nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình phân loại quả cà chua và lưu kho tự động

TÓM TẮT Tên đề tài: Nghiên Cứu Thiết Kế Mô Hình Phân Loại Quả Cà Chua và Lưu Kho Tự Động Sinh viên thực hiện : Trần Nhật Luân Mã sinh viên: 2050551200157 Lớp: 20TDH1 Nội dung đề tài: Đồ

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Tính cấp thiết

Trong một thời kỳ đầy biến động của nền kinh tế, sự phát triển nhanh chóng, và ngày càng tăng cường của ngành nông nghiệp, việc áp dụng công nghệ hiện đại để nâng cao hiệu suất và quản lý tài nguyên trở nên không thể phủ nhận sự cần thiết Đồng thời, ngành nông nghiệp ngày càng đối mặt với áp lực lớn từ sự tăng trưởng dân số và yêu cầu về sản xuất thực phẩm an toàn, chất lượng

"Nghiên Cứu Thiết Kế Mô Hình Phân Loại Quả Cà Chua và Lưu Kho Tự Động" là một sáng tạo tiên tiến, nảy sinh từ nhận thức sâu sắc về tầm quan trọng của việc hiện đại hóa quy trình sản xuất và quản lý trong ngành nông nghiệp, đặc biệt là trong việc xử lý và bảo quản cà chua - một nguyên liệu quan trọng trong chuỗi cung ứng thực phẩm

− Khảo sát thực tế đối với một chủ hộ hoặc cơ sở nhỏ lẻ ở nước ta: o Sản lượng: 2-3 tấn/năm o Kích thước: 2-12cm đường kính quả cà chua o Màu sắc chin: màu đỏ hoặc đỏ cam

Với những số liệu đó chúng ta sẽ sử dụng những đặc điểm của quả cà chua để tạo ra một hệ thống phân loại và lưu kho quả cà chua thông minh dựa trên đặc điểm vốn có Điều này không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất mà còn giảm thiểu lãng phí, tăng cường chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhanh chóng với nhu cầu thị trường đang thay đổi

Với sự chú trọng đặc biệt vào việc kết hợp linh hoạt giữa công nghệ cảm biến màu sắc, cơ cấu xi lanh và vi điều khiển thông minh, đề tài không chỉ là một dự án nghiên cứu thông thường mà còn là một bước tiến lớn đưa ngành nông nghiệp vào thời kỳ mới của sự tự động hóa và thông minh hóa

Hệ thống tích hợp các thành phần tiên tiến gồm cảm biến chính xác, băng tải linh hoạt, kho lưu trữ thông minh và vi điều khiển hiện đại Nhờ đó, hệ thống không chỉ giải quyết được các thách thức phức tạp trong quy trình sản xuất mà còn đảm bảo an toàn và chất lượng cho cà chua từ khâu thu hoạch đến tay người tiêu dùng.

Bài toán "Nghiên cứu thiết kế mô hình phân loại quả cà chua và lưu kho tự động" không chỉ đơn thuần là đề tài nghiên cứu công nghệ, mà còn mang ý nghĩa đóng góp to lớn cho sự phát triển bền vững và hiệu quả trong ngành nông nghiệp Mô hình này hứa hẹn sẽ giúp tăng cường năng suất, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm chi phí sản xuất và tạo ra một quy trình sản xuất nông nghiệp hiện đại, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng ngày càng cao của thị trường.

Sinh viên thực hiện: Trần Nhật Luân Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Duy Dưởng 15 một bước quan trọng để tạo ra một hệ thống sản xuất thực phẩm thông minh, linh hoạt và đáp ứng được yêu cầu ngày càng khắt khe của thế giới ngày nay.

Tổng quan về tình hình nghiên cứu

1.2.1 Tổng quan về các phương pháp

Trong thực tế, quy trình phân loại sản phẩm thường dựa trên nhiều phương pháp khác nhau Trong số đó, ba phương pháp phổ biến nhất bao gồm: phân loại thủ công, phân loại dựa trên máy và phân loại tự động.

- Ưu điểm: o Phương pháp này có thể đem lại kết quả chính xác cao khi người lao động có kinh nghiệm và tinh tế o Phù hợp với các dây chuyền sản xuất nhỏ hoặc các sản phẩm đa dạng về kích thước và hình dạng

- Nhược điểm: o Tốn thời gian và lao động, làm giảm hiệu suất sản xuất o Dễ gây ra sai sót và biến động trong chất lượng sản phẩm do yếu tố con người o Chi phí lao động cao và không ổn định trong quá trình làm việc

1.2.1.2 Phân loại dựa trên máy

- Ưu điểm: o Tăng hiệu suất sản xuất và giảm thiểu sai sót do con người o Có thể áp dụng cho các sản phẩm có tính chất đồng đều về kích thước và hình dạng

Nhược điểm chính của máy phân loại là yêu cầu cài đặt và hiệu chỉnh chính xác để đảm bảo phân loại các sản phẩm có độ biến đổi lớn Ngoài ra, chi phí ban đầu cho thiết bị phân loại và chi phí bảo trì cũng là những hạn chế đáng kể.

- Ưu điểm: o Tính tự động cao, giảm thiểu sự can thiệp của con người và tăng cường hiệu suất sản xuất o Có khả năng phân loại các sản phẩm có độ biến đổi lớn và khác nhau về kích thước, hình dạng và màu sắc

- Nhược điểm: o Yêu cầu đầu tư lớn cho việc phát triển và triển khai hệ thống tự động

Sinh viên thực hiện: Trần Nhật Luân Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Duy Dưởng 16 o Đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về công nghệ và cấu trúc của sản phẩm để xây dựng một hệ thống phân loại chính xác và ổn định o Cần thời gian và công sức để điều chỉnh và tối ưu hóa hệ thống cho các điều kiện làm việc khác nhau

Trong bối cảnh hiện nay, khi ngành công nghiệp đang không ngừng phát triển và yêu cầu sự tự động hóa ngày càng cao, việc áp dụng phương pháp phân loại tự động sử dụng cảm biến màu sắc, cơ cấu xi lanh và vi điều khiển thông minh là một lựa chọn vô cùng phù hợp Được xây dựng trên nền tảng của sự kết hợp giữa tự động hóa và công nghệ thông minh, phương pháp này hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích to lớn cho quá trình sản xuất

Trong một môi trường sản xuất ngày nay, việc giảm thiểu sự phụ thuộc vào lao động nhân công là một trong những yếu tố quan trọng để tăng cường hiệu suất và đảm bảo chất lượng sản phẩm Bằng cách sử dụng phương pháp phân loại tự động, không chỉ giảm bớt sự phụ thuộc vào người lao động mà còn tạo ra một quy trình sản xuất hiệu quả hơn và ít sai sót hơn Sự tự động hóa giúp loại bỏ những yếu tố biến đổi không cần thiết và đảm bảo tính nhất quán trong quá trình sản xuất

Ngoài ra, việc sử dụng cảm biến màu sắc kết hợp với cơ cấu xi lanh và vi điều khiển thông minh mang lại tính chính xác và linh hoạt cao trong quá trình phân loại và lưu kho Cảm biến màu sắc giúp xác định màu sắc của quả cà chua một cách chính xác, từ đó đưa ra quyết định phân loại một cách đúng đắn và nhanh chóng Sự kết hợp với cơ cấu xi lanh và vi điều khiển thông minh tạo ra một hệ thống linh hoạt, có khả năng thích ứng với nhiều điều kiện sản xuất khác nhau, từ kích thước quả đến tốc độ sản xuất

Tóm lại, sự kết hợp giữa cảm biến màu sắc, cơ cấu xi lanh và vi điều khiển thông minh không chỉ góp phần tối ưu hóa hiệu suất sản xuất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm, đồng thời giảm nhu cầu lao động Giải pháp này trở thành lựa chọn tối ưu để nâng cao năng suất và hiệu quả trong lĩnh vực sản xuất.

1.2.2 Tiêu chí của đề tài

Với sự chú trọng đặc biệt vào việc tối ưu hóa quá trình sản xuất và giảm thiểu lãng phí, "Nghiên Cứu Thiết Kế Mô Hình Phân Loại Quả Cà Chua và Lưu Kho Tự Động" đề ra tiêu chí chính là xây dựng một hệ thống không chỉ làm tăng hiệu suất mà còn giảm thiểu chi phí và tăng tính chính xác trong quá trình phân loại và lưu kho cà chua dựa trên màu sắc và kích thước Điều này không chỉ là một mục tiêu cụ thể mà còn là một tầm nhìn chiến lược, một cam kết sâu sắc đối với sự phát triển bền vững trong ngành nông nghiệp

Sinh viên thực hiện: Trần Nhật Luân Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Duy Dưởng 17

Trong một ngành nông nghiệp đang phát triển mạnh mẽ nhưng đồng thời đối mặt với những thách thức về tài nguyên và môi trường, việc tối ưu hóa quá trình sản xuất trở thành vấn đề cấp bách Bằng cách kết hợp cảm biến màu sắc và kích thước cùng với các cơ cấu xi lanh và vi điều khiển thông minh, hệ thống được đề xuất không chỉ giúp tăng hiệu suất mà còn giảm thiểu sự lãng phí, từ việc loại bỏ những quả cà chua không đạt tiêu chuẩn đến việc tối ưu hóa quá trình lưu trữ

Một trong những yếu tố quan trọng nhất của tiêu chí này là giảm thiểu lãng phí Thông qua việc phân loại cà chua dựa trên màu sắc và kích thước, hệ thống có thể chính xác xác định quả cà chua nào đủ điều kiện để tiếp tục vào quá trình sản xuất và quả nào cần được lưu kho hoặc loại bỏ Điều này không chỉ giúp tăng cường chất lượng sản phẩm mà còn giảm thiểu lãng phí nguyên liệu và tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên

Tự động hóa các quy trình phân loại và lưu kho giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí sản xuất đáng kể Hệ thống tự động này làm giảm sự phụ thuộc vào lao động thủ công, loại bỏ chi phí liên quan đến sự chậm trễ và sai sót trong quá trình sản xuất Hơn nữa, hệ thống tự động hóa nâng cao độ chính xác và đồng bộ hóa trong quá trình sản xuất, góp phần cải thiện hiệu quả hoạt động và tối ưu hóa chi phí.

Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu của nghiên cứu không chỉ dừng lại ở việc phát triển một mô hình tự động, mà còn hướng đến sự sáng tạo trong quy trình sản xuất cà chua Đây là một tiêu chí quan trọng, nhấn mạnh vào việc tối ưu hóa từng bước và giảm thiểu rủi ro mắc phải các vấn đề liên quan đến chất lượng và quản lý

Sự sáng tạo trong quy trình sản xuất không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất mà còn đem lại những cơ hội mới Thay vì chỉ tập trung vào việc tự động hóa, nghiên cứu này mở ra cánh cửa cho các phương pháp quản lý thông minh, giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhân công và đồng thời tăng cường độ chính xác và đồng bộ trong quy trình sản xuất

Việc giảm thiểu rủi ro liên quan đến chất lượng và quản lý là chiến lược quan trọng trong kỹ thuật Hệ thống đa chiều được tạo ra trong nghiên cứu này tích hợp các yếu tố như cảm biến màu sắc, xi lanh và vi điều khiển, nhằm phản ứng linh hoạt với các biến động trong quy trình Điều này giúp giảm thiểu nguy cơ lỗi và đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Tóm lại, mục tiêu của nghiên cứu không chỉ là xây dựng một mô hình tự động mà còn là tạo ra sự sáng tạo trong quy trình sản xuất, nhằm tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu rủi ro liên quan đến chất lượng và quản lý Đây là một bước tiến quan trọng trong việc đưa ngành nông nghiệp vào thời kỳ hiện đại và hiệu quả.

Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung một cách toàn diện vào mọi khía cạnh của hệ thống, từ cảm biến màu sắc và xi lanh đến băng tải và kho lưu trữ Mục tiêu là hiểu rõ hơn về cách mỗi thành phần hoạt động và tương tác với nhau để xây dựng một hệ thống hoàn chỉnh và hiệu quả

Bằng cách phân tích chi tiết từng thành phần, nghiên cứu này cung cấp cái nhìn tổng thể về sự phức tạp của quy trình phân loại và lưu kho cà chua Cảm biến màu sắc đóng vai trò quan trọng trong việc nhận diện và phân loại quả cà chua dựa trên màu sắc, trong khi xi lanh chịu trách nhiệm vận chuyển và định hình vị trí của chúng

Băng tải và kho lưu trữ, như những yếu tố chủ chốt, cũng được nghiên cứu một cách chi tiết Hệ thống băng tải không chỉ là phương tiện vận chuyển mà còn là nơi thực hiện quá trình phân loại và định hình quả cà chua Kho lưu trữ được thiết kế để đảm bảo sự an toàn và tiện lợi trong việc quản lý quả cà chua được phân loại.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này sẽ tiến hành một loạt các thử nghiệm và đánh giá chi tiết để đảm bảo mỗi phần tử trong hệ thống hoạt động chính xác và hiệu quả Phương pháp này không chỉ tập trung vào việc đánh giá hiệu suất tổng thể mà còn chú trọng đến từng chi tiết nhỏ nhất, từ cách cảm biến đo màu sắc hoạt động đến cách vi điều khiển quản lý thông tin

Các thử nghiệm sẽ bao gồm kiểm tra độ chính xác của cảm biến màu sắc trong việc nhận diện màu sắc của quả cà chua Sự chính xác và độ nhạy của xi lanh trong quá trình đẩy và rút quả cũng sẽ được đánh giá kỹ lưỡng Điều này đảm bảo rằng mỗi bước của quy trình được thực hiện đúng đắn và mà không có sai sót

Việc kiểm tra hiệu suất của băng tải và cách nó tương tác với xi lanh và cảm biến sẽ được thực hiện để đảm bảo sự liên kết mượt mà và hiệu quả của quy trình Đồng thời, hệ thống lưu kho A và B sẽ trải qua các kiểm tra về sự ổn định nhiệt độ và điều kiện lưu trữ để đảm bảo chất lượng của quả cà chua được bảo quản Đánh giá cụ thể này không chỉ giúp xác định hiệu suất tổng thể của hệ thống mà còn là cơ hội để tối ưu hóa từng phần tử riêng lẻ, từ đó tạo ra một hệ thống phân loại và lưu kho cà chua có độ chính xác và hiệu quả cao

TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN ARDUINO VÀ ESP32 WEB

Tổng quan về vi điều khiển Arduino Mega 2560

Arduino đã trở thành một nền tảng không thể thiếu trong cộng đồng phát triển dự án điện tử, và điều này không phải là ngẫu nhiên Với tính linh hoạt và dễ sử dụng, Arduino đã thu hút được sự quan tâm của hàng triệu nhà phát triển và hobbysts trên khắp thế giới

Về mặt lập trình, Arduino cung cấp một môi trường phát triển đơn giản nhưng mạnh mẽ Các ngôn ngữ lập trình như C và C++ được sử dụng, tạo điều kiện thuận lợi cho người mới bắt đầu nhưng vẫn đáp ứng được yêu cầu của các dự án phức tạp Sự linh hoạt của Arduino không chỉ giới hạn ở việc sử dụng các thành phần điện tử tiêu chuẩn mà còn mở ra cánh cửa cho việc tích hợp với các thành phần tự chế và module mở rộng

Arduino là trung tâm của một hệ sinh thái rộng lớn, với hàng nghìn các thư viện và ví dụ có sẵn trên Internet Điều này giúp người dùng tiết kiệm thời gian và công sức trong việc phát triển dự án, bằng cách tái sử dụng mã nguồn và ý tưởng từ cộng đồng lập trình Arduino Đặc biệt, sự kết nối dễ dàng với các thành phần điện tử như cảm biến, motor và màn hình LCD là điểm mạnh của Arduino Bằng cách sử dụng các board mở rộng và shield, người dùng có thể mở rộng tính năng của Arduino theo ý muốn, từ việc đo lường môi trường đến việc điều khiển các thiết bị tự động

Arduino Mega 2560 là một phiên bản mở rộng của Arduino Uno, với nhiều cổng I/O và bộ nhớ lớn hơn Điều này cho phép nhiều hơn các cảm biến và thiết bị ngoại vi được kết nối và điều khiển thông qua một vi điều khiển duy nhất Với số lượng lớn các chân I/O và khả năng xử lý mạnh mẽ, Arduino Mega 2560 là sự lựa chọn lý tưởng cho các dự án phức tạp như hệ thống phân loại và lưu kho cà chua

- Dưới đây là một số thông tin tổng quan về Arduino Mega 2560: o Vi xử lý: Arduino Mega 2560 được trang bị vi xử lý ATmega2560, một vi xử lý 8-bit AVR với tốc độ xung nhịp 16MHz Nó có bộ nhớ flash 256KB để lưu trữ chương trình và bộ nhớ SRAM 8KB để lưu trữ dữ liệu o Chân I/O: Arduino Mega 2560 có tổng cộng 54 chân I/O (đầu vào/đầu ra), trong đó 15 chân có thể sử dụng làm đầu ra PWM (Pulse Width Modulation) Các chân I/O này cho phép kết nối và điều khiển các linh kiện điện tử như cảm biến, đèn LED, servo motor, và nhiều hơn nữa o Giao tiếp: Bo mạch Arduino Mega 2560 hỗ trợ nhiều giao tiếp khác nhau, bao gồm:

▪ UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter): Sử dụng chân RX và TX để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi qua giao thức serial

▪ SPI (Serial Peripheral Interface): Cho phép truyền nhận dữ liệu đồng bộ giữa Arduino và các thiết bị ngoại vi như cảm biến, bộ nhớ EEPROM, màn hình LCD, vv

▪ I2C (Inter-Integrated Circuit): Giao thức giao tiếp hai dây cho phép kết nối nhiều thiết bị với Arduino, sử dụng địa chỉ duy nhất cho mỗi thiết bị

▪ USB (Universal Serial Bus): Arduino Mega 2560 có thể được kết nối với máy tính thông qua cổng USB để lập trình và giao tiếp với ứng dụng trên máy tính o Điện áp hoạt động: Arduino Mega 2560 hoạt động với điện áp 5V Nó có thể được cấp điện bằng cách sử dụng cổng USB hoặc thông qua đầu nối nguồn DC o Phần mềm lập trình: Arduino Mega 2560 có thể được lập trình bằng ngôn ngữ Arduino, một ngôn ngữ lập trình dựa trên C/C++ Arduino IDE (Integrated Development Environment) là một phần mềm phổ biến được sử dụng để viết và tải chương trình vào bo mạch

- Arduino Mega 2560 có tổng cộng 54 chân I/O (đầu vào/đầu ra) được đánh số từ 0 đến 53 Dưới đây là một phân loại chung của các chân trên Arduino Mega 2560: o Chân Digital I/O: Các chân từ 0 đến 53 có thể được sử dụng làm chân đầu vào hoặc đầu ra kỹ thuật số Các chân này hỗ trợ các chức năng như đọc tín hiệu từ nút nhấn, điều khiển đèn LED, hoặc gửi tín hiệu điều khiển đến các thiết bị khác o Chân PWM: Các chân từ 2 đến 13 trên Arduino Mega 2560 có khả năng tạo ra tín hiệu PWM (Pulse Width Modulation) PWM được sử dụng để điều khiển độ sáng của đèn LED, tốc độ của động cơ, và các ứng dụng khác liên quan đến điều chỉnh mức đầu ra o Chân Analog Input: Arduino Mega 2560 có 16 chân đầu vào analog (chân A0 đến A15) Các chân này cho phép đọc giá trị analog từ các cảm biến như cảm biến nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, vv o Chân I2C: Arduino Mega 2560 hỗ trợ giao tiếp I2C trên chân SDA (20) và SCL (21) Giao tiếp I2C cho phép kết nối với nhiều thiết bị ngoại vi thông qua một dây chung o Chân SPI: Arduino Mega 2560 hỗ trợ giao tiếp SPI trên chân MISO (50), MOSI (51), SCK (52) và SS (53) Giao tiếp SPI được sử dụng để truyền dữ liệu đồng bộ giữa Arduino và các thiết bị ngoại vi o UART: Arduino Mega 2560 có 4 cổng UART (chân RX0/RX1, TX0/TX1, RX2/TX2, RX3/TX3) cho phép giao tiếp với các thiết bị ngoại vi qua giao thức serial

- Dưới đây là danh sách các chân trên Arduino Mega 2560 và giải thích chức năng của từng chân: o Chân Digital I/O (54 chân):

▪ Chân từ 0 đến 53: Chân đầu vào/đầu ra kỹ thuật số

Sinh viên thực hiện: Trần Nhật Luân Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Duy Dưởng 25 o Chân PWM (15 chân):

▪ Chân 2 đến 13: Chân tạo ra tín hiệu PWM (Pulse Width Modulation) để điều khiển độ sáng, tốc độ, vv o Chân Analog Input (16 chân):

▪ Chân A0 đến A15: Chân đầu vào analog để đọc giá trị analog từ các cảm biến o Chân I2C:

▪ Chân SDA (20): Chân dữ liệu dương của giao tiếp I2C

▪ Chân SCL (21): Chân xung đồng hồ của giao tiếp I2C o Chân SPI:

▪ Chân MISO (50): Chân đầu ra dữ liệu từ thiết bị ngoại vi trong giao tiếp SPI

▪ Chân MOSI (51): Chân đầu vào dữ liệu vào thiết bị ngoại vi trong giao tiếp SPI

▪ Chân SCK (52): Chân xung đồng hồ của giao tiếp SPI

▪ Chân SS (53): Chân chọn thiết bị ngoại vi trong giao tiếp SPI o UART (4 cổng):

▪ Chân RX0 (0) và TX0 (1): Cổng UART 0

▪ Chân RX3 (15) và TX3 (14): Cổng UART 3.

Phần mềm Arduino IDE

Arduino IDE (Integrated Development Environment) là một môi trường lập trình được thiết kế đặc biệt cho việc viết mã cho các bo mạch Arduino Nó cung cấp một loạt các công cụ để viết, biên dịch và tải mã lên bo mạch Arduino một cách dễ dàng Arduino IDE hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình như C và C++, giúp người dùng tạo ra mã điều khiển cho các dự án của mình một cách hiệu quả

Arduino IDE (Integrated Development Environment) là một phần mềm được Arduino LLC phát triển để lập trình và truyền tải chương trình tới bo mạch Arduino Nó cung cấp một môi trường phát triển đơn giản và dễ sử dụng, hỗ trợ ngôn ngữ lập trình Arduino dựa trên C/C++.

- Dưới đây là tổng quan về Arduino IDE: o Giao diện người dùng: Arduino IDE có một giao diện người dùng đơn giản và thân thiện Giao diện chính bao gồm một thanh công cụ và các khu vực chính như trình soạn thảo, bảng điều khiển, và khu vực thông báo Nó cung cấp các công cụ và chức năng cần thiết để viết, biên dịch và nạp chương trình vào bo mạch Arduino

Sinh viên thực hiện: Trần Nhật Luân Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Duy Dưởng 26 o Trình soạn thảo: Arduino IDE đi kèm với một trình soạn thảo mã nguồn đơn giản Người dùng có thể viết mã lập trình Arduino trong trình soạn thảo và sử dụng các tính năng như kiểm tra cú pháp, tô màu cú pháp, và gợi ý mã cho việc lập trình dễ dàng hơn o Thư viện: Arduino IDE đi kèm với một bộ thư viện mở rộng cho Arduino Thư viện này chứa các đoạn mã đã được viết sẵn để giúp người dùng thực hiện các nhiệm vụ cụ thể như giao tiếp với cảm biến, điều khiển động cơ, đọc ghi dữ liệu từ thẻ nhớ, vv Người dùng có thể nhập các thư viện này vào chương trình của mình để sử dụng các chức năng đã được viết sẵn o Biên dịch và nạp chương trình: Arduino IDE cho phép biên dịch mã nguồn thành mã máy thích hợp cho bo mạch Arduino Người dùng cũng có thể nạp chương trình đã biên dịch vào bo mạch từ Arduino IDE Điều này đòi hỏi một kết nối với bo mạch Arduino thông qua cổng USB hoặc các giao tiếp khác o Hỗ trợ nhiều bo mạch: Arduino IDE hỗ trợ nhiều loại bo mạch Arduino khác nhau, bao gồm cả Arduino Mega 2560, Arduino Uno, Arduino Nano và nhiều model khác Người dùng có thể chọn loại bo mạch mà họ đang sử dụng trong Arduino IDE để đảm bảo rằng mã nguồn được biên dịch và nạp chính xác o Arduino IDE là một công cụ phát triển phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong cộng đồng Arduino Nó cung cấp một môi trường thuận tiện để lập trình và thử nghiệm các dự án Arduino, đồng thời hỗ trợ cộng đồng lớn của người dùng và tài liệu trực tuyến

Hình 2.3 Giao diện Arduino IDE

ESP32 Web Development

ESP32 là một vi điều khiển rất phù hợp để phát triển các ứng dụng web nhúng Với khả năng kết nối WiFi, bộ xử lý mạnh mẽ, và các tính năng đa dạng, ESP32 có thể được lập trình để hoạt động như một web server nhỏ gọn

Hình 2.4 Thiết bị vi điều khiển ESP32

- Quy trình ESP32 Web Development bao gồm các bước chính như sau: o Lập trình web server trên ESP32:

▪ Sử dụng các framework hoặc thư viện như ESP8266 WebServer, ESPAsync WebServer hoặc MicroPython's WebREPL để dựng web server

▪ Thiết kế các trang web tĩnh (HTML, CSS, JavaScript) hoặc trang web động (sử dụng CGI, WebSocket, RESTful API)

▪ Xử lý các yêu cầu HTTP (GET, POST, PUT, DELETE) từ trình duyệt web

▪ Gửi phản hồi bằng các trang HTML, JSON data, hoặc thực hiện các thao tác điều khiển thiết bị o Kết nối cảm biến và thiết bị vật lý:

▪ Sử dụng các chân GPIO, I2C, SPI trên ESP32 để kết nối với các cảm biến, màn hình, bàn phím, và các thiết bị ngoại vi khác

▪ Đọc dữ liệu từ các cảm biến và hiển thị lên trang web

▪ Điều khiển các thiết bị kết nối bằng cách gửi lệnh từ trang web đến ESP32 o Quản lý các thiết bị IoT từ web:

▪ Sử dụng ESP32 làm gateway để kết nối các thiết bị IoT khác nhau

▪ Hiển thị trạng thái và điều khiển các thiết bị IoT thông qua giao diện web

▪ Lưu trữ và phân tích dữ liệu từ các thiết bị IoT trên web server o Tối ưu hóa hiệu suất và tiêu thụ năng lượng:

▪ Tận dụng các tính năng tiết kiệm năng lượng của ESP32 như chế độ ngủ sâu

▪ Sử dụng kỹ thuật asynchronous programming để cải thiện hiệu suất web server

▪ Quản lý bộ nhớ và tài nguyên hiệu quả trên ESP32 o Triển khai và quản lý web server ESP32:

▪ Nâng cấp và bảo trì các ứng dụng web chạy trên ESP32

▪ Triển khai web server trên nhiều ESP32 để đạt được khả năng mở rộng

▪ Theo dõi và giám sát hoạt động của web server ESP32

Hình 2.5 Code thiết kế giao diện trên Arduino IDE

With the ESP32 Web Development interface, developers leverage the Arduino IDE for interface programming while utilizing HTML code to craft web interfaces for ESP devices.

Hình 2.6 Giao diện sau khi thiết kế

Lý do sử dụng kết nối wifi là có không gian hoạt động xa, tốc độ truyền dữ liệu nhanh và cũng có tính bảo mật nội bộ Trong không gian mở thì khoảng cách hoạt động của ESP từ 200m đến 300m và có vật cản thì 100m đến 150m, và khi sử dụng trong khu vực hệ thống thì khoảng cách như vậy là vừa đủ Nếu có một số công trình hệ thống lớn hơn ta có thể sử dụng wifi module trung gian để mở rộng kết nối truyền dữ liệu nhằm dễ dàng trong quá trình điều khiển

Tóm lại, ESP32 Web Development là một lĩnh vực rất rộng và đa dạng, bao gồm các kỹ thuật lập trình web, kết nối phần cứng, quản lý thiết bị IoT, và triển khai ứng dụng web trên nền tảng ESP32

THIẾT KẾ PHẦN CỨNG VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH

Tính toán, lựa chọn thiết bị

Hình 3.1 Mô phỏng vị trị bố trí

- Điều kiện cho trước: o Chiều rộng kho A và B là 2m, chiều dài mỗi kho 4m, cao 3m o Kho chưa sản phẩm chiều rộng 4m o Quả cà chua có kích thước đường kính nhỏ hơn 10cm thì chọn băng tải rộng 15cm o Số lượng sản phẩm 10000 quả/ngày

Như ta thấy trên thực tế thì khối lượng quả cà chua nhỏ, kích thước nhỏ dẫn dến việc tạo ma sát làm tăng momen cản cho băng tải rất là nhỏ không đáng kể

Để tối ưu chi phí xây dựng cho các hộ gia đình hay đơn vị sản xuất nhỏ, nên cân nhắc lựa chọn động cơ và hộp số truyền động cho băng tải với công suất nhỏ Điều này sẽ giúp giảm thiểu chi phí mà vẫn đảm bảo đáp ứng các mục tiêu kinh tế đề ra.

Hiện nay trên thị trương có nhiều loại động cơ băng tải và hộp số truyền động thông dụng nhỏ gọn, dễ sử dụng và lắp đặt Nhằm mục đích là để người sử dụng dễ dàng quản lí bảo trì khi có sự cố sảy xa

- Với những điều kiện đã cho ta tính chọn động cơ như sau: o Với độ lớn của hai kho là 4m ta chọn băng tải chiều dài tối thiểu là 4m o 10000 quả/ngày -> 417 quả/giờ -> 6 quả/phút -> 1 quả/10 giây o Quả cà chua nặng m = 0.11 kg o Hệ số ma sát 𝜇 = 0.15 o Hệ số ma sát pully 𝜋 = 0.95

Vậy muốn quả cà chua đi từ đầu băng tải đến cuối băng tải trong vòng 10 giây thì tốc độ di chuyển băng tải là 0.4m/s

Trong khi quả cà chua nặng 0.11 kg và chọn bán kính trục quay r = 10cm

Vậy công suất P = 24.59 W Ta chọn động cơ như sau:

- Động cơ Panasonic model: M81A25GV4W: o Công suất: 25 W o Điện áp xoay chiều 1 pha: 220V o Tần số 50/60Hz

Hình 3.2: Động cơ băng tải

3.1.2 Lựa Chọn Cảm Biến Màu Sắc Để nhận biết được những quả cà chua chin thì không thể thiểu phân loại màu sắc Trên thị trường hiện nay có nhiều loại cảm biển khác nhau và chủ yếu nhất là cảm biến sử lí màu sắc qua hình ảnh và cảm biển qua cường độ quang phản chiếu

Cũng với tiêu chí đề ra phù hợp kinh kế và kỹ thuật lắp đặt bảo trì thì đã chọn phương án sử dụng cảm biến TCS 3200 Tuy là phụ hợp về mặt kình tế và kỹ thuật nhưng song song tồn tại khia cạnh là dễ bị nhiểu bởi ánh sáng môi trường Rất khó phân biệt những quả chin trong môi trường ánh sáng tự nhiên Do đó nhóm em đã nghĩ ra biện pháp là tạo cho cảm biển một môi trường có ánh sáng cố định bằng cách đóng khung cho cảm biển làm giảm bị nhiểu trong quá trình phân biệt

- Với những tiêu chí sau: o Chi phí rẻ o Dễ sử dụng và lắp đặt o Có tính hiệu trả về cũng như nguồn sử dụng nhỏ, phù hợp việc kết hợp với vi điều khiển sử dụng điện áp 4.5v

➢ Phù hợp với điều kiện trên ta chọn cảm biến TCS 3200

3.1.3 Lựa Chọn Cơ Cấu XyLanh

Việc chọn lựa cơ cấu xylanh phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo khả năng vận chuyển và định hình quả cà chua một cách chính xác Chúng ta sẽ xem xét các yếu tố như sức mạnh, tốc độ và độ tin cậy để chọn ra loại cơ cấu phù hợp nhất

- Theo như điều kiện ta có: o Tốc độ băng tải là 0,4m/s o Trên băng tải tối đa là 4 quả thì khoảng giữa mỗi quả là 1m o Chiều rộng băng tải 15cm

➢ Điều đó có nghĩa là khi quả cà chua di chuyển thì xilanh phải di chuyển vận tốc ra vào với khoảng thời gian nhỏ hơn 2,5s và hành trình xylanh Lxl = 25cm tối thiểu đề đẩy trái cà chua ra khỏi băng tải, tải trọng đáp ứng tối thiểu F = mg = 1,1Nm

- Ta sẽ có các thông số sau: o Áp suất khí nén của các máy thông dụng P = 6 bar = 6kg/cm 2 o Trọng tải là 0.11kg

6.3,14= 0.5 𝑐𝑚 Vậy chọn đường kính vỏ ngoài 1,6cm

Với đường kính là 16mm và hành trình 250mm Vậy ta chọn MAL16*250

Hình 3.4: Xylanh Với khối lượng nhỏ không đáng kể của quả cà chua thì chúng ta dễ dàng chọn lựa xilanh trong cơ cấu phân loại

3.1.4 Lựa Chọn Quạt Làm Mát

Cuối cùng, chúng ta sẽ lựa chọn quạt phù hợp để tạo ra điều kiện lưu trữ lý tưởng cho cà chua trong kho lưu trữ Việc này đòi hỏi xem xét về nhiệt độ và độ ẩm để đảm bảo môi trường lưu trữ phù hợp nhất Đối với việc lưu trử này thì tùy vào nhu cầu của người sử dụng Bởi có những nhu cầu dài hạn hoặc ngắn hạn nên cũng có nhiều lựa chọn khác nhau

- Với các điều kiện nhà kho đã cho ta có: o Thể tích mỗi kho V = 2.3.4 = 24 𝑚 3 o Tổng lượng khí với 60 lần thay trong 1 giờ: 𝑇 = 60 ∗ 24 = 1440 𝑚 3 /ℎ o Với kho đó ta bố trí ta N = 1 cái quạt thì lưu lượng gió của quạt là:

Hình 3.5 Thông số chọn quạt

➢ Vậy ta chọn quạt model HPF-900

3.1.5 Lựa Chọn Cảm Biến Vật

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại cảm biến vật lý được sử dụng rộng rãi, bao gồm: cảm biến siêu âm, cảm biến hồng ngoại, cảm biến laze, cảm biến tiệm cận điện từ và cảm biến điện dung Mỗi loại cảm biến có nguyên lý hoạt động và ứng dụng riêng biệt tùy theo nhu cầu sử dụng của từng trường hợp cụ thể Tùy theo tính chất vật lý của vật thể cần cảm nhận mà ta lựa chọn loại cảm biến phù hợp.

- Theo đề tài thì chúng ta sẽ sử dụng vi điều khiển làm trung tâm xử lí thông tin chính, nên điện áp đầu ra/đầu vào lớn nhất là 5V và với tiêu chí là chi phí kinh tế thấp dễ dàng sử dụng lắp đặt nên chúng ta sẽ chọn loại cảm biến hồng ngoại

- Ưu điểm cảm biến hồng ngoại: o Giá thành thấp o Điện áp đáp ứng nhỏ hơn 5V o Nhận biết vật ít bị nhiễu o Khoảng cách nhận biết đến vài mét

Hình 3.7 Cảm biến hồng ngoại

3.1.6 Lựa Chọn Thiết Bị Hiển Thị Và Nút Nhân

Vì điện áp quy định là 5V và cần khả năng kết nối dễ dàng với Arduino, nên sử dụng màn hình LED LCD 16x2 để hiển thị các thông số cơ bản.

Quy trình công nghệ

- Quá trình nhập kho: o Khởi động nguồn và chuẩn bị sản phẩm phân loại o Cho băng tải chính chạy và đưa đến khu vực cảm biến màu sắc để phân loại o Khi sản phẩm được đưa đến khu vực cảm biến màu sắc thì phân loại:

▪ Nếu sản phẩm không phải màu đỏ thì được băng tải chính đưa về kho sản phẩm lỗi

Nếu sản phẩm có màu đỏ, băng tải sẽ chuyển đến khu vực phân loại theo chiều cao Khi sản phẩm đến khu vực này, chúng sẽ được phân loại theo chiều cao của mình.

▪ Nếu cảm biến sản phẩm cao nhận tính hiệu thì băng tải chính sẽ dừng lại và xylanh sẽ đẩy sản phẩm vào kho A

Nếu cảm biến sản phẩm cao không nhận dạng được sản phẩm, thì sản phẩm sẽ được chuyển đến khu vực phân loại sản phẩm thấp để nhận dạng Trong trường hợp sản phẩm được xác định đúng, băng tải chính sẽ dừng lại và xylanh sẽ đẩy sản phẩm vào kho B.

- Quá trình xuất kho : o Khi nhấn nút nhấn xuất kho sản phẩm thì băng tải kho sẽ chạy o Khi cảm biến sản phẩm xuất kho nhận tính hiệu thì băng tải sẽ dừng

- Quá trình lưu trữ : o Cảm biến nhiệt độ sẽ đọc nhiệt độ môi trường và đưa ra phương án xử lí :

▪ Nếu nhiệt độ cao thì bật quạt, tắt đèn

▪ Nếu nhiệt độ thấp thì tắt quạt, bật đèn o Sử dụng nút nhấn điều chỉnh nhiệt độ đặt

- Sử dụng các nút nhấn vật lí để bật tắt các thiết bị

- Sử dụng ESP32 Web để điều khiển bật tắt thiết bị

- Ưu điểm : o Tính ổn định cao o Tính chuẩn xác cao o Dễ kiểm soát trong quá trình làm việc

- Nhược điểm : o Tốc độ làm việc chậm o Giảm năng suất

▪ Nếu sản phẩm là màu đỏ thì được băng tải đưa đến khu vực phân loại theo chiều cao o Khi sản phẩm được đưa tới khu vực phân loại theo chiều cao thì phân loại như sau :

▪ Nếu cảm biến sản phẩm cao nhận tính hiệu thì băng tải chính sẽ tiếp tục di chuyển và xylanh sẽ đẩy sản phẩm vào kho A

▪ Nếu cảm biến sản phấm cao không nhận thì vật sẽ đưa đến khu vực phân loại sản phẩm thấp để nhận diện, nếu đúng thì băng tải chính sẽ tiếp tục di chuyển và xylanh đẩy sản phẩm vào kho B

▪ Nếu nhiệt độ thấp thì tắt quạt, bật đèn

- Ưu điểm: o Năng suất cao o Tốc độ đo nhanh

- Nhược điểm: o Độ chuẩn xác không cao o Tính ổn định thấp o Khó kiểm soát quá trình

3.3.3 Lựa chọn quy trình công nghệ tối ưu

Theo như 2 quy trình công nghệ trên thì điểm khác nhau là lúc phân chia sản phẩm đưa vào kho lưu trữ và xét với các tiêu chỉ lựa chọn để chọn quy trình phù hợp nhất

- Tiêu chí lựa chọn: o Tính ổn định cao o Dễ sử dụng và kiểm soát quá trình o Hiệu xuất nhanh o Độ chính xác cao o Chi phí bảo trị thấp o Dễ dàng lắp đặt các thiết bị

Quy trình 1 ưu tiên sự cẩn thận và chính xác, hy sinh tốc độ phân loại khi dừng băng tải để đưa sản phẩm vào kho, đảm bảo tính chắc chắn và tránh hư hỏng Ngược lại, quy trình 2 ưu tiên tốc độ cao bằng cách tiếp tục di chuyển băng tải trong quá trình phân loại, tuy nhiên điều này có thể dẫn đến sự không ổn định và kém chính xác trong phân loại sản phẩm.

Từ những tiêu chí trên, em lựa chọn quy trình công nghệ 1 Bởi vì quy trìnhcông nghệ này mang lại sự chắc chắn và dễ kiểm soát trong quá trình phân loại, song song đó tính ổn định lại cao

Mặc dù quy trình công nghệ 1 không nhanh như quy trình công nghệ 2 nhưng lại mang lại tính an toàn cao hơn quy trình công nghệ 2 Và tuổi thọ ở quy trình công nghệ 2 không bằng quy trình công nghệ 1 nếu hoạt động trong thời gian dài

Áp dụng quy trình công nghệ 1 đảm bảo sự nhất quán trong quá trình vận hành hệ thống, ngăn chặn lỗi trong phân loại Ngược lại, quy trình công nghệ 2, nếu không tính toán chính xác thời gian xylanh chuẩn, sẽ dẫn đến sự cố trong quá trình phân loại, gây tắc nghẽn và giảm năng suất đáng kể.

Do đó, quy trình công nghệ 1 phù hợp hợp hơn cho hệ thống.

Chế tạo mô hình

3.4.1 các thiết bị trong mô hình

Sử dụng băng 60x10 dùng để di chuyển sản phẩm trong quá trình phân loại và 2 băng tải 40x10 dùng để làm lưu kho cho sản phẩm

- Ưu điểm của băng tải mini o Tốc độ vận chuyển nhanh :20-100m/ phút; o Năng suất làm việc :30-150m3/giờ;

Sinh viên thực hiện: Trần Nhật Luân Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Duy Dưởng 42 o Khả năng công nghệ: bạn có thể dùng băng tải mini trong việc:

▪ Điều khiển bằng màn hình cảm ứng o Kích thước: nhỏ gọn, phù hợp ở mọi không gian, thích hợp với nhiều môi trường làm việc; o Giá: cạnh tranh, không quá cao so với các sản phẩm băng tải khác

- Thông số kỹ thuật của băng tải mini: o Kích thước: W250xL850xH300mm (kích thước có thể thay đổi theo lĩnh sản xuất khác nhau); o Dây băng tải chuyên dụng PVC, chiều dài đa dạng theo nhu cầu khách hàng; o Động cơ giảm tốc 25W/220V; o Bộ điều khiển tốc độ vô cấp (biến tầng); o Senser quang phát hiện sản phẩm; o Khung bằng nhôm định hình 20x40 có thể thiết kế theo nhu cầu khách hàng để phù hợp với mục đích sử dụng; o Chuyển động nhông xích siêu bền; o Tấm đỡ dây băng và hộp xích bằng SUS; o Con lăn đỡ dây băng và rulo kéo bằng SUS chuyên dụng

Cảm biến màu sắc TCS3200 đo độ phản xạ của ba màu cơ bản (đỏ, xanh lá, xanh dương) từ vật thể để xác định màu sắc Từ đó, cảm biến phát ra tần số xung tương ứng với từng màu Bằng cách đo ba tần số xung này và thực hiện một số phép chuyển đổi, chúng ta có thể xác định được thông tin màu sắc của vật thể được đo.

- Thông số: o Sensor: TCS3200 o Nguồn sử dụng: 2.7~5.5VDC o Ngõ ra: 3 tần số xung tương ứng 3 màu đỏ xanh dương và xanh lá o GND: GND o OE: Enable (Mức Thấp) o OUT: Đầu ra tín hiệu tần số o S0, S1: Dùng để lựa chọn tỷ lệ tần số o S2, S3: Dùng để lựa chọn kiểu photodiod o VCC: 2.7V đến 5.5V

Cảm Biến Vật Cản Hồng Ngoại E18-D80NK dùng ánh sáng hồng ngoại để xác định khoảng cách tới vật cản cho độ phản hồi nhanh và rất ít nhiễu do sử dụng mắt nhận và phát tia hồng ngoại theo tần số riêng biệt

Cảm biến có thể dễ dàng điều chỉnh khoảng cách cảm biến thông qua biến trở tích hợp Đầu ra của cảm biến ở dạng cực thu hở (open-collector output), do đó cần thêm một điện trở kéo lên nguồn ở chân Tín hiệu khi sử dụng để đảm bảo tín hiệu ra rõ ràng và ổn định.

Hình 3.14 Cảm biến hồng ngoại

- Thông số: o Nguồn điện cung cấp: 5VDC o Khoảng cách phát hiện: 3 ~ 80cm o Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở o Dòng kích ngõ ra: 300mA o Ngõ ra dạng NPN cực thu hở giúp tùy biến được điện áp ngõ ra, trở treo lên áp bao nhiêu sẽ tạo thành điện áp ngõ ra bấy nhiêu

Sinh viên thực hiện: Trần Nhật Luân Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Duy Dưởng 44 o Chất liệu sản phẩm: nhựa o Có led hiển thị ngõ ra màu đỏ o Kích thước: 1.8cm (D) x 7.0cm (L)

Xylanh khí nén mini tác động kép 16mm còn được gọi là piston khí nén hoặc pen hơi, là một thiết bị cơ học cung cấp bởi khí nén, hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển hóa năng lượng khí nén thành động năng tới thiết bị

Xylanh khí nén mini tác động kép thường được ứng dụng trong các thiết bị tự động hóa, y tế, công nghiệp, mô hình đồ án dự án mô phỏng…

Nhà cung cấp Xilanh khí nén đang phân phối model MAL do LAIZE sản xuất với nhiều tùy chọn chiều dài hành trình Khách hàng có thể lựa chọn chiều dài phù hợp với nhu cầu sử dụng trong phần phân loại sản phẩm.

- Thông số: o Model: MAL o Hành trình : 250mm o Vít trục sau: M16x1.5 o Vít trục trước: M16x1.5 o Ren khí vào: M5 o Ren khí ra: M5 o Vít trục Piston: M6 o Loại hành động: tác động kép o Loại thanh: thanh đơn o Điều khiển bằng không khí o Không tự quay lại o Chất liệu: Hợp kim nhôm o Kích thước chi tiết: xem ảnh kích thước o Trọng lượng: 120g ~ 350g tùy phân loại

Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại quạt thông gió được sản xuất riêng biệt phù hợp với nhu cầu của từng lĩnh vực sử dụng Từ quạt thông gió trong nhà cho đến hệ thống ống khí nén hay quạt hút bụi, mỗi loại đều được thiết kế để đáp ứng yêu cầu thông gió chuyên biệt, đảm bảo hiệu quả tối ưu cho từng mục đích sử dụng.

- Thông số: o Điện áp: 12VDC o Kích thước: 12x12x2.5cm o Chất liệu: Nhựa o Màu sắc: Đen o Khối lượng: 125g o Điện áp: 12VDC o Công suất: 3W

Nguồn tổ ong 12V 10A Power Supply hay còn gọi là Nguồn Power Supply một chiều 12 Volt là một trong những sản phẩm thuộc nhóm Nguồn tổ ong được bán tại nshopvn.com Nguồn tổ ong 12V 10A Power Supply được thiết kế để chuyển đổi điện áp từ nguồn xoay chiều 180/240VAC thành nguồn một chiều 12VDC để cung cấp cho các

Sinh viên thực hiện: Trần Nhật Luân Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Duy Dưởng 46 thiết bị hoạt động Nguồn tổ ong này được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị công nghiệp và dân dụng

Nguồn tổ ong 12V 10A Power Supply thích hợp với các hệ thống yêu cầu nguồn có công suất cao (dòng tải lớn) như: các hệ thống chiếu sáng led, led quảng cáo, camera, loa đài, máy in 3D,… Trong công nghiệp chúng thường được sử dụng để cấp nguồn cho một số thiết bị của tủ điện

LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN

Sơ đồ nối dây

Hình 4.1 Sơ đồ nối dây Khối nguồn sẽ gồm 4 điện áp ra: 24V, 12V, 9V, 5V

Khối vi điều khiển sử dụng Arduino mega 2560

Hình 4.3 Khối điều khiển Khối tín hiệu đầu vào gồm cảm biến, nút nhấn và các thiết bị ngoại vi

Hình 4.4 Khối tín hiệu đầu vào cảm biến

Hình 4.5 Khối đầu vào nút nhấn Khối chấp hành là thông qua mosfet làm trung gian để bảo vệ khối điều khiển

Hình 4.6 Khối cơ cấu chấp hành

Bảng phân công vào ra

- Theo thiết kế mô hình thì 14 thiết bị đầu vào và 10 thiết bị đầu ra: o INPUT:

▪ 2 cảm biến nhiệt độ DHT11

➢ Tổng số chân đầu vào 19 chân đầu vào o OUTPUT

➢ Tổng số chân đầu ra là 11 chân đầu ra và sử dụng mosfet làm cách li trung gian

A6 NÚT NHẤN 6 SDA,SCL LED LCD

Bảng 4.1 Phân công đầu vào đâu ra

Lưu đồ thuật toán

Hình 4.7 Lưu đồ thuật toán

Hệ thống : gồm 2 chế độ chính như sau :

▪ Nếu sản phẩm là màu đỏ thì được băng tải đưa đến khu vực phân loại theo chiều cao o Khi sản phẩm được đưa tới khu vực phân loại theo chiều cao thì phân loại như sau :

▪ Nếu cảm biến sản phẩm cao nhận tính hiệu thì băng tải chính sẽ dừng lại và xylanh sẽ đẩy sản phẩm vào kho A

▪ Nếu cảm biến sản phấm cao không nhận thì vật sẽ đưa đến khu vực phân loại sản phẩm thấp để nhận diện, nếu đúng thì băng tải chính sẽ dừng lại và xylanh đẩy sản phẩm vào kho B

▪ Nếu nhiệt độ thấp thì tắt quạt, bật đèn o Sử dụng nút nhấn điều chỉnh nhiệt độ đặt

THỬ NGHIỆM, PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT QUẢ

Thử nghiệm hệ thống

- Độ chính xác trong quá trình phân loại sản phẩm của mô hình

- Tốc độ xử lý thông tin của hệ thống

- Độ chính xác trong quá trình nhận biết màu sắc trong quá trình thay đổi ánh sáng môi trường

- Tốc độ đẩy vật của xilanh để phân loại sản phẩm vào kho

- Đo độ nhận diện chính xác của cảm biến màu sắc với những sản phẩm màu sắc khác nhau : o Chuẩn bị sản phẩm màu sắc khác nhau o Khởi động hệ thống o Cho sản phẩm lên băng tải chỉnh để bắt dầu quá trình phân loại o Ghi lại tỉ lệ phân loại của hệ thống

- Tốc độ xử lý tính hiệu của mô hình : o Chuẩn bị sản phẩm phân loại o Khởi động hệ thống o Cho sản phẩm lên hệ thống phân loại o Tăng tốc độ của băng tải chính o Ghi lại nhận xét theo từng tốc độ

Chi tiết các quá trình phân loại :

- Chuẩn bị sản phẩm phân loại : chuẩn bị sản phẩm có màu sắc khác nhau

- Khởi động hệ thống : bật nguồn và kết nối phần mềm

- Phân loọa : cho sản phẩm lên băng tải và phần loại

- Ghi lại kết quả : ghi lại tỉ số phân loại thành công hay không thành công

- Kết luận : đưa ra kết luận tổng quát

- Phân loại sản phẩm màu đỏ và khác màu đỏ và với số lượng của mỗi sản phẩm là

Theo như bảng 5.1 ta thấy tỉ lệ phần trăm thành công không thể 100% vi trong quá trình phần loại đã có chịu tác động ảnh hưởng của môi trường xung quanh Cụ thể là ánh sáng đã tác động lên cảm biến nhận diện màu sắc làm quá trình nhận tín hiệu xảy ra sai sót

Tên sản phẩm Số lần thử nghiệm Tỉ số thành công Tỉ lệ phần trăm

Sản phẩm màu đỏ 20 lần 15/20 75%

Sản phẩm khác màu đỏ 20 lần 17/20 85%

Bảng 5.1 Đánh giá kết quả đo phân loại

Theo như kết quả trên ta thấy tỉ lệ thành công 100% vì trong quá trình phân loại khi vật tới khu vực phân loại thì sẽ cho băng tải dừng chơ qua trình vận chuyển hàng xong mới hoạt động tiếp Thế nên ta có thể tăng tốc độ để đẩy nhanh quá trình sản xuất

- Phân tích đánh giá khi điều chỉnh tốc độ với tốc độ yêu cầu ban đầu 4m/s, tiến hành so sánh với các giá trị tốc độ 2m/s và 6m/s, lặp lại 20 lần thử nghiệm.

Tốc độ phân loại Số lần thử nghiệm Tỉ số thành công Tỉ lệ phần trăm

Bảng 5.2 đánh giá kết quả đo tốc độ