1 Hình ảnh dây chuyền phân loại hàng hóa theo barcode.Công nghệ barcode được ứng dụng đa dạng trong nhiều ngành nghề, lĩnh vực như: Là yêu cầu bắt buộc cho việc đưa sản phẩm, hàng hóa ti
TỔNG QUAN
Tầm quan trọng đề tài
Hệ thống phân loại bưu kiện theo mã barcode là một hệ thống tự động hóa, sử dụng các thiết bị quét mã vạch để nhận dạng và phân loại các bưu kiện theo các điểm đến khác nhau Hệ thống này giúp tăng hiệu quả, chính xác và an toàn trong quá trình vận chuyển và phân phối hàng hóa.
Hình 1 1 Hình ảnh dây chuyền phân loại hàng hóa theo barcode.
Công nghệ barcode được ứng dụng đa dạng trong nhiều ngành nghề, lĩnh vực như: Là yêu cầu bắt buộc cho việc đưa sản phẩm, hàng hóa tiến vào “chuỗi cung ứng” quốc tế Đây là ngôn ngữ quốc tế về đơn hàng, thanh toán, vận chuyển, Cũng như yếu tố quan trọng trong việc quản lý hoạt động nội bộ của doanh nghiệp, tổ chức như theo dõi, điều hành quá trình xuất nhập hàng, quản lý kho, kiểm kê tài sản, …
Ngoài ra, trong cuộc sống, công nghệ barcode dễ dàng được bắt gặp tại: Thanh toán ví điện tử, quảng cáo qua QR code Mã đơn giá hàng hóa cho thống kê đơn hàng tại quầy thanh toán, vé tàu, vé máy bay, vé xem phim, check in sự kiện Xác minh thân phận: BHYT, căn cước công dân, Phân loại mẫu xét nghiệm, hồ sơ bệnh án và kiểm tra nguồn gốc sản phẩm.
Hệ thống phân loại bưu kiện theo mã barcode có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực sau: Ngành chuyển phát nhanh: giúp giảm thời gian và chi phí xử lý, sắp xếp và giao hàng cho các đơn hàng đa kênh Hệ thống này cũng giúp tăng khả năng theo dõi và kiểm soát chất lượng của các bưu kiện Ngành công nghiệp nhẹ: giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và kho bãi, giảm lãng phí và tăng năng suất Cũng như giúp cải thiện chất lượng sản phẩm và khả năng đáp ứng nhu cầu của khách hàng Ngành công nghiệp dược phẩm: giúp đảm bảo an toàn và tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng của các sản phẩm dược phẩm, giúp ngăn ngừa sự nhầm lẫn, đánh cắp và làm giả của các sản phẩm dược phẩm Phân loại hàng hóa - quản lý kho: Barcode được dùng để phân loại hàng hóa và quản lý kho vô cùng tiện lợi, bởi hàng hóa khi được dán tem mã vạch hỗ trợ rất lớn cho con người trong quá trình nhập và xuất hàng hóa Đồng thời sử dụng mã vạch để kiểm soát hàng hóa còn tồn đọng trong kho và lúc này con người có thể đưa ra những quyết định về nhập, xuất hàng một cách hợp lý nhằm giảm chi phí tồn kho hữu ích Phân biệt hàng thật - hàng giả: Barcode có chuỗi số định danh giúp cho con người hoàn toàn có thể kiểm tra nhanh chóng nguồn gốc của sản phẩm Từ đó, có thể nhận diện hàng hóa được nhập về có phải là hàng thật hay không Đồng thời, với sự xuất hiện của Barcode cũng giúp cho con người kiểm tra hàng hóa được nhanh chóng và đơn giản, giúp tiết kiệm thời gian hơn rất nhiều Thanh toán giao dịch: Hiện nay, những siêu thị, cửa hàng tiện lợi hầu như đều trang bị cho mình máy đọc mã vạch để tiết kiệm thời gian thanh toán sản phẩm cho khách hàng Đồng thời, mỗi một sản phẩm bán đi cũng được hệ thống quản lý bán hàng kiểm soát và đối chiếu được Điều này giúp cho các công ty, doanh nghiệp nâng cao hiệu quả của việc quản trị và tiết kiệm chi phí hoạt động, công tác trong quá trình kinh doanh Ứng dụng khác: Thêm vào đó, Barcode cũng được ứng dụng ở nhiều công việc khác nhau trong đời sống hàng ngày
6 của con người có thể kể đến như: Nhiều hãng hàng không trên thế giới đã và đang sử dụng Barcode để phân loại hành lý của hành khách ký gửi, giúp cho chúng không bị chuyển cho nhầm người hoặc thất lạc ở đâu đó.
Mục tiêu đề tài
- Dây chuyền chạy ổn định phân loại được 3 sản phẩm, vận chuyển về 3 khu vực khác nhau.
- Sử dụng camera để xử lý hình ảnh barcode gửi dữ liệu về PLC.
- Tốc độ phân loại 10 sản phẩm/phút là trọng lượng mỗi sản phẩm lên đến 0.3 kg.
- Giám sát và điều khiển băng tải, động cơ được trên màn hình SCADA, theo dõi được số lượng mỗi sản phẩm, thời gian thực lúc phân loại và lưu giá trị về SQL.
Giới hạn đề tài
- Với quy mô của mô hình nhóm thực hiện thì dây chuyền chỉ mới có thể phân loại được 3 sản phẩm, tốc độ phân loại còn chậm 5 sản phẩm/phút có thể sai soát 5%.
- Hiện tại với băng tải nhỏ nên dây chuyền chỉ có thể phân loại sản phẩm có tải trọng nhẹ dưới 0.5 kg.
- Chưa ứng dụng được công nghệ kết nối IoT vào vận hành, kiểm tra giám sát quản lý dữ liệu.
Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Trình bày tầm quan trọng của đề tài, các phương pháp thực hiện, mục tiêu cũng như giới hạn của đề tài.
- Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Trình bày những cơ sở lý thuyết về phân loại theo barcode, các khối trong mô hình cũng lý thuyết về các thiết bị được chọn.
- Chương 3: Nội dung thực hiện
Mô tả quy quy trình vận hành hệ thống, trình bày các lý do lựa chọn thiết bị phù hợp nhất với mô hình nhằm đảm bảo tối ưu chi phí cũng như hoạt động một cách hiệu quả.
- Chương 4: Thi công hệ thống
Trình bày quá trình thực hiện và các bước để có thể hoàn thành hệ thống Viết các chương trình điều khiển, lập trình giám sát.
- Chương 5: Phân tích kết quả
Trình bày kết quả đạt được từ mô hình thực tế Đưa ra các phân tích, đánh giá, so sánh với mục tiêu ban đầu đặt ra.
- Chương 6: Kết luận và hướng phát triển
Trình bày ưu điểm và nhược điểm của hệ thống, đưa ra các hướng phát triển cho đề tài trong tương lai.
Phân tích tổng hợp các đề tài luận án của các anh chị đi trước Tìm hiểu về lý thuyết xử lý ảnh, lập trình PLC.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Các loại cảm biến thông dụng
- Dây chuyền chạy ổn định phân loại được 3 sản phẩm, vận chuyển về 3 khu vực khác nhau.
- Sử dụng camera để xử lý hình ảnh barcode gửi dữ liệu về PLC.
- Tốc độ phân loại 10 sản phẩm/phút là trọng lượng mỗi sản phẩm lên đến 0.3 kg.
- Giám sát và điều khiển băng tải, động cơ được trên màn hình SCADA, theo dõi được số lượng mỗi sản phẩm, thời gian thực lúc phân loại và lưu giá trị về SQL.
- Với quy mô của mô hình nhóm thực hiện thì dây chuyền chỉ mới có thể phân loại được 3 sản phẩm, tốc độ phân loại còn chậm 5 sản phẩm/phút có thể sai soát 5%.
- Hiện tại với băng tải nhỏ nên dây chuyền chỉ có thể phân loại sản phẩm có tải trọng nhẹ dưới 0.5 kg.
- Chưa ứng dụng được công nghệ kết nối IoT vào vận hành, kiểm tra giám sát quản lý dữ liệu.
1.4 Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Trình bày tầm quan trọng của đề tài, các phương pháp thực hiện, mục tiêu cũng như giới hạn của đề tài.
- Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Trình bày những cơ sở lý thuyết về phân loại theo barcode, các khối trong mô hình cũng lý thuyết về các thiết bị được chọn.
- Chương 3: Nội dung thực hiện
Mô tả quy quy trình vận hành hệ thống, trình bày các lý do lựa chọn thiết bị phù hợp nhất với mô hình nhằm đảm bảo tối ưu chi phí cũng như hoạt động một cách hiệu quả.
- Chương 4: Thi công hệ thống
Trình bày quá trình thực hiện và các bước để có thể hoàn thành hệ thống Viết các chương trình điều khiển, lập trình giám sát.
- Chương 5: Phân tích kết quả
Trình bày kết quả đạt được từ mô hình thực tế Đưa ra các phân tích, đánh giá, so sánh với mục tiêu ban đầu đặt ra.
- Chương 6: Kết luận và hướng phát triển
Trình bày ưu điểm và nhược điểm của hệ thống, đưa ra các hướng phát triển cho đề tài trong tương lai.
Phân tích tổng hợp các đề tài luận án của các anh chị đi trước Tìm hiểu về lý thuyết xử lý ảnh, lập trình PLC.
1.5 Các đề tài liên quan
Hệ thống phân loại bưu kiện tự động được ứng dụng rộng rãi trong các công ty chuyển phát nhanh như: Shopee Express, Lazada,Tiki, và trong các công ty thương mại điện tử, các nhà máy sản xuất công nghiệp hiện đại.
Tính năng của hệ thống tại Shopee Express:
- Giảm nhân công phân loại đến 70%, công suất phân loại tăng lên từ đó sẽ giảm chi phí rất lớn trong hoạt động Logistics.
- Tỷ lệ phân loại bưu kiện sai rất thấp đến 0.01%.
- Tỷ lệ sai hỏng, vỡ và móp méo giảm chất lượng dịch vụ nâng cao.
- Ứng dụng công nghệ mới bao gồm hệ thống dẫn động, thân xe nhẹ giúp giảm điện năng tiêu thụ 20%.
❖ Trong học tập, nghiên cứu
Vì đây là một đề tài khá thú vị và có tính ứng dụng thực tiễn nên được rất nhiều anh chị sinh viên đi trước đã nghiên cứu Vào năm 2022 tại trường đại học sư phạm và kỹ thuật
TP Hồ Chí Minh đã có nhóm tác giả Đoàn Trung Hà và Nguyễn Thành Nguyên đã thực hiện đề tài “Ứng dụng xử lý ảnh phân loại sản phẩm theo mã vạch”.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
PLC là từ viết tắt của Programmable Logic Controller (Tiếng Việt: Bộ điều khiển Logic có thể lập trình được) Khác với các bộ điều khiển thông thường chỉ có một thuật toán điều khiển nhất định, PLC có khả năng thay đổi thuật toán điều khiển tùy biến do người sử dụng viết thông qua một ngôn ngữ lập trình Do vậy, nó cho phép thực hiện linh hoạt tất cả các bài toán điều khiển.
Hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất PLC như Siemens (Đức), Omron (Nhật Bản), Mitsubishi (Nhật Bản), Delta (Đài Loan)
Ngôn ngữ lập trình phổ biến là LAD (Ladder logic - Dạng hình thang), FBD (Function Block Diagram - Khối chức năng), STL (Statement List - Liệt kê lệnh) và Ladder logic là ngôn ngữ lập trình PLC đang được ưa chuộng nhất.
PLC là thiết bị điều khiển Có cấu trúc máy tính bao gồm bộ xử lý trung tâm CPU, Bộ nhớ ROM, Bộ nhớ RAM, dùng để nhớ chương trình ứng dụng, và các cổng Vào/ Ra - INPUT/ OUTPUT
Hình 2 1 Hình ảnh các dòng PLC.
2.1.2 Cấu trúc bên trong PLC
- Bộ nhớ chương trình RAM, ROM
- Một bộ vi xử lý trung tâm CPU, có vai trò xử lý các thuật toán
- Các modul vào/ra tín hiệu
2.1.3 Nguyên tắc hoạt động của PLC
- Đầu tiên các tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi (sensor, contact, …) được đưa vào CPU thông qua module đầu vào Sau khi nhận được tín hiệu đầu vào thì CPU sẽ xử lý và đưa các tín hiệu điều khiển qua module đầu ra xuất ra các thiết bị được điều khiển bên ngoài theo 1 chương trình đã được lập trình sẵn.
- Một chu kỳ bao gồm đọc tín hiệu đầu vào, thực hiện chương trình, truyền thông nội, tự kiểm tra lỗi, gửi cập nhật tín hiệu đầu ra được gọi là 1 chu kỳ quét hay 1 vòng quét (Scan Cycle).
- Thường thì việc thực hiện một vòng quét xảy ra trong thời gian rất ngắn (từ 1 ms-100ms) Thời gian thực hiện vòng quét này phụ thuộc vào tốc độ xử lý lệnh của PLC, độ dài ngắn của chương trình, tốc độ giao tiếp giữa PLC và thiết bị ngoại vi.
Hình 2 4 Hình ảnh cảm biến hình ảnh.
Loại cảm biến này thường được thiết kế dưới dạng một đầu dò nhiệt độ Từ đó, các thông số nhiệt được tiếp nhận và truyền tín hiệu đến thiết bị đo nhiệt Cảm biến nhiệt độ thường được dùng để đo các đặc tính nhiệt độ của chất lỏng, rắn và khí trong một số ngành công nghiệp chế biến, môi trường hiện nay.
Các loại cảm biến nhiệt độ thông dụng hiện nay như: nhiệt kế bức xạ, cảm biến nhiệt bán dẫn, điện trở oxit kim loại, nhiệt điện trở,…
Hình 2 5 Hình ảnh cám biến nhiệt độ.
Cảm biến gia tốc (tên tiếng Anh: accelerometer) là cảm biến tiếp nhận tín hiệu gia tốc hoặc độ rung của các vật thể Sau đó, tín hiệu này được chuyển đổi thành tín hiệu điện để hiển thị lên màn hình Cảm biến gia tốc thường được sử dụng trong các loại máy đo độ rung và bộ thu thập dữ liệu độ rung
Hình 2 6 Hình ảnh cảm biến gia tốc.
2.3.4 Cảm biến quang điện (Photoelectric sensor)
Chủ yếu được sử dụng để phát hiện các đối tượng hoặc sự thay đổi trong trên bề mặt thông qua đặc tính quang học Cấu tạo cơ bản của các loại cảm biến quang điện bao gồm bộ phát (dùng để phát ánh sáng) và bộ thu (dùng để nhận ánh sáng)
Hình 2 7 Hình ảnh cảm biến quang điện.
Mã barcode
Barcode là thuật ngữ tiếng Anh được dịch sang tiếng Việt là "Mã vạch" Đây là một công nghệ phổ biến hiện nay được sử dụng để thu thập và nhận dạng dữ liệu thông qua một mã số, chữ số của một đối tượng nhất định nào đó Đồng thời, mã vạch này có độ nhỏ lớn khác nhau và có khoảng trống song song xen kẽ nhau Chúng được sắp xếp theo một quy tắc mã hóa để các máy quét và máy đọc mã vạch có thể nhận dạng và đọc được thông tin.
Nói một cách đơn giản hơn thì Barcode chính là sự thể hiện thông tin dưới hình dạng có thể thấy được từ mắt thường trên bề mặt sản phẩm, hàng hóa mà máy móc có thể đọc hiểu được.
Hình 2 8 Hình ảnh mã barcode.
Băng tải
Băng tải (băng chuyền) hiểu đơn giản là một máy cơ khí dùng để vận chuyển các đồ vật từ điểm này sang điểm khác, từ vị trí A sang vị trí B Thay vì vận chuyển sản phẩm bằng công nhân vừa tốn thời gian, chi phí nhân công lại tạo ra môi trường làm việc lộn xộn thì băng chuyền tải có thể giải quyết điều đó Nó giúp tiết kiệm sức lao động, số lượng nhân công, giảm thời gian và tăng năng suất an toàn lao động.
Vì vậy băng chuyền, băng tải là một trong những bộ phận quan trọng trong dây chuyền sản xuất, lắp ráp của các nhà máy, xí nghiệp Góp phần tạo nên một môi trường sản xuất hiện đại, khoa học và giải phóng sức lao động mang lại hiệu quả kinh tế cao cho công ty. Ứng dụng của băng tải trong công nghiệp:
- Trong ngành sản xuất, lắp ráp linh kiện, thiết bị điện tử, lắp ráp ô tô, xe máy, xe đạp điện…
- Trong ngành sản xuất thực phẩm, y tế, dược phẩm, may mặc, giày dép,…
- Dùng để vận chuyển hàng hoá, đóng gói sản phẩm,…
Ngoài ra băng tải NHA còn được ứng dụng vào rất nhiều ngành sản xuất khác nhằm mang lại hiệu quả kinh tế trong sản xuất
Bên cạnh đó, hệ thống băng tải – băng chuyền có thể được lắp đặt bất cứ nơi nào, mọi địa hình, không những mang lại hiệu quả kinh tế cao nó còn giảm thiểu tai nạn trong lao động bảo đảm tính an toàn lao động cao.
Hình 2 9 Hình ảnh băng tải.
Tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm
Trong thời đại công nghiệp phát triển mạnh mẽ hiện nay, sản xuất hàng loạt đang được chú trọng và đẩy mạnh hơn bao giờ hết bởi nhu cầu thị yếu ngày càng tăng Hiện nay trong hầu hết các nhà máy có rất nhiều dây chuyền sản xuất được thiết kế và đưa vào sử dụng Để đạt được mục tiêu phân chia sản phẩm về đúng loại, đúng mẫu mã, kích thước, trọng lượng, … thì dây chuyền phân loại sản phẩm được ra đời Có rất nhiều dây chuyền phân loại sản phẩm hiện có như: phân loại sản phẩm theo kích thước, theo màu sắc, theo hình dạng, theo cân nặng, theo mã vạch…
Hình 2 10 Hình ảnh hệ thống phân loại
Camera
Camera là thiết bị dùng để chụp ảnh, ghi hình một sự kiện hay một quá trình nào đó. Ngày nay cùng với sự phát triển vượt trội của công nghệ, camera ngày càng được thiết kế nhỏ gọn, hiện đại, linh hoạt, mang lại hình ảnh và video sắc nét, sống động Trên thị trường hiện có rất nhiều hãng sản xuất camera với nhiều loại đa dạngvề mẫu mã, kiểu dáng, kích thước giúp người mua có nhiều sự lựa chọn Trong công nghiệp, quy trình xử lý ảnh đang được nghiên cứu và phát triển rất mạnh mẽ trong thời gian qua tạo nên một bước đột phá trong ngành công nghệ và sản xuất Hệ thống sản xuất có tích hợp xử lý ảnh giúp hiện đại hóa, tự động hóa quy trình, giúp nhà máy nâng cao năng suất, tiết kiệm thời gian, chi phí nhân công Để thực hiện được quy trình xử lý ảnh này cần phải có những chiếc camera phù hợp có nhiệm vụ chụp/ghi các loại sản phẩm, hàng hóa đưa vào hệ thống máy tính để xử lý.
Hình 2 11 Hình ảnh camera cầu Hình 2 12 Hình ảnh camera thân
Hình 2 13 Hình ảnh camera hồng ngoại Hình 2 14 Hình ảnh camera công nghiệpNgoài ra còn các loại camera khác như: Camera wifi (Camera không dây), Camera bí mật (Discreet camera), Camera ống kính rời (C-Mount camera), Camera ngày/đêm(Day/Night camera), Camera xoay 360 độ (PTZ camera), Camera analog (AHD, HD-CVI, HD-TVI camera), Camera IP, …
NỘI DUNG THỰC HIỆN
Mô tả quy trình thực hiện
21 Ảnh Xử lý ảnh Ảnh tốt hơn
Hệ quyết định Đối sánh rút ra kết luận
Bưu kiện được vận chuyển trên băng tải đi qua khu vực có máy quét mã vạch Máy quét mã vạch sẽ phân tích bưu kiện này thuộc khu vực nào Nếu thuộc khu vực 1 thì sẽ được động cơ 1 chuyền sang xuống khu vực 1, nếu thuộc khu vực 2 thì động cơ 2 sẽ chuyển bưu kiện qua khu vực loại 2 Nếu bưu kiện không thuộc trong khu vực 1 và 2 sẽ được băng tải chuyền thẳng xuống khu vực 3.
Sơ đồ mô tả hệ thống
Lựa chọn thiết bị
3.2.1 Lựa chọn khối điều khiển trung tâm
- 1 Ngõ vào quét mã vạch
- 2 Ngõ vào cảm biến phát hiện sản phẩm.
- 2 động cơ gạt bưu kiện
- 2 đèn báo trạng thái hoạt động
Hệ thống phân loại khu vực 1 bao gồm: cảm biến, cần gạt
Hệ thống phân loại khu vực 2 bao gồm: cảm biến, cần gạt
Hệ thống quét barcode: camera
Dựa vào số lượng thiết bị đầu vào và đầu ra phù hợp, và độ thông dụng của hãng PLC Siemens nhóm lựa chọn PLC S7 – 1200 CPU 1214C DC/DC/DC.
- Ba phiên bản thiết b với nguồn điện và điện áp điều khiển khác nhau.
- Bộ nguồn tích hợp dưới dạng nguồn điện AC hoặc DC dải rộng
- Tích hợp bộ mã hóa 24 V/cung cấp dòng tải: Để kết nối trực tiếp các cảm biến và bộ mã hóa Với 300 mA đầu ra hiện tại cũng để sử dụng như nguồn cung cấp tải.
- 14 đầu vào kỹ thuật số tích hợp 24 VDC.
- 10 đầu ra kỹ thuật số tích hợp, 24 VDC hoặc rơ le.
- đầu vào tương tự (AI) tích hợp 0 – 10 V.
- đầu ra xung (PTO) với tần số lên đến 100 kHz.
- Đầu ra điều chế độ rộng xung (PWM) với tần số lên đến 100 kHz.
- Giao diện Ethernet tích hợp (TCP/IP gốc, ISO-on-TCP).
- 6 bộ đếm nhanh (3 bộ đếm tối đa 100 kHz; 3 bộ đếm tối đa 30 kHz) với đầu vào kích
- hoạt và đặt lại có thể tham số hóa, có thể được sử dụng đồng thời làm bộ đếm lên và
- xuống với 2 đầu vào riêng biệt hoặc để kết nối bộ mã hóa gia tăng.
- MZ rộng bằng các giao diện truyền thông bổ sung, ví dụ: RS
- MZ rộng bằng tín hiệu tương tự hoặc kỹ thuật số trực tiếp trên
CPU thông qua bảng tín
- hiệu (với việc giữ nguyên kích thước lắp CPU).
- MZ rộng bZi một loạt các tín hiệu đầu vào và đầu ra tương tự và kỹ thuật số thông qua
- các mô-đun tín hiệu.
- MZ rộng bộ nhớ tùy chọn (Thẻ nhớ SIMATIC).
- Bộ điều khiển PID với chức năng tự động điều chỉnh.
- Đồng hồ thời gian thực tích hợp.
Cảm biến quang điện thu phát độc lập (Through – Beam Sensor)
Cảm biến quang điện thu phát độc lập là loại cảm biến đầu tiên được chúng tôi nhắc đến Nó có tên tiếng anh là Through – Beam Sensor. Đặc điểm
Ngoài tên gọi trên thì nó còn được gọi là cảm biến thu phát chung Thực chất nó chính là cảm biến không phản xạ nên muốn thiết bị hoạt động được thì cần phải bố trí 1 con phát ánh sáng và 1 con thu ánh sáng đặt đối diện nhau Người ta ưa chuộng sử dụng thiết bị này bởi vì nó có thể phát hiện ra vật ở khoảng cách 60m, hoạt động chính xác, không bị chi phối, ảnh hưởng bởi màu sắc và bề mặt.
Khi cảm biến này hoạt động thì nó chỉ có hai trạng thái duy nhất, đó là:
+ Trạng thái không có vật cản: Hai cảm biến phát và thu sáng sẽ diễn ra liên tục với nhau.
+ Trạng thái khi có vật cản: Cảm biến phát sáng thì vẫn phát ra ánh sáng nhưng do có vật cản ở giữa nên cảm biến thu sẽ không thu được ánh sáng.
Hình 3 2 Hình ảnh cám biến quang thu phát độc lập.
Cảm biến quang khuếch tán (Diffuse Reflection Sensor)
Khi sử dụng thiết bị này, người dùng cũng cần chú ý bởi khả năng của nó chỉ giới hạn trong phạm vi 2m Độ chính xác của nó bị chi phối bởi các màu sắc cùng với bề mặt của vật.
Cảm biến khuếch tán này cũng có 2 trạng thái làm việc duy nhất đó là:
+ Trạng thái không vật cản: Khi không có vật nào cản trở thì ánh sáng sẽ không được phản xạ về vị trí thu được hoặc bề mặt vật sẽ không phản xạ ánh sáng về vị trí thu. + Trạng thái phát hiện vật cản: Cảm biến phát sẽ phát ánh sáng liên tục vào bề mặt của vật cản nên ánh sáng phản xạ sẽ đi ngược về vị trí thu sáng.
Hình 3 3 Hình ảnh cảm biến quang khuếch tán.
Cảm biến quang phát hiện màu (cảm biến màu sắc)
Loại cảm biến thứ 4 thông dụng đó là loại màu sắc Giá rẻ hơn các 3 loại trên và được dùng nhiều trong nhà máy lắp ráp.
Cảm biến màu là thiết bị có khả năng nhận biết được các màu sắc, dựa trên 3 màu cơ bản: Xanh lá, đỏ và xanh dương Chúng ta cứ nghĩ sẽ phải thiết lập cảm biến để nhận các màu nhưng công việc đó đã được các hãng hoàn thiện.
Người dùng chỉ cần cài đặt vài thông số đơn giản để cảm biến có thể nhận được màu.
Nó cũng là một loại cảm biến thu phát chung Hoạt động của nó tương đồng với loại
26 cảm biến quang học phản xạ khuếch tán Tuy nhiên, nó chỉ nhận đúng màu nó đã được cài đặt thì lúc này mới phát đi các tín hiệu PNP, NPN
Cảm Biến Khoảng Cách 5VDC E18 - D80NK
+ Điện áp hoạt động: 5VDC
+ Khoảng cách phát hiện có thể điều chỉnh tử 3 - 80 cm < Vặn biến trở> + Logic TTL dòng điều khiển lên tới 100mA
+ Nhiệt độ làm việc (-25) - 55 độ
+ Dây đen: Data , Dây Xanh: GND, Dây nâu: Vcc
Hình 3 4 Hình ảnh cám biến khoảng cách 5VDC E18 - D80NK
+ Ứng dụng để đo mực nước ( Nước không trong suốt)
+ Phát hiện hoặc đếm sản phẩm trong dây truyền
+ Ứng dụng trong Robot dò đường.
Lý do nên chọn cảm biến 5VDC E18-D80NK Đây là một loại cảm biến tiệm cận hồng ngoại, có thể phát hiện vật cản trong khoảng từ 3cm đến 80cm Bạn có thể điều chỉnh khoảng cách phát hiện bằng biến trở ở đuôi của cảm biến Cảm biến này có nhiều ưu điểm như:
- Độ phản hồi nhanh và ít bị nhiễu do sử dụng mắt nhận và phát tia hồng ngoại theo tần số riêng biệt.
- Dòng ra của chân tín hiệu rất lớn, khoảng 300mA, có thể kích hoạt relay hoặc transistor trực tiếp.
- Thiết kế chắc chắn, dễ lắp đặt và sử dụng
Nhóm lựa chọn công tắc thông dụng dễ sử dụng và có tích hợp cả đèn.
Công tắc, nút nhấn giữ có đèn báo led 2 màu xanh đỏ phi 22 220v
- Chức năng : đóng ngắt mạch điều khiển của tủ điện
- Có 2 loại đèn xanh và đỏ
Hình 3 5 Hình ảnh nút nhấn màu xanh Hình 3 6 Hình ảnh nút nhấn màu đỏ
3.2.3 Lựa chọn camera quét barcode
Máy quét mã vạch Barcode có dây - Đầu đọc mã vạch có dây cầm tay YHDAA 1100C 1D dùng dây trực tiếp trên Laptop, máy tính bàn, PC - Đây là thiết bị đầu đọc mã Barcode (mã vạch đa tia dài dẹt hình chữ nhật) là loại mã vạch thông dụng nhất hiện nay, có tính bảo mật tốt, chứa đựng được nhiều thông tin dữ liệu, được ứng dụng rộng rãi trong việc thanh toán, thẻ card, thẻ cào, mã vận đơn sàn thương mại điện tử, mã hàng hóa, mã sản phẩm các chiến dịch quảng cáo hoặc truy cập thông tin
- Tên sản phẩm: Máy Scan mã vạch có dây YHD -1100C 1D tia CCD
- Các máy Scanner Barcode chỉ đọc được mã vạch 1 chiều Barcode(1D)
- Hỗ trợ đọc mã vạch từ màn hình điện thoại, máy tính, giấy mờ, giấy in nhiệt, mã hàng hóa bóng nhạy
- Thiết kế hiện đại nhỏ gọn, thoải mái khi cầm.
- Tốc độ quét: 200 lần/ giây
- Chiều cao quét: 2-50cm - Đọc được tất cả các loại mã Barcode(1D) 1 cách nhanh chóng và chính xác - Chế độ quét: Quét liên tục/ Bấm nút - Các lĩnh vực ứng dụng: Siêu thị, Bán lẻ, Kho, Hậu cần, Thư viện, Y tế,
❖ Sử dụng camera công nghiệp:
Hình 3 8 Hình ảnh camera công nghiệp Sony.
+ Webcam USB Sony IMX179 1 / 3.2 inch
+ Camera USB Mjpeg độ phân giải cao: 8 megapixel
+ Hỗ trợ windows, linux, Mac với UVC, cũng dành cho hệ thống android. + Tương thích với raspberry pi, Ubuntu, Opencv, Amcap và nhiều phần mềm khác.
+ Ống kính 75 độ không bị biến dạng
+ Camera mini micro usb 38×38 / 32x32mm
+ Được sử dụng tốt trong nhiều loại máy: máy atm, máy trong ngành y tế, máy bán hàng tự động, máy công nghiệp, các ứng dụng xử lý ảnh công nghiệp, Machine Vision.
+ Thông số có thể thay đổi: Brightness, Contrast, Saturation, Sharpness, Gamma, Gain, White balance, Hue, Backlight Contrast, Exposure
❖ Sử dụng camera điện thoại để quét xử lý ảnh
Hình 3 9 Hình ảnh camera điện thoại Vivo Y20.
+ Màn hình: IPS LCD 6.51"HD+
+ Camera sau: Chính 13 MP & Phụ 2 MP, 2 MP
Với độ phân giải chính 13 MP & Phụ 2 MP, 2 MP đủ để có thể xử lý ảnh và giá tiền phù hợp với phạm vi nghiên cứu đề tài nhóm chúng em quyết định sử dụng camera điện thoại để quét mã barcode.
Hộp sản phẩm nhóm làm ra là dạng hình lập phương được dán chắc chắn, có chiều dài cạnh là 4.5 cm Trên mỗi hộp sản phẩm được dán một mã vạch tương ứng với loại sản phẩm được quy đ nh ban đầu Hệ thống yêu cầu sản phẩm phải được vận chuyển một cách ổn đ nh, cân bằng, tránh rung lắc để camera quét được mã vạch một cách chính xác và nhanh chóng Ngoài ra hệ thống còn có 3 cần gạt và 3 cảm biến phân loại 3 sản phẩm tương ứng 3 loại, với số lượng xy lanh và cảm biến như vậy thì không cần thiết phải có một băng tải quá dài Do đó nhóm đã lựa chọn dây belt băng tải có chiều dài 50cm, chiều rộng 5cm (đáp ứng đủ yêu cầu với hộp sản phẩm có bề rộng
4.5cm), chất liệu băng tải là PVC màu xanh bền bỉ, chắc chắn.
Hình 3 10 Hình ảnh băng tải mini.
3.2.5 Lựa chọn động cơ cần gạt
Sử dụng Động Cơ RC Servo MG996R để làm cần gạt.
Hình 3 11 Hình ảnh động cơ RC Servo MG996R.
Thông số kỹ thuật của Động Cơ RC Servo MG996R
● Servo MG996R (nâng cấp MG995) có momen xoắn lớn
● Đây là bản nâng cấp từ servo MG995 về tốc độ, lực kéo và độ chính xác
● Phù hợp với máy bay cánh quạt loại 50 -90 methanol và máy bay cánh cố định xăng 26cc-50cc
● So với MG946R, MG996R nhanh hơn, nhưng hơi nhỏ hơn.
● Kích thước sản phẩm: 40.7 * 19.7 * 42.9mm
● Lực kéo: 9.4kg / cm (4.8V), 11kg / cm (6V)
● Tốc độ xoay: 0.17 giây / 60 độ (4.8 v) 0.14 giây / 60 độ (6 v)
Lý do chọn động cơ RC Servo MG996R
- Động cơ RC Servo MG996R là loại thường được sử dụng nhiều nhất trong các thiết kế cách tay Robot kim loại Động cơ RC Servo MG996 có lực kéo mạnh, các khớp và bánh răng được làm hoàn toàn bằng kim loại nên độ bền cao, động cơ được tích hợp sẵn Driver điều khiển động cơ bên trong theo cơ chế phát xung
- quay góc nên rất dễ sử dụng.
