tủ điện Hình 5.4: Hình ảnh hệ thống điện tủ điện SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH 56 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ Động chọn sử dụng loại đông DC JGB37-520 12V 66 rpm phù hợp với tính tốn động DC cần chọn Hình 5.5: Động DC JGB37-520 12V 5.2 Thực nghiệm: Các bước chuẩn bị: Bước 1: Cắm điện cho hệ thống Bước 2: Nạp chương trình từ máy tính vào Arduino Bước 3: Cho mơ hình hoạt động SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH 57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ Thử nghiệm: Bảng 5.1: Bảng lỗi phát sinh cách khắc phục trình thực nghiệm Lần thử nghiệm Lỗi -Hàng hóa mẫu không -Di chuyển biến hồng ngoại dừng vị trí quét mã QR trước hiệu chỉnh lại thời gian dừng băng chuyền -Máy quét không nhận -Di chuyển máy quét mã QR vào mã QR hàng hóa lên cao đẩy phía trước -Tay gạt phôi bị vướng vào cảm biến quang -Hệ thống phân loại sai hàng hóa -Tay qt di chuyển trước hàng hóa đến vị trí phân loại -Chạy ổn định Khắc phục -Di chuyển biến hồng ngoại trước hiệu chỉnh lại thời gian dừng băng chuyền -Kiểm tra lại chương trình liệu mã QR mà arduino nhận -Hiệu chỉnh thời gian dừng băng chuyền -Kiểm tra lại với nhiếu hàng hóa theo thứ tự thời gian tiếp phôi khác Kết : Thiết bị vận hành ổn định với mong muốn thiết kế SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH 58 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 6.1 Kết luận Đề tài nghiên cứu thiết kế thi cơng mơ hình phân loại hàng hóa ứng dụng mã QR phân loại nhiều hàng hóa Gỉả định thùng hàng phân loại theo nhóm mặt hàng biểu tượng loại hộp với 03 mã QR phân loại Hệ thống làm việc ổn định; Hệ thống đếm số lượng lưu trữ số lượng Đề tài thực hiện: - Phần thiết kế khí, thiết kế phần cứng mạch điều khiển : Hồn thành u cầu khí để đảm bảo cho phần điều khiển Điều chỉnh hệ thống điện thiết bị có tính thẩm mĩ gọn gàng - Hệ thống có nguồn ổn định cung cấp điện cho Arduino thiết bị hệ thống - Thiết kế thi công mạch điện hệ thống điều khiển - Hiểu cách lập trình điều khiển Arduino - Ứng dụng thiết bị điện tử vào thiết bị tự động hóa - Điều khiển chạy quy trình mong muốn 6.2 Giới hạn đề tài: - Sản phẩm mẫu nhỏ chưa mô tả thùng hàng lớn kho, chưa mơ tả tính đa dạng hàng hóa ngồi thực tế - Mơ hình băng tải ngắn hạn chế số hàng hóa phân loại - Chưa có ngân hàng lưu trữ liệu nhập liệu để phân loại nhiều loại hàng hóa ngồi hàng hóa lưu từ trước SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ - Chưa có hệ thống bổ sung trực tiếp hàng hóa sau phân loại xong - Vì chưa thể hết khả phân loại hàng hóa hệ thống băng tải công nghiệp 6.3 Hướng phát triển đề tài: - Tăng tốc độ vận chuyển băng chuyền lên nhanh - Tăng chiều dài băng tải tang số lượng cần gạt để có nhiều vị trí phân loại - Thêm hệ thống tiếp phôi tự động để tang độ liên tục hệ thống - Thêm hệ thống nhập liệu ngân hàng liệu để tăng tính đa dạng mã QR qt - Hồn thiện hệ thống điều khiển chương trình điều khiển để hệ thống hoạt động ổn định tin cậy để đáp ứng nhu cầu doanh nghiệp SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH 60 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính tốn thiết kế dẫn động khí, Trịnh Chất-Lê Văn Uyển-Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Giáo trình điều khiển tự động , Nguyễn Thế Hùng-Nhà xuất Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Các tài liệu hướng dẫn Arduino trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Tài liệu hướng dẫn PLC trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Các đồ án năm liên quan đến hệ thống băng tải phân loại hàng hóa Website thơng tin thiết bị : https://nshopvn.com/ Website lập trình Aruino : https://arduino.vn/ Website thiết bị Arduino: https://www.arduino.cc/ SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH 61 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ PHỤ LỤC #include #define Sensor1 10 #define Sensor2 #define DC_IN1 #define DC_IN2 #define pin_sw_QR #define pin_TX_QR #define pin_RX_QR #define xilanh11 A4 #define xilanh12 A5 #define xilanh21 A3 #define xilanh22 A2 #define lui_xilanh1 digitalWrite(xilanh11,HIGH);digitalWrite(xilanh12,LOW); #define day_xilanh1 digitalWrite(xilanh12,HIGH);digitalWrite(xilanh11,LOW); #define OFF_xilanh1 digitalWrite(xilanh12,LOW);digitalWrite(xilanh11,LOW); #define lui_xilanh2 digitalWrite(xilanh21,HIGH);digitalWrite(xilanh22,LOW); #define day_xilanh2 digitalWrite(xilanh22,HIGH);digitalWrite(xilanh21,LOW); #define OFF_xilanh2 digitalWrite(xilanh22,LOW);digitalWrite(xilanh21,LOW); #define motor_ON digitalWrite(DC_IN1,HIGH);digitalWrite(DC_IN2,LOW); SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH 62 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ #define motor_OFF digitalWrite(DC_IN1,LOW);digitalWrite(DC_IN2,LOW); #define pin_servo 11 #define pin_start bool receive_finish = 0; char state[3]; char maqr[10]; char i_maqr = 0; int count = 0; int a = 0, b = 0, c = 0, A = 0, B = 0, C = 0, K = 0; char O = 'o'; long time1 = 0, time2 = 0; SoftwareSerial mySerial(pin_RX_QR, pin_TX_QR); char mode = '0'; int pos = 0; void setup() { pinMode(pin_start, INPUT_PULLUP); pinMode(Sensor1, INPUT_PULLUP); pinMode(Sensor2, INPUT_PULLUP); pinMode(DC_IN1, OUTPUT); pinMode(DC_IN2, OUTPUT); pinMode(A5, OUTPUT); pinMode(A4, OUTPUT); pinMode(A3, OUTPUT); pinMode(A2, OUTPUT); SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH 63 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ pinMode(pin_sw_QR, OUTPUT); digitalWrite(pin_sw_QR, HIGH); Serial.begin(9600); mySerial.begin(9600); lui_xilanh1; lui_xilanh2; motor_OFF; delay(2000); OFF_xilanh1; OFF_xilanh2; } void loop() { if ( mode == '1') { motor_ON; O = 'O'; if (digitalRead(Sensor1) == 0) { motor_OFF; start_receive(); time1 = millis(); time2 = 0; while (receive_finish == && time2 < 5000) { SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH 64 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ receive(); time2 = millis() - time1; } if(time2 >=5000){ K++; } if (maqr[0] == 'A') { a++; if (a >= 3) { a = 0; A++; } } if (maqr[0] == 'B') { b++; if (b >= 4) { b = 0; B++; } } if (maqr[0] == 'C') { c++; maqr[0] = ' '; if (c >= 4) { c = 0; SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH 65 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ C++; } } truyendulieu(); motor_ON; while (digitalRead(Sensor1) == 0); delay(1); motor_OFF; if (maqr[0] == 'A') { maqr[0] = ' '; day_xilanh2; truyendulieu(); delay(2000); lui_xilanh2; delay(2000); OFF_xilanh2; } motor_ON; } if (digitalRead(Sensor2) == 0) { while (digitalRead(Sensor2) == 0); delay(1); motor_OFF; SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH 66 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ if (maqr[0] == 'B') { maqr[0] = ' '; day_xilanh1; truyendulieu(); delay(2000); lui_xilanh1; delay(2000); OFF_xilanh1; maqr[0] == ' '; } motor_ON; } } else { motor_OFF; O = 'o'; lui_xilanh1; OFF_xilanh1; } truyendulieu(); } void start_receive(void) { SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH 67 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ i_maqr = 0; receive_finish = 0; digitalWrite(pin_sw_QR, HIGH); digitalWrite(pin_sw_QR, LOW); } void receive(void) { if (mySerial.available() > 0) { maqr[i_maqr] = mySerial.read(); Serial.print(maqr[i_maqr]); i_maqr ++; if (maqr[i_maqr - 1] == 0x0A) { receive_finish = 1; } } } void truyendulieu() { Serial.print("S"); Serial.print(O); Serial.print("a"); Serial.print(a); Serial.print("b"); Serial.print(b); Serial.print("c"); Serial.print(c); Serial.print("A"); Serial.print(A); Serial.print("B"); Serial.print(B); Serial.print("C"); Serial.print(C); Serial.print("K"); Serial.print(K); SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH 68 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN THU HÀ Serial.println("s"); } void serialEvent() { while (Serial.available()) { char a = (char)Serial.read(); if (a == '1')mode = '1'; if ( a == '0') mode = '0'; } } SVTH: NGUYỄN ĐỨC ANH 69