Luận văn thạc sĩ Công nghệ chế tạo máy: Thiết kế máy bán hàng

Cùng với nhận định của tổ chức tư vấn AT Kearney Mỹ như nêu trên và theo bài báo [3], tác giả bài báo đã khảo sát về hành vi và thái độ của người sử dụng máy bán hàng tại các đô thị lớn

TỔNG QUAN

Mở đầu

Theo báo cáo về "Dự báo thị trường bán lẻ Việt Nam đến năm 2014" của công ty tư vấn AT Kearney (Mỹ), thị trường bán lẻ Việt Nam vẫn hấp dẫn nhờ quy mô thị trường và số lượng người tiêu dùng cao.

Tổ chức này cho rằng các kênh bán lẻ hiện đại sẽ đóng vai trò chủ chốt trong sự phát triển thị trường tiêu dùng tương lai tại Việt Nam [1]

Thống kê cho thấy mặc dù kinh tế khó khăn nhưng thị trường bán lẻ năm 2011 vẫn đạt xấp xỉ 90 tỷ USD, đóng góp 15-16% GDP của cả nước Với dân số gần 90 triệu nhưng toàn quốc mới chỉ có 638 siêu thị, 120 trung tâm thương mại và trên 1.000 cửa hàng tiện ích, nhiều chuyên gia cho rằng con số này chưa đáp ứng được nhu cầu của người dân Dự báo, từ nay đến năm 2014, doanh số bán lẻ tại Việt Nam có thể tăng 23%/ năm Điều này cho thấy thị trường bán lẻ Việt Nam có rất nhiều cơ hội, nhất là khi người tiêu dùng đang có khuynh hướng chuyển sang mua sắm tại các siêu thị lớn và cửa hàng hiện đại

Nhu cầu của con người thì không kể ngày hay đêm, tuy nhiên các cửa hàng và siêu thị không mở cửa hết đêm Việc sử dụng máy bán hàng chỉ cần ít không gian bố trí, không cần nhân sự cho việc giao dịch với người mua, phí bảo trì thấp, dễ dàng thay đổi địa điểm, và đặc biệt máy bán hàng có thể phục vụ 24/ 24h Đây chính là những ưu điểm của máy bán hàng mà nhà đầu tư vào thị trường bán lẻ đang mong muốn

Nhật Bản là nước đứng đầu trong việc sử dụng máy bán hàng với khoảng 5,5 triệu máy trên cả nước, tức cứ 23 người lại có một máy bán hàng, với mật độ máy bán hàng tại nơi dân cư sinh sống là 45 máy trên một cây số vuông Mỹ và Trung Quốc hiện tại cũng đang là những cường quốc trong việc sử dụng máy bán hàng với số lượng ngày càng tăng và chủng loại đa dạng Máy bán hàng đang bán hầu hết các mặt hàng, khách hàng không chỉ mua được các loại thức ăn nhanh như bánh mì, pho-mát, nước giải khát từ máy bán hàng, mà còn có thể mua các món quà tặng, hoa quả, dù che mưa che nắng tại các trạm xe buýt, ga tàu điện ngầm, sân vận động, các trung tâm thương mại

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 15 HVTH: Cao Văn Đẳng

Cùng với nhận định của tổ chức tư vấn AT Kearney (Mỹ) như nêu trên và theo bài báo [3], tác giả bài báo đã khảo sát về hành vi và thái độ của người sử dụng máy bán hàng tại các đô thị lớn ở Việt Nam và đi đến kết luận về nhu cầu và xu thế sử dụng máy bán hàng ở Việt Nam như sau: “Phát triển thị trường máy bán hàng tự động là một xu thế mới trong kinh doanh hiện đại, nhằm giúp cho người dân tiết kiệm được thời gian mua sắm, mua được sản phẩm có chất lượng, phong cách mua hàng hiện đại và quan trọng hơn là làm đẹp thêm bộ mặt của thành phố Để làm được việc này thì nghiên cứu về xu hướng sử dụng máy bán hàng tại các đô thị ở Việt Nam là một nội dung nghiên cứu cần được quan tâm” Ở Việt Nam hiện nay có một số loại máy bán hàng: máy bán nước giải khát và máy bán bánh kẹo các loại Những máy bán hàng này chủ yếu được nhập về và lắp đặt tại các trung tâm thương mại, các tòa nhà văn phòng cho thuê, một số bệnh viện lớn và các trường Đại học

Nhưng hiện tại máy bán hàng ở Việt Nam chưa phát triển mạnh mẽ do những yếu tố sau: vỉa hè bị lấn chiếm, không có khoảng không gian để đặt máy bán hàng

Việc thuê địa điểm đặt máy cũng gặp khó khăn, giá thuê mặt bằng đặt máy cũng cao Số lượng tiền xu bị hạn chế và tấm lý của người tiêu dùng là không thích sử dụng tiền xu, trong khi đó tiền polymer khó nhận diện khi bị cũ hay rách, máy đôi khi bị kẹt tiền xu hay kẹt tiền polymer, do người tiêu dùng không biết cách sử dụng

Nhiều lúc gặp phải trường hợp máy đã nhận tiền nhưng không đưa sản phẩm ra…

Những hạn chế trên đã thúc đẩy tìm hướng đi mới cho việc phát triển máy bán hàng tại Việt Nam

Bảng 1.1 là thống kê những mặt hàng thường được bán thông qua máy bán hàng

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 16 HVTH: Cao Văn Đẳng Bảng 1.1: Các sản phẩm thường được bán bởi máy bán hàng

Thứ tự Loại sản phẩm Loại máy

Máy bán nước đóng chai – lon Máy bán bia tươi

Máy bán cà phê Robot bán nước Máy bán snack, các loại nước

Máy bán tôm Máy bán xúc xích Máy bán rau, củ, quả Máy bán pizza

Máy bán ô (dù) Máy bán cavat Máy bán thẻ nhớ SD và USB Máy bán giày

4 Đồ trang sức, kim loại quý

Máy bán vàng Máy bán kim cương

5 Thuốc lá Máy bán thuốc lá

Máy bán kẹo Máy bán sô cô la Máy bán snack

7 Vé các loại Máy bán vé xem hòa nhạc

Máy bán vé đặt chỗ khách sạn

8 Đồ kỹ thuật cao Máy bán ô tô

9 Hàng hóa khác Máy bán truyện

Do sự đa dạng mặt hàng có thể bán qua máy, máy bán hàng tự động không ngừng được cải tiến, phổ biến ở nhiều nước, trong đó có Việt Nam Diễn biến nghiên cứu và sử dụng trên toàn thế giới và tại Việt Nam sẽ được trình bày chi tiết ở mục 1.2.

Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy bán hàng trên thế giới

1.2.1 Tình hình nghiên cứu Trên thế giới, việc nghiên cứu về máy bán hàng đã bắt đầu từ rất lâu Sau những nghiên cứu thành công, máy bán hàng lại được cải tiến và nâng thêm một tầm cao mới Tầm cao đó có thể là sự cái tiến về các cơ cấu vận chuyển sản phẩm hoặc là các kiểu thùng chứa sản phẩm khác nhau, cũng có thể là cách thức khác nhau Dưới đây, tác giả xin phép trích dẫn một số bài báo, những bằng sáng chế (patent) liên quan tới máy bán hàng trên thế giới

- Theo patent số US6966455 [29], Jame E Skavnak đã đưa ra cải tiến về phương pháp và thiết bị cho máy bán hàng, đặc biệt là thùng chứa nước giải khát với các kích thước và hình dạng khác nhau

- Theo patent số US7686185 [30], Steven M Zychinski đã cải tiến khay chứa sản phẩm bằng cách sử dụng trục vít me để vận chuyển sản phẩm

Để tiết kiệm điện năng, Hidetaka Sakai và cộng sự đã phát triển hệ thống máy bán hàng tự động sử dụng ngăn lạnh sơ bộ, tận dụng năng lượng làm lạnh dư thừa để làm giảm nhiệt độ của lon nước giải khát Thiết kế này giúp máy làm lạnh nhanh chóng trong trường hợp nhu cầu mua tăng đột biến Tuy nhiên, để tiết kiệm năng lượng, cần tối thiểu hóa số lượng lon cần làm lạnh Do đó, máy sử dụng công nghệ dự đoán số lượng lon tiêu thụ hàng ngày để tính toán lượng điện cần thiết và chuẩn bị sẵn lượng lon được làm lạnh tương ứng Ngăn lạnh sơ bộ đóng vai trò trung gian, giảm nhiệt độ của lon trước khi đưa vào ngăn lạnh, giúp tiết kiệm năng lượng mà vẫn đảm bảo làm lạnh hiệu quả.

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 18 HVTH: Cao Văn Đẳng được bán ở một thời điểm nhất định phải chính xác Vì chức năng dự đoán phải vận hành theo điều kiện vận hành của máy nên đòi hỏi phải có thuật toán tự học đặc biệt Kết quả thực nghiệm cho thấy bằng cách sử dụng phương pháp này thì năng lượng dùng để làm lạnh lon giảm 1/10

Hình 1.1: Máy bán hàng tiết kiệm năng lượng

Với sự giúp đỡ của hãng Unilever, các nhà khoa học tại Trường Đại học

Bolo-gna, Italy, đã phát triển máy bán hàng tự động có khả năng tạo được bánh pizza tươi [5] Máy có thể nhào bột và cho nước vào bột nhào, trải nước xốt cà chua và các lớp bề mặt trên bánh, sau đó nấu chín bánh bằng hệ thống đun hồng ngoại

Quá trình in 3D chiếc xe ô tô điện chỉ kéo dài trong vòng 3 phút Tính năng này đã được kiểm nghiệm thành công tại Đức và hiện tại, nhóm sáng chế đang có ý định mở rộng triển khai trên toàn châu Âu và Mỹ.

Một trong những hướng phát triển mới về máy bán hàng là sử dụng hệ thống làm mát thân thiện với môi trường Trong năm 2009, các hãng Coca Cola và Pepsi Cola đã ra mắt các máy bán hàng tự động với thiết bị làm mát tiết kiệm năng lượng

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 19 HVTH: Cao Văn Đẳng không có HFC (các freon không có thành phần clo, các HFC có chỉ số làm suy giảm tầng ozon bằng 0 nhưng vẫn có hiệu ứng nhà kính làm nóng địa cầu khác 0) [6]

1.2.2 Tình hình sử dụng - Tại Nhật Bản

Tại Nhật Bản, xu hướng bán hàng bằng máy ngày càng tăng Máy được coi là một cửa hàng bách hóa mini điện tử hoàn toàn tự động, bán nhiều loại hàng khác nhau như dầu gội đầu, pin, trà, cà phê tới bia, trứng, đồ nguội, … Ngoài ra, một số công ty còn đưa các máy bán hàng tự động phục vụ những sản phẩm về tinh thần như sách, báo, các loại ấn phẩm… Nhiều loại máy còn có khả năng làm các dịch vụ như mua đĩa CD ROM, vé xem hòa nhạc và đặt chỗ tại khách sạn

Sự phát triển các loại máy bán hàng tự động tại Nhật từ lâu đã lan tỏa tới tận những vùng xa xôi hẻo lánh Với kỹ thuật mới, ngày càng có nhiều loại máy bán được nhiều chủng loại hàng Hiện có 5,5 triệu máy bán đang hoạt động tại Nhật, bình quân 23 người/chiếc Năm 2000, doanh số bán hàng bằng hình thức này đạt 56 tỷ USD [8]

Bước phát triển kế tiếp của các loại máy bán hàng tự động là có thể nối với điện thoại di động Khách chỉ cần nhấn vài phím trên điện thoại di động của mình là có thể mua hàng tại các điểm bán hàng tự động [2]

Bảng 1.2 trình bày doanh thu từ máy bán hàng và cửa hàng linh hoạt tại Nhật Bản vào năm 2008 [9] Số liệu này cho thấy sức hấp dẫn và lợi nhuận do máy bán hàng mang lại Trên hình 1.2 là biểu đồ cơ cấu thể hiện tỉ lệ doanh thu của các mặt hàng bán bằng máy bán hàng tại Nhật Bản năm 2008 [9]

Bảng 1.2: Doanh thu từ máy bán hàng và cửa hàng tiện lợi tại Nhật Bản năm 2008

Loại hình kinh doanh Số lượng được đưa vào sử dụng

Hình 1.2: Biểu đồ cơ cấu thể hiện tỉ lệ doanh thu của các mặt hàng bán bằng máy bán hàng tại Nhật Bản năm 2008

Hình 1.2 cho thấy, gần một nửa doanh thu từ máy bán hàng đều có nguồn gốc phần lớn từ các máy bán nước giải khát (chiếm 46% tổng doanh thu), kế đến là các mặt hàng khác và hàng tiêu dùng Máy bán thực phẩm vẫn chưa chiếm thị phần nhiều trong cơ cấu bán bằng máy bán hàng

Theo bài báo [23] cho biết: từ khởi đầu khiêm tốn, hoạt động bán hàng tự động tại Hoa Kỳ đã phát triển thành một ngành công nghiệp trị giá 42,9 tỷ USD trong năm 2009 Đồ uống lạnh đóng hộp là sản phẩm được bán chạy nhất của ngành công nghiệp từ năm 1999 đến nay, đạt 23,3 tỷ USD doanh số bán hàng tự động, ước tính chiếm 54,2% khối lượng tổng doanh thu của ngành công nghiệp Đồ ăn nhẹ và bánh kẹo xếp hạng thứ hai, với 22,5 % và đạt doanh số bán hàng tự động 9,7 tỷ USD

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 21 HVTH: Cao Văn Đẳng Doanh thu từ máy bán hàng tự động chiếm một phần đáng kể trong việc bán hàng và lợi nhuận của đóng chai nước giải khát và các nhà sản xuất đồ ăn nhẹ Máy bán hàng tự động phục vụ dịch vụ thực phẩm tại các địa điểm như trường đại học, nhà máy, các doanh nghiệp, bệnh viện, và trường học Các nhà cung cấp nước giải khát đóng chai phải trả cho các trường cao đẳng, trường học, và các tổ chức khác hàng triệu đô la cho để độc quyền đặt các máy bán hàng tự động ở cơ sở trên Những thông tin trên cho thấy tiềm năng từ việc sử dụng máy bán hàng tự động để bán nước giải khát

Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy bán hàng ở Việt Nam

Đầu năm 2004, hai chiếc máy bán hàng tự động sử dụng tiền xu đầu tiên đã được công ty C.A.T International nhập về Việt Nam đáp ứng sự trở lại của tiền xu trước đó Cơ hội tăng trưởng ngành bán lẻ hàng hóa, dịch vụ rộng mở, tuy nhiên, sau một thời gian ngắn xuất hiện thì hiệu quả từ những chiếc máy này đem lại không cao, thậm chí việc lấy lại vốn là khó khăn và mất nhiều thời gian Nguyên nhân của những khó khăn ấy ban đầu được xác định là do người Việt Nam chưa quen với việc sử dụng tiền xu, chuyện thuê mướn mặt bằng, vị trí đặt máy khó khăn, do thói quen người Việt Nam tại thời điểm đó “ngại” tiếp xúc với máy móc Chính vì nhiều khó khăn như vậy, máy bán hàng tự động được nhập về Việt Nam rất hạn chế và kéo theo những công nghệ hiện đại tiên tiến của máy bán hàng tự động của nước ngoài thì người sử dụng trong nước khó có dịp được biết đến

Cho đến thời điểm hiện tại (12/2012), việc sản xuất máy bán hàng tại Việt Nam vẫn chưa phổ biến và chủ yếu vẫn là nhập từ nước ngoài về Các máy bán hàng (đang được sử dụng để thương mại) chủ yếu được nhập bởi công ty Tân Tiến Việt, công ty Hoàng Anh T3 và công ty Hà Phan Về mặt chế tạo, hầu hết các máy bán hàng của Việt Nam đều chỉ là sản phẩm từ những đề tài do sinh viên các trường đại học thực hiện Tuy là đề tài nhưng những máy bán hàng tự động của sinh viên luôn luôn cải tiến và dần dần hoàn thiện hơn về mẫu mã, công nghệ Tính ứng dụng của nó vì thế mà cũng khả thi hơn rất nhiều Một số sản phẩm do sinh viên Việt Nam nghiên cứu và làm ra:

- Hình 1.4 là chiếc máy M2T của các sinh viên trường Đại học Bách khoa Hà Nội, nghiên cứu, chế tạo và đi vào thử nghiệm giữa năm 2004

Hình 1.4: Máy bán nước giải khát do sinh viên Đại học Bách khoa Hà Nội chế tạo Đặc điểm và tính năng:

 Máy cao khoảng 170cm, nặng 80kg

 Sản phẩm: nước đóng chai, lon, hộp và bánh snack

 Có 2 khe đưa tiền xu vào với mệnh giá 1000VNĐ và 5000VNĐ

 Loại tiền giao dịch bị hạn chế

 Hay bị kẹt tiền do lỗi của phần thiết kế cơ khí

 Lỗi nhận tiền nhưng không trao sản phẩm cho khách hàng, lỗi này do phần điều khiển

- Máy bán cà phê tự động được ra đời năm 2005, dưới sự tìm hiểu, nghiên cứu của nhóm sinh viên và giảng viên trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM được thể hiện trong hình 1.5

Hình 1.5: Máy bán cà phê tại Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Đặc điểm và tính năng:

 Sản phẩm: 8 mặt hàng đóng gói, 4 loại nước đóng lon và 2 loại nước pha chế

 Dễ điều chỉnh giá bán

 Thao tác trên màn hình hiển thị LCD

 Không đa dạng về loại sản phẩm

 Không thể thương mại hóa do hệ thống hoạt động không ổn định

Tính cấp thiết của đề tài

Có thể thấy rằng cho đến nay, công nghệ dùng tiền giấy (hoặc polymer) và tiền xu là phổ biến, vẫn chưa có những hình thức thanh toán khác thay thế như dùng mô đun (module) cho thẻ thông minh smartcard, thẻ ngân hàng hay mô đun mua hàng bằng công nghệ di động Mặt khác, tại Việt Nam vẫn còn thiếu những máy bán hàng đa dạng về sản phẩm cần bán Hiện tại, ở Việt Nam, máy bán hàng chỉ bán các sản phẩm là nước giải khát và một số ít các loại bánh kẹo Máy bán hàng tại Việt Nam vẫn chưa có loại máy nào bán các mặt hàng tiêu dùng và hàng thực phẩm

Trong bối cảnh thị trường phức tạp và đa dạng, việc thiết kế một mẫu máy bán hàng linh hoạt với cấu hình cơ bản là rất cần thiết Điều này cho phép các doanh nghiệp tùy biến và tích hợp các công nghệ khác nhau phù hợp với nhu cầu bán hàng cụ thể của họ Bằng cách này, họ có thể tạo ra các loại máy bán hàng phục vụ hiệu quả cho từng loại sản phẩm và ngành hàng khác nhau, tối ưu hóa doanh số và tăng cường trải nghiệm khách hàng.

Mục tiêu của đề tài

Thiết kế một máy bán hàng trên cơ sở xây dựng được cấu hình cơ bản cho máy bán hàng Từ cấu hình này có thể phát triển để thiết kế những máy bán hàng đáp ứng cho các loại sản phẩm khác nhau với hình thức thanh toán khác nhau.

Nội dung nghiên cứu của đề tài

Để đạt được mục tiêu đề ra, cần thực hiện các nội dung sau:

- Tổng quan về máy bán hàng

- Phân tích các cấu hình, đặc điểm và tính năng của máy bán hàng đã được thương mại trong công nghiệp

- Thiết kế cấu hình cơ bản của một máy bán hàng

- Thiết kế hệ thống cơ khí của máy bán hàng

- Thiết kế hệ thống điều khiển của máy bán hàng Nội dung thứ nhất sẽ được trình bày trong Chương 1 của luận văn

Nội dung thứ hai và thứ ba sẽ được trình bày trong Chương 2

Nội dung thứ tư và thứ năm sẽ được trình bày trong các chương tiếp theo

Phạm vi nghiên cứu của đề tài

Đề tài này phần lớn chỉ nghiên cứu, phân tích các mẫu máy bán hàng đã được thương mại trong công nghiệp Trong đó, người thực hiện chỉ tập trung vào tìm hiểu, phân tích, thiết kế mô đun chứa và tách sản phẩm trong máy bán hàng; nghiên cứu và phân tích các mô đun thanh toán để từ đó có các phương án lựa chọn mô đun thanh toán phù hợp với từng máy bán hàng khác nhau.

Các phương pháp nghiên cứu áp dụng trong luận văn

- Áp dụng phương pháp luận thiết kế theo mô đun

- Áp dụng phương pháp thiết kế ngược

- Áp dụng kỹ thuật đồng thời.

Ý nghĩa khoa học của luận văn

Luận văn được áp dụng các phương pháp kỹ thuật thiết kế mang tính khoa học và hiện đại của các ngành công nghệ chế tạo máy, ngành tự động hóa,… nhằm góp phần bổ sung và hoàn thiện một số nội dung về thiết kế kỹ thuật máy bán hàng, làm cơ sở cho việc thiết kế và chế tạo một số loại máy bán hàng với những sản phẩm khác nhau và có hình thức thanh toán phù hợp với từng thị trường.

Ý nghĩa thực tiễn của luận văn

Kết quả nghiên cứu của luận văn có giá trị tham khảo cho việc thiết kế, chế tạo máy bán hàng phục vụ cho việc thương mại Trên cơ sở các mô đun đã được thiết kế, các nhà chế tạo có thể chế tạo các loại máy bán hàng phù hợp cho thị trường bán lẻ tại Việt Nam Tạo ra sự đa dạng về sản phẩm được bán bằng máy bán hàng, thuận lợi cho người tiêu dùng về hình thức mua hàng.

THIẾT KẾ CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA MÁY BÁN HÀNG

Mở đầu

Hiện tại, trên thế giới có rất nhiều loại máy bán hàng khác nhau, nhưng gần như chưa có nơi nào đưa ra một cấu trúc tổng quan về máy bán hàng Chính vì vậy, tác giả muốn nghiên cứu và phân tích các mẫu máy bán hàng đã thương mại, để từ đó rút ra những chức năng, những đặc điểm chung nhất mà máy bán hàng nào cũng có Việc làm này là quan trọng vì từ đây sẽ xây dựng được cấu trúc cơ bản cho máy bán hàng, đáp ứng được yêu cầu về nội dung cần hoàn thành của đề tài Để làm việc này, người viết cần thực hiện những nội dung như muc 2.2, 2.3 và 2.4 như bên dưới.

Khảo sát các máy bán hàng đã được thương mại hóa trên thế giới

Dưới đây là tổng hợp một số loại máy bán hàng đã và đang được sử dụng trên thế giới

2.2.1 Máy bán hàng tự động của công ty E CUDE SOLUTION (Ấn Độ):

Tại Ấn Độ, nhiều công ty tham gia chế tạo máy bán hàng Điển hình là máy bán hàng 3625NR1 do công ty E CUDE SOLUTION của Ấn Độ sản xuất (Hình 2.1) Các thông số kỹ thuật của máy được nêu rõ trong Bảng 2.1.

Hình 2.1: Máy bán hàng sản xuất tại Ấn Độ

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 29 HVTH: Cao Văn Đẳng Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của máy bán hàng 3625NR1

Thông số kỹ thuật Mô tả

Dòng điện AC 100V~260V với tần số 50/ 60Hz Hệ thống máy làm lạnh sản phẩm

Máy làm lạnh khí nén R134a

Nhiệt độ cần làm lạnh 4-12 °C ( có thể điều chỉnh nhiệt độ) Lựa chọn đa dạng Nước giải khát dạng lon, chai nhựa hoặc thực phẩm Dạng thức thanh toán Chỉ chấp nhận tiền đồng, không trả tiền thừa

Khả năng chứa tiền Khoảng 300 xu Số loại tiền xu 1 - 3 mệnh giá Sức chứa 3 khay, 4 lò xo, tổng cộng 12 lò xo Thời gian bán hàng Dưới 3s

Vi xử lý điều khiển MDB đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm tra dữ liệu, thống kê số liệu, tính toán và đặc biệt là hệ thống phát hiện sự cố thông minh, đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của hệ thống.

Giao diện bàn phím và 4 giao diện màn hình hiển thị kỹ thuật số

Tắt chức năng bảo vệ điện, phục hồi lại tình trạng cũ sau khi khởi động lại Với bộ nhớ chức năng Được trang bị đèn bên trong, thông qua giao diện bàn phím không gỉ

Khay xoắn ốc đơn hoặc đôi, có sẵn và linh hoạt, lò xo có thể được tùy chỉnh

Cấu trúc Toàn bộ thép không ghỉ, chắc chắn Tùy chọn Màn hình quảng lớn từ 5” - 25”

Thẻ IC hoặc cổng kết nối máy tính hỗ trợ RS 232 Kích thước máy 665 x 470 x 573 mm

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 30 HVTH: Cao Văn Đẳng 2.2.2 Máy bán hàng của công ty Hangzhou Yile Vending Manufacturing (Trung Quốc):

Trên hình 2.2 là máy bán hàng LV-X01 do công ty Hangzhou Yile Vending Manufacturing của Trung Quốc sản xuất Thông số kỹ thuật của máy được thể hiện trên bảng 2.2 và bảng 2.3

Hình 2.2: Máy bán hàng do Trung Quốc sản xuất

Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật của máy bán hàng LV-X01

Dòng điện AC AC220V/50Hz

Hệ thống máy làm lạnh sản phẩm Máy làm lạnh khí nén R134a Nhiệt độ cần làm lạnh 3-12 °C ( có thể điều chỉnh nhiệt độ) Phạm vi kích thước thực phẩm Rộng:35-145 mm, Dày:20-100 mm, Cao

:100-220 mm Kích thước đồ uống Lon: đường kính 65mm; Nước uống đóng chai: đường kính 40-68 mm, chiều cao: 200-240mm

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 31 HVTH: Cao Văn Đẳng Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật của máy bán hàng LV-X01 (tiếp theo)

Sức chứa 10 đường dẫn, 6 khay, 5 số lượng cho mỗi lựa chọn (chiều cao khay có thể điều chỉnh, chiều cao: 15 mm)

Dạng thức thanh toán Tiền đồng và tiền giấy, tùy chọn thối lại tiền xu Kích thước máy 1400 x 850 x 1830mm

Kích thước của hộp giao hàng 440 x220 x280 mm

Khoảng cách giữa các khay và kính phía trước

Hệ thống quảng cáo Màn hình LCD 17” (2G lưu trữ)

2.2.3 Máy bán hàng của ty Royal Vision Vendors (Mỹ):

Trên hình 2.3 là máy bán hàng RVV500 do công ty Royal Vision Vendors của Mỹ sản xuất Thông số kỹ thuật của máy được thể hiện trên bảng 2.4

Hình 2.3: Máy bán hàng do Mỹ sản xuất

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 32 HVTH: Cao Văn Đẳng Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật của máy bán hàng RVV500

Dòng điện AC AC220V/50Hz

Hệ thống máy làm lạnh sản phẩm Máy làm lạnh khí nén R134a Nhiệt độ cần làm lạnh 3-12 °C ( có thể điều chỉnh nhiệt độ) Phạm vi kích thước thực phẩm Rộng: 85-145mm, Dày: 20-50mm, Cao :

100-160mm Kích thước đồ uống : Lon: đường kính 65mm; Nước uống đóng chai: đường kính 50-68mm, chiều cao: 200- 240mm

Dạng thức thanh toán Tiền đồng và tiền giấy, tùy chọn thối lại tiền xu

Sức chứa 10 đường dẫn, 6 khay, 5 số lượng cho mỗi lựa chọn

Kích thước của hộp giao hàng 440 x 220 x 280 mm Hệ thống quảng cáo Màn hình LCD 17” (2G lưu trữ)

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 33 HVTH: Cao Văn Đẳng 2.2.4 Máy bán hàng của công ty MOLINA (Đài Loan):

Trên hình 2.4 là máy bán hàng TCN S820 do công ty MOLINA của Đài Loan sản xuất Thông số kỹ thuật của máy được thể hiện trên bảng 2.5

Hình 2.4: Máy bán hàng do Đài Loan sản xuất

Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật của máy bán hàng TCN S820

Hệ thống làm lạnh máy nén làm lạnh R134a cho khả năng làm lạnh sâu từ 4-12°C, tùy chỉnh nhiệt độ theo nhu cầu Máy bán hàng tự động này cung cấp đa dạng các mặt hàng như đồ uống, thức ăn, đồ hộp và chai nước giải khát Về phương thức thanh toán, máy chấp nhận nhiều loại tiền tệ như tiền đồng của nhiều nước, tiền giấy và cả thẻ, thuận tiện cho người sử dụng.

IC; máy tính có hỗ trợ cổng kết nối RS232

Khả năng nhận tiền tiền giấy: 400 tờ, tiền đồng: 500 xu Tiền xu thối lại 1-3 loại mệnh giá

Sức chứa sáu khay chứa tiêu chuẩn, 43-48 phần chọn lựa, chứa khoảng 400 sản phẩm Tốc độ xử lý bé hơn 3 giây

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 34 HVTH: Cao Văn Đẳng 2.2.5 Máy bán hàng tự động của Nhật:

Trên hình 2.5 là máy bán hàng … do công ty … của Nhật Bản sản xuất Tính năng của máy được thể hiện trên bảng 2.6

Hình 2.5: Máy bán hàng do Nhật Bản sản xuất

Bảng 2.6: Một số tính năng của máy bán hàng

Nguồn AC: 220v, 50Hz, 13A hoặc 110v, 60Hz, 25A Hệ thống làm lạnh máy nén làm lạnh R134a

Nhiệt độ làm lạnh 4-12 °C ( có thể tự cài đặt nhiệt độ) Sự lựa chọn đồ uống các loại thức ăn, đồ hộp, chai nước giải khát Loại tiền được chấp nhận: có thể nhận tiền đồng của nhiều nước, tiền giấy, thẻ

IC; máy tính có hỗ trợ cổng kết nối RS232

Khả năng nhận tiền tiền giấy: 400 tờ, tiền đồng: 500 xu Tiền xu thối lại 1-3 loại mệnh giá

Sức chứa sáu khay chứa tiêu chuẩn, 43-48 phần chọn lựa, chứa khoảng 400 sản phẩm Tốc độ xử lý bé hơn 3 giây

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 35 HVTH: Cao Văn Đẳng 2.2.6 Thông số kỹ thuật của một số máy bán hàng trên thế

Bảng 2.7: Chú thích các máy bán hàng có trong bảng 2.8, bảng 2.9 và bảng 2.10

Kí hiệu Tên máy bán hàng

(1) Máy Melodia Classic 6-30 của hãng

(2) Máy Merchant 6 Vendor của hãng AUTOBAR (Anh) [12]

(3) Máy 3625NR1 của hãng E CUDE INDIA (Ấn Độ) [13]

(4) Máy KVM-S528 của hãng KIMMA VENDING (Anh) [13]

(5) Máy St tropez 99 của hãng SELECTA (Anh) [14]

(6) Máy VC3500D của hãng CANDYMACHINES (Anh) [14]

(7) Máy BEV MAX 4 của hãng KAFEVEND (Anh) [15]

(8) Máy TCN-S820 của hãng MOLINA (Đài Loan) [16]

(9) Máy Edge 5000 của hãng Apex (Mỹ) [17]

(10) Máy VCM5000L của hãng Nanjing Joint Smart Import

And Export Trading Co (China)

(11) Máy LV-X01 của hãng Hangzhou Yile Vending

(12) Máy RVV500 của hãng Royal Vision Vendors (Mỹ) [20]

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 36 HVTH: Cao Văn Đẳng Bảng 2.8: Thông số kỹ thuật của một số máy bán hàng trên thế giới

Thông số kỹ thuật của máy

1 Số lượng sản phẩm (tối đa) 300 405 400 392 323 405 250 380 300 400

4 Nhiệt độ bên trong khay 7–15 0 C 4-8 0 C 4-7 0 C 3-24 0 C 4-12 0 C 5-20 0 C 3-12 0 C

7 Nguyên lý vận chuyển Vít tải Vít tải Vít tải Tay gắp Tay gắp Vít tải Vít tải Vít tải Vít tải Vít tải Vít tải Tay gắp

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 37 HVTH: Cao Văn Đẳng Bảng 2.9: Chức năng của một số máy bán hàng trên thế giới

1 Thanh toán bằng điện thoại di động

2 Thanh toán bằng tiền xu, tiền mặt

3 Nút nhấn vật lý nhập số liệu

4 Có màn hình hiển thị X X X X X X X X X X X X

5 Kiểm soát hàng tồn kho X X X

6 Có khả năng báo động X X X X X X X X

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 38 HVTH: Cao Văn Đẳng Bảng 2.10: Chức năng của một số máy bán hàng trên thế giới (tiếp theo)

7 Báo cáo về máy tính trung tâm

Quản lý, thống kê các giao dịch trong ngày

9 Khay chứa sản phẩm có khả năng thay đổi kích thước

Xác định các chức năng và thông số kỹ thuật của máy bán hàng

Từ các bảng tổng hợp về các thông số kỹ thuật và những chức năng của các máy bán hàng đã được thương mại hóa trên thế giới, đề nghị những chức năng và thông số kỹ thuật cho máy bán hàng cần thiết kế như sau: chức năng của máy bán hàng được thể hiện trong Bảng 2.11, thông số kỹ thuật thể hiện ở Bảng 2.12

Bảng 2.11: Chức năng của một máy bán hàng

Thứ tự Chức năng Mô tả

Thanh toán bằng tiền xu, tiền polymer

2 Nút nhấn vật lý nhập số liệu

3 Có màn hình hiển thị

4 Quản lý, thống kê các giao dịch trong ngày

5 Báo cáo về máy tính trung tâm

Kiểm soát hàng tồn kho

7 Khay chứa sản phẩm có khả năng thay đổi kích thước

8 Thanh toán bằng điện thoại di động

9 Có khả năng báo động

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 40 HVTH: Cao Văn Đẳng Bảng 2.12: Các thông số kỹ thuật cơ bản của một máy bán hàng

Thứ tự Thông số kỹ thuật Mô tả

1 Kích thước máy Tùy thuộc vào loại sản phẩm, số lượng sản phẩm, nhu cầu người mua, vị trí nơi lắp đặt

2 Khối lượng Tùy thuộc kích thước của máy

3 Hệ thống máy làm lạnh sản phẩm

4 Nhiệt độ cần làm lạnh 4-12 °c ( có thể điều chỉnh nhiệt độ)

Dưới 30 mặt hàng các loại, tổng số sản phẩm được chứa trong máy bán hàng tối đa là 450 sản phẩm

6 Khay chứa sản phẩm có khả năng thay thế có

7 Nguyên lý vận chuyển sản phẩm

Tự lăn theo trọng lực: theo phương thẳng đứng, phương nghiêng, dạng lò xo đẩy, băng tải, trục vít me – đai ốc, …

8 Điện áp Có hai loại điện áp thường được sử dụng nhất: 100/110 VAC hoặc 220/240 VAC

9 Tần số Tương ứng với hai loại điện áp nêu trên là hai tần số sau: 60 Hz hoặc 50 Hz 10 Cường độ dòng điện Phụ thuộc công suất của máy

Thực phẩm dạng gói, thanh, lon, chai, bình nhựa, các loại thực phẩm và hàng tiêu dùng khác

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 41 HVTH: Cao Văn Đẳng Bảng 2.13: Các thông số kỹ thuật cơ bản của một máy bán hàng (tiếp theo)

13 Dạng thức thanh toán Tiền mặt, các loại thẻ thông minh, hay bằng tài khoản điện thoại di động…

14 Nút nhấn nhập số liệu

Có thể là nút chọn trực tiếp, hoặc bàn phím, hoặc phím số hay phím từ màn hình cảm ứng

Màn hình hiển thị thông báo

Các màn hình trên laptop rất đa dạng, có màn hình tinh thể lỏng nhỏ gọn chỉ hiển thị các thông số cơ bản, cũng có màn hình cảm ứng có khả năng hiển thị đầy đủ thông số Thậm chí, có cả những màn hình chuyên dụng để chạy quảng cáo.

16 Thời gian bán hàng Dưới 3s cho tất cả các máy

17 Kiểm soát hàng tồn trong thùng chứa

Có bộ đếm và cảm biến để kiểm soát lượng hàng nhập vào và bán ra

Lập trình tắt mở máy theo yêu cầu Đặc tính này thường chỉ dành riêng cho nhân viên lắp đặt máy, nhân viên bảo trì máy

Việc tắt mở theo yêu cầu tùy thuộc vào nơi đặt máy, có những thời điểm không có giao dịch thì nên được tắt để tiết kiệm năng lượng

19 Có khả năng tự nhận diện lỗi

Hệ thống các cảm biến được bố trí ở các điểm trọng yếu của máy để phát hiện lỗi

20 Quản lý, thống kê các giao dịch

Bộ điều khiển và bộ nhớ của máy sẽ lưu trữ toàn bộ các thông tin của từng giao dịch

Bộ điều khiển tiêu chuẩn quốc tế Multi Drop Bus, DEX

24 Kết nối GSM/CDMA Mở rộng

Thiết lập cấu trúc cơ bản của máy bán hàng

Từ những phân tích chức năng và các thông số kỹ thuật của máy bán hàng ở mục 2.2 và 2.3 nêu trên, cấu trúc cơ bản của máy bán hàng được thể hiện như hình 2.6

Hình 2.6: Sơ đồ cấu trúc cơ bản của một máy bán hàng

Cụm thùng chứa Cụm nhận sản phẩm Hệ thống làm mát Cụm thanh toán Cụm cửa máy Cụm khung máy Vỏ máy

Bộ cảm biến, nút nhấn Hệ thống chiếu sáng Màn hình hiển thị Các board mạch điện tử PLC

Phần mềm điều khiển Server và PC

Phân tích cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Từ cấu trúc đã được xây dựng trên hình 2.6, một máy bán hàng có thể chia thành các bộ phận cơ bản như sau:

1.1.1.1 Khối cơ khí: o Cụm thùng chứa và phân phối sản phẩm:

Thùng chứa là nơi lưu giữ sản phẩm, tùy theo sản phẩm mà thùng chứa có hành dạng và kích thước khác nhau; cơ cấu phân phối sản phẩm là bộ phận có chức năng tách từng sản phẩm trong thùng chứa sản phẩm và đưa sản phẩm vừa tách vào bộ phận nhận sản phẩm o Hệ thống làm mát:

Hầu hết máy bán hàng đều bán những mặt hàng thực phẩm, nước uống nên cần được giữ bảo quản ở nhiệt độ thấp để có thể giữ được lâu và tránh cho sản phẩm bị hư hỏng nhanh chóng o Cụm thanh toán:

Có nhiều phương thức thanh toán được sử dụng cho máy bán hàng Có thể dùng mô đun tiền xu, mô đun tiền giấy để thanh toán, hay hiện đại hơn thì có thể dùng mô đun dành cho thẻ từ thông minh, thẻ tín dụng hoặc cũng có thể sử dụng mô đun thanh toán mua hàng bằng điện thoại di động Một máy bán hàng có thể có một hoặc nhiều mô đun được tích hợp để thanh toán o Cụm khung máy:

Khung máy là bộ phận giữ cố định các thành phần bên trong máy bán hàng tự động Nó phải chắc chắn và có khả năng chịu được lực tác động từ bên ngoài Ngoài ra, khung máy còn đóng vai trò phân chia không gian bên trong máy, bao gồm cụm vỏ.

Vỏ máy giúp ngăn cách giữa vùng bên trong máy và bên ngoài Vỏ có tác dụng bảo vệ cá bộ phận bên trong, bảo vệ sản phẩm, giúp giữ nhiệt Vỏ máy cũng giúp tạo nên một giao diện cho máy, tạo tính thẩm mĩ

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 44 HVTH: Cao Văn Đẳng 1.1.1.2 Khối điện - điều khiển: o Bộ nguồn:

Gồm các biến thế, bộ ổn định dòng điện,… giúp cung cấp điện cho các cơ cấu hoạt động ổn định Thông thường bộ nguồn sẽ là nguồn xoay chiều sau đó tùy theo cụm cơ cấu và yêu cầu mà có biến thế chuyển từ dòng xoay chiều sang dòng một chiều để sử dụng o Bộ cảm biến và nút nhấn: Để máy hoạt động không cần có sự trợ giúp của người bán hàng thì cần thiết phải có các cảm biến để kiểm soát quá trình làm việc của máy Tùy theo máy, tùy theo cơ cấu mà số lượng và chủng loại cảm biến sẽ không giống nhau Cảm biến vừa giúp đảm bảo hoạt động của máy được chính xác vừa đảm bảo an toàn trong quá trình máy hoạt động Nút nhấn có tác dụng hỗ trợ người mua hàng giao dịch được dễ dàng với máy bán hàng Nút nhấn đôi khi là không cần thiết đối với những máy bán hàng sử dụng màn hình cảm ứng để giao tiếp và chọn sản phẩm trực tiếp trên màn hình cảm ứng đó o Hệ thống chiếu sáng:

Hệ thống chiếu sáng của máy sẽ được bật khi ánh sáng môi trường không đủ

Nó có tác dụng giúp người giao dịch mua hàng dễ dàng thao tác trên máy, hay nó giúp thể hiện rõ những sản phẩm được trưng bày trong máy, đôi khi hệ thống chiếu sáng còn có tác dụng hỗ trợ quảng cáo o Màn hình hiển thị:

Màn hình hiển thị là bộ phận giúp người mua tương tác với máy bán hàng Hiện nay, máy bán hàng chủ yếu dùng màn hình tinh thể lòng để hiển thị những thông tin cho người mua Với màn hình dạng cảm ứng thì có tích hợp thêm phần tương tác qua lại giữa người mua và máy bán hàng thông qua chức năng cảm ứng của nó Mọi thao tác của người mua đều được thực hiện trên màn hình o Các board mạch: Tùy theo chức năng của máy mà số lượng mạch điện nhiều hay ít Các mạch điện thường được tách riêng, mỗi mạch điện sẽ điều khiển một

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 45 HVTH: Cao Văn Đẳng mô đun chức năng của máy Với sự tách biệt này, các bộ phận sẽ liên kết với nhau nhưng không phụ thuộc lẫn nhau, khi có một mạch điện bị lỗi thì có thể thay thế dễ dàng o Cụm PLC: Tùy theo công suất của máy mà người thiết kế có cần sử dụng PLC hay không PLC thường thích hợp với những máy công nghiệp vì PLC có tính ổn định cao, hoạt động chính xác, không bị ảnh hưởng bởi môi trường và tác động xung quanh o Mạch điện điều khiển: để điều khiển hệ thống hoạt động linh hoạt thì mạch điều khiển này có chức năng trung tâm Tất cả hoạt động của máy được đưa về đây, sau đó từ đây sẽ phát lệnh điều khiển cho các mô đun tiếp theo thực hiện o Phần mềm điều khiển: tùy theo người thiết kế dùng chip điều khiển gì mà người lập trình sẽ sử dụng phần mềm nhúng thích hợp nhất với nó o Server/ PC: mọi hoạt động của máy sẽ được lưu lại trên server/ PC Khi cần thiết có thể tìm lại được Server/ PC cũng giúp người quản lý kiểm soát tình trạng của các máy khi chúng được nới với máy chủ

2.5.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống : Khi người mua hàng bắt đầu thực hiện giao dịch (dùng tiền mặt hoặc thẻ thanh toán hay sử dụng điện thoại) để mua hàng, các bộ phận tương ứng sẽ kiểm tra tài khoản của người mua để đảm bảo tài khoản đó là hợp lệ và đủ điều kiện để mua hàng (kiểm tra tiền trong tài khoản, kiểm tra tiền thật - giả,…) Sau khi tài khoản của người mua đã được xác định là đủ điều kiện, việc giao dịch sẽ được tiếp tục

Người mua khi đó sẽ chọn sản phẩm và số lượng sản phẩm cần mua Một lần nữa máy bán hàng sẽ so sánh tổng giá trị hàng hóa người mua chọn và số tiền trong tài khoản của khách hàng có đủ điều kiện để giao dịch hay không Nếu tổng giá trị hàng hóa lớn hơn số tiền trong tài khoàn cùa người mua máy sẽ yêu cầu người mua chọn lại số lượng sản phẩm cho thích hợp hoặc yêu cầu hủy lệnh giao dịch , nếu nhỏ hơn hoặc bằng số tiền có trong tài khoản thì giao dịch tiếp tục

Lúc này, máy bán hàng sẽ tự động thực hiện việc chuyển các sản phẩm theo yêu cầu của khách hàng đến nơi nhận sản phẩm đã chỉ định Sau khi giao hàng thành công, máy bán hàng sẽ hoàn tất quy trình bán hàng.

- Trả lại tiền thừa (nếu có) đối với mô đun dùng tiền mặt

- Báo kết quả giao dịch thành công và tài khoản của khách hàng đã bị trừ số tiền bằng giá trị sản phẩm mà khách hàng đã chọn qua tin nhắn điện thoại di động đối với mô đun dùng điện thoại di động

- Báo kết quả giao dịch qua tin nhắn di động cho khách hàng sử dụng mô đun thẻ thanh toán

Khi kết thúc giao dịch, người mua nhận sản phẩm và tiền thừa (nếu có) từ máy bán hàng Máy bán hàng tiếp tục sẵn sàng cho việc thực hiện giao dịch tiếp theo.

Kết luận

Như vậy, cấu trúc cơ bản của một máy bán hàng đã được thiết lập Từ cấu hình đó, thấy rằng, bất kỳ máy bán hàng nào cũng gồm có các phần cơ bản: khối cơ khí và khối điện - điều khiển Sự khác nhau cơ bản của máy bán hàng chính là ở sự khác nhau về mô đun chứa, phân phối sản phẩm và mô đun thanh toán Trong chương 3 của luận văn sẽ trình bày chi tiết về các mô đun này Ở chương 3, khối cơ khí sẽ được phân tích và thiết kế; khối điện - điều khiển sẽ được xác định đối tượng, yêu cầu điều khiển và xây dựng một số lưu đồ giải thuật, sẽ được đặt hàng từ các đơn vị có chuyên môn

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ

Mở đầu

Chương này trình bày việc xác định đối tượng sản phẩm mà máy bán hàng tự động dự định sẽ bán Thông qua đối tượng sản phẩm, xác định các phương pháp vận chuyển sản phẩm từ lúc có tín hiệu mua của khách hàng đến khi sản phẩm đến tay người mua Từ các phương án đã nêu ra, phân tích ưu nhược điểm của từng phương án để lựa chọn phương án thiết kế tối ưu cho máy bán hàng tự động.

Xác định yêu cầu kỹ thuật và các thông số kỹ thuật của máy bán hàng

3.2.1 Xác định đối tượng sản phẩm được bán Đối tượng sản phẩm dự định sẽ được bán thông qua máy bán hàng là các loại nước giải khát

Ngày nay trên thị trường nước giải khát đang được ưa chuộng và tiêu thụ nhiều như lon nhôm, chai nhựa và chai thủy tinh (hình 3.1) Các loại nước đóng chai này có thể là nước có ga, nước tăng lực, nước ngọt, nước trái cây, sữa Để tránh làm vỡ sản phẩm trong quá trình vận hành của máy, máy bán hàng tự động sẽ cung cấp các sản phẩm nước giải khát trong chai nhựa hoặc lon nhôm, không sử dụng chai thủy tinh.

Hình 3.1: Một số dạng sản phẩm được bán trong máy bán hàng

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 48 HVTH: Cao Văn Đẳng 3.2.2 Xác định yêu cầu kỹ thuật

Từ các yêu cầu về đối tượng được bán nêu trên, máy bán hàng được thiết kế phải thỏa mãn những yêu cầu về kỹ thuật như sau:

- Chứa được nhiều sản phẩm (từ 350 đến 400 sản phẩm các loại)

- Thanh toán bằng tiền giấy và tiền xu

- Có hệ thống giữ lạnh cho sản phẩm

- Các phím chức năng, nút ấn dễ nhìn và dễ sử dụng

- Có màn hình hiển thị giao dịch

- Thời gian giao dịch nhanh (dưới 3 giây)

- Có khả năng tự nhận diện lỗi

- Kiểm soát hàng tồn kho

- Quản lý, thống kê các giao dịch

- Máy dễ dàng thay, nạp sản phẩm, dễ bảo trì

- Dễ dàng thay đổi loại sản phẩm được bán

- Có khả năng làm việc liên tục 24/ 24h

- Có độ cứng vững cao

- Chịu được tác động của ngoại lực và ảnh hưởng của thời tiết, môi trường

3.2.3 Các thông số kỹ thuật của máy cần thiết kế Từ những yêu cầu kỹ thuật ở mục 3.2.1.2, máy bán hàng được thiết kế sẽ có những đặc tính kỹ thuật như bảng 3.1

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 49 HVTH: Cao Văn Đẳng Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật của máy bán hàng sẽ thiết kế

Hệ thống máy làm lạnh sản phẩm R134A CFC Nhiệt độ cần làm lạnh 4-12 °C (có thể điều chỉnh nhiệt độ) Số lượng mặt hàng 350 đến 400 sản phẩm

Khay chứa sản phẩm có khả năng thay đổi kích thước có

Nguyên lý vận chuyển sản phẩm Tự lăn theo trọng lực bản thân sản phẩm Điện áp 220VAC

Chức năng chống sốc điện Có

Lựa chọn đa dạng Các loại lon, chai nhựa với kích thước khác nhau

Dạng thức thanh toán Tiền giấy và tiền xu

Nút nhấn chọn sản phẩm 24 nút Màn hình hiển thị thông báo Màn hình tinh thể lỏng nhỏ gọn

Thời gian bán hàng Dưới 3s

Kiểm soát hàng tồn kho Có

Lập trình tắt mở máy theo yêu cầu Có Có khả năng tự nhận diện lỗi Có Quản lý, thống kê các giao dịch Có

Thiết kế sơ đồ cấu trúc hệ thống cơ khí

Từ những chức năng và thông số kỹ thuật ở Bảng 3.1, sơ đồ cấu trúc hệ thống cơ khí của máy bán hàng được xây dựng như Hình 3.2

Kết cấu cơ khí Máy bán hàng

Cụm cửa máy Cụm nhận sản phẩm

Cụm khung máy Cụm thùng chứa

Khung chứa sản phẩm mẫu

Chân đế của máy Khay chứa sản phẩm Động cơ, hộp giảm tốc, trục

Thanh trượt, vỏ hộp động cơ

Mô đun thẻ thông minh

Hình 3.2: Sơ đồ cấu trúc hệ thống cơ khí của máy bán hàng cần thiết kế.

Thiết kế sơ đồ nguyên lý

Từ sơ đồ cấu trúc (Hình 3.2), sơ đồ nguyên lý của máy bán hàng được thiết kế như Hình 3.3

Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý của máy bán hàng

Giải thích nguyên lý hoạt động

Trong Hình 3.2, ban đầu sản phẩm chứa đầy trong thùng chứa (7) Khi khách hàng chọn sản phẩm, động cơ (9) sẽ kích hoạt, truyền chuyển động đến trục công tác (6) qua hộp số (8) Trục công tác (6) quay, khiến vành bán nguyệt (2) xoay 60 độ mở tấm chặn sản phẩm (3) ra 90 độ, đẩy sản phẩm dưới cùng rơi xuống máng dẫn (1) Đồng thời, cánh chặn (4) đóng lại.

Giải pháp sáng tạo của thạc sĩ Nguyễn Văn Tường (TS) và học viên cao học Cao Văn Đẳng (HVTH) đã ngăn chặn sản phẩm từ thùng chứa rơi xuống đất Thay vào đó, sản phẩm sẽ lăn trên máng nghiêng và được giữ lại trên khay nhận sản phẩm Thiết kế này giúp đảm bảo vệ sinh, tránh lãng phí và thuận tiện cho khách hàng khi lấy sản phẩm.

Từ sơ đồ nguyên lý ở trên, phần tiếp theo của luận văn sẽ trình bày những nghiên cứu, phân tích và thiết kế chi tiết cho từng bộ phận.

Thiết kế cụm thùng chứa

Để thiết kế cụm thùng chứa và phân phối sản phẩm phù hợp, cần cân nhắc các yêu cầu của sản phẩm, thông số kỹ thuật của máy bán hàng Luận văn trình bày các phương án thiết kế, phân tích ưu nhược điểm của từng phương án để lựa chọn phương án tối ưu nhất đáp ứng yêu cầu của máy bán hàng cần thiết kế.

3.5.1 Phân tích các mô đun thùng chứa đã được thương mại hóa 3.5.1.1 Thùng chứa sử dụng khối quay hình trống để phân phối sản phẩm

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý cơ cấu quay hình trống [patent US7086198B2]

Hình 3.5: Máy bán hàng sử dụng cơ cấu khối quay hình trống a Nguyên lý hoạt động:

Trên hình 3.4, sản phẩm sẽ được đưa vào các khoang của khay tròn, mỗi khay tròn sẽ chứa một loại sản phẩm duy nhất Tại mỗi khay có 1 cửa nhỏ có kích thước bằng với kích thước của 1 khoang trong khay để người mua đưa tay vô lấy sản phẩm

Khi sản phẩm trong khoang được lấy thì khay sẽ xoay tròn để khoang chứa sản phẩm kế tiếp nằm ở cửa Cứ mối sản phẩm lấy ra khỏi khoang thì khay lại xoay tròn cho tới khi hết sản phẩm trong khay b Ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản,dễ dàng sử dụng

- Có thể bán được nhiều loại sản phẩm khác nhau như nước giải khát, snack, bánh ngọt…

- Có thể bán được các sản phẩm có kích thước nhỏ

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 54 HVTH: Cao Văn Đẳng c Nhược điểm:

- Mỗi khay tròn xoay chỉ chứa được một loại sản phẩm

- Khay chứa được ít sản phẩm

- Khi người bảo trì thu thập tiền, phải thu thập trên từng khay riêng

- Thiết kế này làm máy trở nên cồng kềnh, không thích hợp với những địa điểm chật hẹp

3.5.1.2 Thùng chứa sử dụng cơ cấu vít tải để vận chuyển sản phẩm

Hình 3.6: Cơ cấu dạng vít tải

1 – khay đựng sản phẩm, 2 – lò xo tải, 3 – đầu nối, 4 – công tắc hành trình, 5 – hộp giảm tốc, 6 – động cơ DC [22]

Hình 3.7: Máy bán hàng sử dụng vít tải

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 55 HVTH: Cao Văn Đẳng d Nguyên lý hoạt động:

Sản phẩm được bảo quản bằng khay chữ nhật chia thành nhiều ngăn chứa để không bị kẹt khi di chuyển Khi có yêu cầu lấy hàng, cơ cấu vít tải sẽ xoay, đẩy sản phẩm ra phía trước và rơi xuống khay chứa phía trước Các sản phẩm phía sau sẽ được cơ cấu vít đẩy lên phía trước.

- Khay có thể chứa được nhiều dạng sản phẩm khác nhau

- Khay có thể chứa các sản phẩm có kích cỡ khác nhau ở các khe khác nhau

- Dễ dàng kiểm tra các sản phẩm f Nhược điểm:

- Sản phẩm bị rơi từ khay trên cao xuống dưới nên cần làm cơ cấu giảm chấn

- Sản phẩm hay bị mắc kẹt

3.5.1.3 Thùng chứa sử dụng trọng lượng bản thân sản phẩm để vận chuyển a Nguyên lý hoạt động:

Máy rửa chai loại này sử dụng bốn thùng chứa xếp cạnh nhau, mỗi thùng có một động cơ dẫn động riêng Bên trong mỗi thùng là hệ thống các máng dẫn xếp theo kiểu zíc zắc Chai nước được đặt nằm theo chiều rộng của máng dẫn, đảm bảo tiếp xúc tối đa với nước rửa trong quá trình chuyển động.

Cơ cấu mở để lấy sản phẩm bao gồm một trục 82 (Hình 3.8) Trên một đầu trục, có gắn cố định hướng kính 2 cánh quạt 84 và 86, ở vị trí ngược nhau Khi trục 82 quay 180 độ thì 2 cánh quạt này ở 2 vị trí ngược nhau Nhờ đó, các chai nước lần lượt rớt xuống túi đỡ sản phẩm chứ không rớt một lần nhiều sản phẩm

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 56 HVTH: Cao Văn Đẳng Hình 3.8: Nguyên lý hoạt động của máy sử dụng trọng lượng bản thân sản phẩm để vận chuyển [patent US6478187] b Ưu điểm:

- Đáp ứng nhanh, kết cấu đơn giản

- Có khả năng chứa được nhiều sản phẩm

- Có thể tích hợp thanh toán bằng thiết bị di động

- Thích hợp cho các máy bán nước giải khát dạng lon, chai

- Sản phẩm dễ dàng chuyển động ra ngoài c Nhược điểm:

- Kết cấu thùng chứa có dạng zig zag nên chưa tận dụng hết được không gian của thùng chứa

- Chỉ sử dụng được sản phẩm có dạng hình trụ xoay

- Không bán được nhiều loại sản phẩm khác nhau

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 57 HVTH: Cao Văn Đẳng 3.5.1.4 Thùng chứa sử dụng băng tải để vận chuyển sản phẩm

Hình 3.9: Máy bán hàng khay đỡ sử dụng băng tải [patent US20110147402] a Nguyên lý hoạt động:

Trên hình 3.8, sản phẩm được xếp vào đầy các khay trên máy Khi băng tải hoạt động sẽ cuốn sản phẩm di chuyển về phía trước, tại gần cửa ra của sản phẩm được bo lại nhỏ dần và có kích thước ở đầu ra đúng bằng kích thước của một sản phẩm Khi sản phẩm được băng tải cuốn tới cửa ra thì tại cửa ra có thanh chắn không cho sản phẩm ra ngoài Khi có tín hiệu mua hàng thì thanh chắn mở cho từng sản phẩm đi ra và các sản phẩm phía sau lại được di chuyển lên Ngoài ra còn có thanh chắn ở phía sau giúp đẩy sản phẩm di chuyển tới đều và không bị kẹt

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 58 HVTH: Cao Văn Đẳng b Ưu điểm:

- Sử dụng được cho các sản phẩm có hình dáng bên ngoài dạng trụ

- Có thể chứa được nhiều sản phẩm c Nhược điểm:

- Chỉ áp dụng được cho các sản phẩm cứng, hình trụ

- Cơ cấu phức tạp và cồng kềnh

3.5.1.5 Thùng chứa sử dụng cơ cấu thủy lực để vận chuyển sản phẩm

Hình 3.10: Máy bán hàng sử dụng cơ cấu thủy lực [patent US6085534] a Nguyên lý hoạt động:

Trên Hình 3.10, sản phẩm sẽ được chứa đầy trong hộp chứa (30) Khi có tín hiệu mua hàng, xy lanh (90) sẽ đẩy ra một đoạn dài bằng chiều cao của sản phẩm Lúc này sản phẩm sẽ trượt theo rãnh (44) xuống tới bộ phận đỡ (60) ở cuối rãnh, tại đây xy lanh (94) sẽ đẩy sản phẩm ra ngoài

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 59 HVTH: Cao Văn Đẳng b Ưu điểm:

- Có khả năng chứa được nhiều sản phẩm

- Dễ áp dụng cho các sản phẩm dạng chai nước c Nhược điểm:

- Chỉ áp dụng được cho các sản phẩm dạng hình trụ hoặc các sản phẩm dạng hộp xốp, cứng

3.5.2 Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế:

Với các yêu cầu kỹ đặt ra cho máy cùng những bảng phân tính ưu điểm, nhược điểm của từng phương án bên trên, nhận thấy rằng, đối với yêu cầu thiết kế máy bán hàng của để tài thì phương án sử dụng nguyên lý trọng lượng bản thân sản phẩm để vận chuyển là thích hợp Nhưng để khắc phục những nhược điểm còn tồn tại của phương án này, cần phải có sự điều chỉnh, cải tiến trong quá trình thiết kế

3.5.3 Thiết kế cụm thùng chứa Với yêu cầu kỹ thuật đã được đưa ra, máy bán hàng có khả năng chứa từ 350 – 400 sản phẩm chai (lon) nước giải khát các loại Dự kiến thiết kế cụm thùng chứa sản phẩm gồm các thùng rỗng hình hộp chữ nhật, chứa các sản phẩm được xếp chồng lên nhau theo chiều ngang của sản phẩm Trong mỗi thùng chứa lại được ngăn ra thành các khay chứa đặt cạnh nhau Trong mỗi khay, sản phẩm được xếp chồng lên nhau theo chiều dọc như Hình 3.11

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 60 HVTH: Cao Văn Đẳng 3.5.1.6 Thiết kế khay chứa sản phẩm

Trong mỗi khay, sản phẩm được xếp chồng lên nhau theo chiều dọc như Hình 3.11

Hình 3.11: Kết cấu một khay chứa sản phẩm

Mỗi thùng chứa sẽ gồm 6 khay, mỗi khay sẽ chứa các sản phẩm cùng loại

Với yêu cầu chứa được từ 320 – 400 sản phẩm, dự định đặt trong mỗi khay chứa 15 sản phẩm cùng loại Có 6 khay được sắp xếp cạnh nhau trong 1 thùng chứa Để giảm bớt chiều cao rơi từ thùng chứa xuống máng nghiêng và giữ ổn định chiều cao này thì các khay chứa sẽ được thiết kế với kích thước chiều cao chênh lệch nhau Thùng cao nhất chứa 15 sản phẩm, thùng kế tiếp chứa khoảng 13 sản phẩm, thùng thấp nhất chứa khoảng 12 sản phẩm Vậy 1 thùng có 6 khay có thể chứa: 2 x (15 + 13 + 12) = 80 sản phẩm Một thùng chứa được bố trí các khay và sản phẩm như Hình 3.12

Hình 3.12: Hình mô tả một thùng chứa đầy đủ khay

Máy sẽ gồm 4 thùng chứa sản phẩm Vậy khả năng chứa của máy sẽ là:

Với tổng cộng: 6 x 4 = 24 khay chứa, do đó, có thể chứa được 24 loại sản phẩm nước giải khát khác nhau, tạo ra sự đa dạng về sản phẩm cho máy bán hàng

Hình 3.13: Kết cấu các ngăn chứa bên trong máy

Kích thước trung bình của lon nước nhôm là đường kính từ 58 đến 63 mm và chiều cao từ 90 đến 120 mm Trong khi đó, chai nhựa có đường kính trung bình từ 50 đến 65 mm và chiều cao từ 140 đến 220 mm Để thiết kế khay, đường kính của lon nước nên được chọn là 65 mm.

Như vậy, cần thiết kế 2 loại thùng chứa để chứa 2 loại nước giải khát : lon nhôm và chai nhựa, gọi tên là khay lớn và khay nhỏ Thùng lớn dùng để chứa các sản phẩm chai nhựa, khay nhỏ để chứa các sản phẩm lon nhôm

 Kích thước của khay nhỏ:

- Khay cao nhất: o Chiều cao: 15 x 65 = 975 mm o Rộng: 73mm o Sâu 145mm

- Khay ở giữa: o Chiều cao:13 x 65 = 845 chọn 850mm o Rộng: 73mm o Sâu 145mm

- Khay thấp nhất: o Chiều cao: 12 x 65 = 780 mm o Rộng 73mm o Sâu 145mm

- Khoảng cách giữa 2 khay liền nhau để động cơ là 17 mm, khoảng cách giữa 2 khay liền nhau không đặt động cơ là 10 mm

- Chiều cao để gắn rãnh trượt ở mặt đáy thùng chọn 45mm

Vậy, kích thước của khay nhỏ là: cao x rộng x sâu = 1020 x 73 x 145 (mm)

 Kích thước của khay lớn:

- Khay cao nhất: o Chiều cao: 15 x 65 = 975 mm o Rộng: 73mm o Sâu 240mm

- Khay ở giữa: o Chiều cao:13 x 65 = 845 chọn 850mm o Rộng: 73mm o Sâu 240mm

- Khay thấp nhất: o Chiều cao: 12 x 65 = 780 mm o Rộng 73mm o Sâu 240mm

- Khoảng cách giữa 2 khay liên tiếp nhau để động cơ là 17mm, khoảng cách giữa 2 khay liên tiếp không đặt động cơ là 10mm

- Chiều cao để gắn rãnh trượt ở mặt đáy thùng chọn 45mm

Vậy, kích thước của khay lớn là: cao x rộng x sâu = 1020 x 73 x 240 (mm)

Hình 3.14 thể hiện kích thước chi tiết của thùng chứa loại lớn

Hình 3.14: Bản vẽ hình chiếu thùng chưa loại lớn

3.5.4 Động cơ, hộp giảm tốc, trục

Thiết kế cụm nhận sản phẩm

3.6.1 Thiết kế máng nghiêng Do sản phẩm là chai, lon nước có biên dạng hình trụ, cứng thích hợp với cơ cấu lăn, trượt nên cụm cơ khí nhận sản phẩm từ các khay đưa ra thùng chứa bên ngoài sẽ được thiết kế có dạng máng nghiêng để cho các chai nước dễ dàng lăn ra và kết cấu của cụm nhận sản phẩm từ các khay cũng đơn giản, gọn nhẹ hơn Máy bán hàng được thiết kế có bốn thùng chứa sản phẩm nên tương ứng với bốn thùng chứa sản phẩm là bốn máng nghiêng

Máng nghiêng được thiết kế với góc nghiêng 15 0 - 25 0 thích hợp cho chai lăn nhẹ, êm và máng nghiêng chiếm thể tích nhỏ trong máy Để giảm ma sát trong quá trình lăn và tăng độ cứng cho máng nghiêng thì ở bề mặt trượt tạo thêm một số đường gân cho máng Chiều dài của máng nghiêng phải đảm bảo kéo dài hết bốn khay của một thùng chứa, mà chiều dài của một thùng là 500mm, nên thiết kế máng có chiều dài 580mm, rộng (thùng nhỏ 154mm, thùng lớn 250mm) Kích thước chi tiết của máng nghiêng loại lớn được thể hiện chi tiết trên hình 3.30

Hình 3.32: Kích thước máng nghiêng lớn

3.6.2 Khay nhận sản phẩm Khay chứa sản phẩm sử dụng vật liệu là thép tấm CT3, dày 1mm Chiều dài của khay chứa phải đảm bảo chứa được hết bốn máng nghiêng Để cho khách hàng dễ lấy sản phẩm thì tạo thêm 2 góc vát ở hai bên đáy của thùng, khi đó sản phẩm sẽ lăn hoặc trượt ra giữa khay nhận Khay chứa được thiết kế với hình dáng và kích thước như hình dưới

Hình 3.33: Kích thước khay nhận sản phẩm

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 80 HVTH: Cao Văn Đẳng 3.6.3 Thiết kế hệ thống cửa và vỏ máy

3.6.1.1 Thiết kế cửa máy a Yêu cầu kỹ thuật:

- Khả năng đóng mở dễ dàng

- Độ an toàn và chắc chắn cao

- Đảo bảo tính công nghệ trong kết cấu

- Có đủ không gian để lắp đặt bộ điều khiển, các cảm biến, bộ nhận tiền xu, modem, bàn phím vật lý…

- Phía trước làm bằng kiếng để có thể quảng cáo sản phẩm

- Có bộ phận để khách hàng nhận sản phẩm sau thao tác mua bán b Thiết kế Theo yêu cầu kỹ thuật đã nêu trên, dự kiến thiết kế cơ cấu cửa đóng mở của máy bán hàng tự động với kích thước như Hình 3.34 sau:

Hình 3.34: Cửa chính của máy bán hàng

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 81 HVTH: Cao Văn Đẳng 3.6.1.2 Thiết kế cụm vỏ máy c Thiết kế bộ phận để sản phẩm mẫu

 Chức năng Khung chứa sản phẩm mẫu có chức năng quảng cáo với người dùng các sản phẩm được bán trong máy bán hàng tự động Ngoài ra, trên khung chứa sản phẩm mẫu, ta gắn thêm các nút nhấn để khách hàng có thể lựa chọn sản phẩm mình ưa thích

 Khung chứa sản phẩm mẫu có khả năng chứa được 24 sản phẩm mẫu

 Khung chứa dễ dàng mở ra để thay sản phẩm mẫu

 Các chai phải được giữ đứng vững trên khung

 Khung chứa sản phẩm mẫu phải nhẹ

 Vị trí các mẫu sản phẩm trên khung phải dễ nhìn

 Phải có hệ thống ánh sáng tốt, vì đó là mặt quảng cáo của máy, đóng vai trò quan trọng cho tính mỹ thuật của máy

 Khung chứa sản phẩm phải dễ dàng tháo, lắp khi cần sửa chữa hay bảo trì d Thiết kế khung chứa sản phẩm mẫu Với các yêu cầu kỹ thuật như trên của khung chứa sản phẩm mẫu thì vật liệu được chọn để chế tạo khung nên chọn là nhựa để giảm khối lượng cho máy bán hàng

Khung chứa sản phẩm sẽ được thiết kế gồm 3 tầng chứa sản phẩm mẫu, tầng cao nhất chứa 10 sản phẩm mẫu hai tầng còn lại mỗi tầng chứa 7 sản phẩm mẫu.Khoảng cách giữa 2 tầnglà 250mm, chọn theo sản phẩm nước giải khát có chiều cao lớn nhất (220mm) Để giữ cho chai được vững trên khung thiết kế thêm thanh kẹp cho mỗi chai

Hình dáng và kích thước của khung chứa sản phẩm mẫu được trình bày trong hình 3

Hình 3.35: Khung chứa sản phẩm mẫu.

Thiết kế hệ thống làm mát

3.7.1 Chọn phương pháp làm lạnh Có hai phương pháp làm lạnh là làm lạnh trực tiếp và làm lạnh gián tiếp Ở đây ta lựa chọn phương pháp làm lạnh trực tiếp

Làm lạnh trực tiếp sử dụng môi chất lạnh trong dàn lạnh ở trạng thái sôi Quá trình sôi này sẽ hấp thụ nhiệt từ môi trường cần làm lạnh Dàn bay hơi có thể là dạng đối lưu tự nhiên hoặc cưỡng bức bằng quạt gió Trong trường hợp này, dàn đối lưu cưỡng bức bằng quạt gió được lựa chọn.

Hình 3.36: Hệ thống làm lạnh trực tiếp

1 Máy nén, 2 Bình ngưng tụ, 3 Van tiết lưu, 4 Dàn bay hơi Hệ thống làm lạnh trực tiếp có những ưu điểm sau:

- Thiết bị đơn giản vì không cần thêm một vòng tuần hoàn phụ

- Tuổi thọ cao, tính kinh tế cao hơn vì không phải tiếp xúc với nước muối là một chất gây han gỉ, ăn mòn rất mạnh

- Ít tổn thất năng lượng về mặt nhiệt động Vì hiệu nhiệt độ giữa buồng lạnh và dàn bay hơi trực tiếp bao giờ cũng nhỏ hơn hiệu nhiệt độ giữa buồng với nhiệt độ bay hơi gián tiếp qua nước muối

- Tổn hao lạnh khi khởi động máy nhỏ, tức là thời gian từ khi mở máy đến khi buồng lạnh đạt yêu cầu là ngắn hơn

3.7.2 Sơ đồ nguyên lý Từ các yêu cầu của dàn lạnh, nguyên lý của dàn lạnh máy bán hàng được thể hiện như Hình 3.37

Hình 3.37: Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh

Hơi môi chất sinh ra ở thiết bị bay hơi được máy nén hút về và nén lên áp suất cao đẩy vào bình ngưng tụ Ở bình ngưng hơi môi chất thải nhiệt và ngưng tụ thành lỏng Chất lỏng có áp suất cao đi qua van tiết lưu vào bình bay hơi Ở bình bay hơi, môi chất lỏng sôi ở áp suất thấp và nhiệt độ thấp thu nhiệt của môi trường lạnh Hơi lại được hút về máy nén, như vậy vòng tuần hoàn của của môi chất được khép kín

Nhiệt độ buồng lạnh được điều chỉnh được điều chỉnh thông qua công tắc nhiệt (Hình 3.38) Khi nhiệt độ đo lớn hơn nhiệt độ cài đặt thì tiếp điểm của nó mở ra, còn nếu nhiệt độ đo nhỏ hơn nhiệt độ cài đặt thì tiếp điểm của nó trở về trạng thái ban đầu

3.7.3 Tính toán thông số cho dàn lạnh 3.7.1.1 Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t 0 phụ thuộc nhiệt độ buồng Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh dùng để tính toán thiết kế :

0 b 0 t  t   t Trong đó: t b – nhiệt độ buồng lạnh – hiệu nhiệt độ yêu cầu Chọn hiệu nhiệt độ tối ưu:

Chọn nhiệt độ buồng lạnh là: t b = 5 0 C Suy ra: t 0 = 5 – 8 = – 3 0 C

3.7.1.2 Nhiệt độ ngưng tụ t k k mt k t t  t Trong đó: t mt – nhiệt độ ngoài môi trường: t mt = t 1 = 34 0 C

∆tk - hiệu nhiệt độ yêu cầu Chọn hiệu nhiệt độ tối ưu là : ∆t k = 8 0 C Suy ra: t k = 34 + 8 = 42 0 C

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 86 HVTH: Cao Văn Đẳng 3.7.4 Tính toán chu trình lạnh

Hình 3.39: Giản đồ trạng thái

Từ giản đồ trạng thái của môi chất trên hình 3.35, tra các giá trị điểm nút của chu trình trong bảng 3.2

Bảng 3.1: Trạng thái các điểm nút của chu trình tra được trên đồ thị

P,bar 0,3255 1,0720 1,0720 0,3255 t,0 C 3 43 42 3 h, kJ / kg 698,9 727 559,2 559,2 v, m 3 / kg 62,151.10 -3 Năng suất lạnh riêng khối lượng :

0 1 4 q  h – h  698,9 – 559,2 139,7 kJ / kg Công nén riêng :

Lưu lượng nén qua máy nén:

Q 0 chọn theo kinh nghiệm Q 0 = 1kJ/kg Công nén đoạn nhiệt

Suy ra công nén chỉ thị :

Chọn p ms = 59 kPa ( máy nén amoniac thẳng đứng) Công suất điện

Công suất lắp đặt máy nén:

Chọn hệ số an toàn của máy nén là s = 2,1 n lđ =2,1.0,2833 = 0,595 kW

Vậy công suất của máy nén là 0,595 kW Ở đây ta chọn máy nén Compressor Danfoss R134A

Hình 3.40: Máy nén Compressor Danfoss R134A

Khi chọn được máy nén ta sẽ chọn được các thiết bị phụ trợ tương ứng

3.7.5 Chọn dàn lạnh (thiết bị bay hơi) Thiết bị bay hơi có thể phân ra nhiều loại khác nhau: dàn bay hơi làm lạnh chất tải lạnh lỏng (nước, nước muối ), dàn bay hơi làm lạnh không khí (dàn lạnh tĩnh và dàn lạnh quạt) Ở đây ta sử dụng dàn lạnh quạt trao đổi nhiệt bằng đối lưu không khí cưỡng bức Sử dụng quạt để đối lưu không khí Dàn lạnh có vỏ bao bọc, lồng quạt, ống khuyếch tán gió, khay hứng nước ngưng

Ngày nay, dàn lạnh quạt được sử dụng rộng rãi vì chúng có nhiều ưu điểm hơn so với dàn tĩnh : có thể bố trí ở trong buồng hoặc ngoài buồng lạnh, ít tồn thể tích bảo quản sản phẩm, nhiệt độ đồng đều, hệ số trao đổi nhiệt lớn, ít tốn nguyên vật liệu

Nhưng chúng cũng có nhược điểm là ồn và tốn thêm năng lượng cho động cơ quạt gió

3.7.6 Chọn dàn nóng (thiết bị ngưng tụ) Có nhiều loại thiết bị ngưng tụ làm việc theo nguyên tắc khác nhau và có kết cấu khác nhau Sau đây là một số thiết bị ngưng tụ chính :

- Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước (giải nhiệt nước)

- Thiết bị ngưng tụ kiểu kết hợp (giải nhiệt nước và gió)

- Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí (giải nhiệt gió)

Vì hệ thống lạnh ở đây là nhỏ nên ta sử dụng dàn ngưng không khí làm mát bằng không khí tự nhiên Dàn ngưng không khí có các ưu điểm: tiết kiệm nước, không làm ô nhiễm sông hồ và các nguồn nước, không cần tháp giải nhiệt làm mát nước tuần hoàn, bề mặt ít bị bám bẩn Nhược điểm cơ bản là gây tiếng ồn do quạt

Hình 3.43 thể hiện chi tiết về hệ thống lạnh đã được tính toán và lựa chọn cho máy bán hàng

Hình 3.43: Hệ thống làm lạnh thực tế

Bảng 3.2: Tổng hợp các thiết bị của dàn lạnh trên hình 3.26

Thứ tự Tên chi tiết 1 Thiết bị nối điện

3 Quạt khuyếch tán nhiệt 4 Bình khí nén R134a 5 Cáp nguồn của dàn lạnh 6 Cáp bình khí nén

7 Quạt tản nhiệt 8 Thiết bị bay hơi bên phái 9 80 Switch

10 Các cực của động cơ 11 Thiết bị bay hơi 12 Ống dẫn

13 Van điều tiết khí nén từ bình nén R134A

Phân tích và lựa chọn mô đun thanh toán

Mục này tập trung phân tích và tìm hiểu sâu về nguyên lý hoạt động và cấu tạo của các mô đun thanh toán Các mô đun này không được thiết kế và chế tạo tại đơn vị nghiên cứu mà được mua sắm từ bên ngoài.

3.8.1 Giới thiệu tổng quan về các loại tiền đang lưu hành tại Việt Nam

3.8.1.1 Thông tin về tiền xu Việt nam đang lưu hành Từ cuối năm 2003, Việt Nam đã phát hành tiền xu với 5 mệnh giá gồm: 200 đồng, 500 đồng, 1.000 đồng, 2.000 đồng và 5.000 đồng

Vật liệu đúc tiền có 3 nhóm chính: hợp kim, thép mạ và kim loại thuần túy Hợp kim có độ bền cao nhất, nhưng giá thành sản xuất lớn Thép mạ (mạ đồng hoặc mạ niken) có độ bền thấp hơn hợp kim nhưng đáp ứng đủ yêu cầu về đúc, dập tiền kim loại.

3.8.1.2 Thông tin tiền polymer đang lưu hành trên thị trường Việt Nam Từ 17/12/2003 đến 30/08/2006 đã phát hành 6 loại tiền polymer, có mệnh giá

10000, 20000, 50000, 100000, 200000, 500000 Các loại tiền này lưu hành song song với tiền giấy làm bằng cotton, và Ngân hàng Nhà nước Việt Nam ngừng in loại tiền giấy làm bằng cotton khác kể từ khi sản xuất tiền mới bằng vật liệu polymer

Ngân hàng Nhà nước Việt Nam sau khi nghiên cứu đưa ra loại tiền polymer có khả năng chống giả, có độ bền cao hơn, dễ cho người sử dụng nhận biết tiền giả hơn, khó làm giả hơn Giấy nền polymer có độ bền cơ học cao (chẳng hạn như dùng tay khó xé rách tờ tiền polymer) Đây là yếu tố rất quan trọng làm tăng độ bền của đồng tiền

3.8.2 Cơ cấu khối nhận dạng tiền xu:

Trong đề tài nhận biết tiền xu dựa vào nguyên lý cảm ứng từ, vì đây là phương pháp chính xác và dễ thực hiện nhất Cho đồng xu cần nhận biết đi qua khe, đồng xu lần lượt đi qua các cuộn dây được lắp được đặt ở khe, nếu đồng xu nào phù hợp với đồng xu mẫu (xung ngõ ra gần bằng 0), thì nam châm điện tương ứng có điện mở ra

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 92 HVTH: Cao Văn Đẳng cho đồng xu lọt vào ống chứa tiền xu, nếu đồng xu cần nhận dạng không giống với các đồng mẫu thì chúng lần lượt đi qua các nam châm điện và thoát ra ngoài qua

Hình 3.44: Hình thực tế khối nhận dạng tiền xu có mệnh giá 500, 1000, 2000, 5000

3.8.3 Cơ cấu khối trả tiền xu thừa

Có nhiều phương pháp có thể đẩy tiền xu trong ống một cách chính xác ra ngoài để trả lại tiền thừa cho người mua hàng :

- Cơ cấu dùng nam châm điện: Sử dụng chuyển động tịnh tiến của nam châm điện để đẩy tiền ra ngoài, khi có điện vào cuộn dây, thì có lực từ sinh ra tác động vào thanh thép, đẩy đồng tiền ra ngoài, ưu điểm của phương pháp này là nhanh chóng, điều khiển dễ dàng, tuy nhiên lực đẩy không lớn (lực từ ), và hành trình chuyển động nhỏ không thể đẩy được những đồng xu có kích thước lớn

Hình 3.45: Cơ cấu trả tiền xu bằng nam châm điện

1-Đồng xu cần đưa ra; 2-Ống chứa tiền xu; 3-Thanh thép đẩy tiền xu ra ngoài

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 93 HVTH: Cao Văn Đẳng - Cơ cấu dùng bánh răng: sử dụng hệ thống báng răng gồm một bánh răng dẫn động và một bánh răng bị dẫn động (có thể có một hay nhiều báng răng trung gian tùy theo yêu cầu đòi hỏi momen quay ), trên bánh răng bị dẫn có một lỗ có đường kính đúng bằng đường kính ống chứa tiền xu, khi đường kính lỗ trên bánh răng khớp với đường kính ống chứa xu, thì đồng xu rơi vào trong lỗ bánh răng, báng răng tiếp tục quay và đưa xu cần trả ra ngoài Ưu điểm của phương pháp này là chính xác, điều khiển dễ, có thể trả được đồng xu có khối lượng lớn vì momen lớn, tuy nhiên phương pháp này tốc độ trả tiền chậm, khó khăn trong việc gá đặt

Hình 3.46: Cơ cấu đưa tiền xu ra ngoài bằng bánh răng

1 - Lỗ trên bánh răng; 2 - Ống chứa tiền xu; 3 - Bánh răng bị dẫn;

3 - Nơi tiền xu thoát ra ngoài; 5 - Bánh răng dẫn

Cơ cấu thanh gạt sử dụng động cơ gạt tiền xu ra ngoài, giúp tăng chiều dài thanh đẩy để đẩy được đồng xu kích thước lớn Phương pháp này khắc phục được khuyết điểm của các phương pháp khác, tăng tốc độ trả tiền nhờ vào tốc độ quay của động cơ Tuy nhiên, điều khiển động cơ quay một góc chính xác là một thách thức cần cải thiện trong phương pháp trả tiền xu này.

Hình 3.47: Cơ cấu trả tiền xu bằng cần gạt

1 - Thanh gạt; 2 - Xu cần trả lại; 3 - Ống chứa xu; 4 - Động cơ

Nguyên lý hoạt động Tiền xu sau khi qua mô đun nhận dạng sẽ rơi vào ống chứa thích hợp với các mệnh giá tiền Khi có tín hiệu trả tiền thừa thì tấm đẩy tiền thừa sẽ gạt một góc 90 0 , gạt đồng tiền xu yêu cầu được trả lại xuống máng trượt và trượt ra ngoài ô nhận tiền thừa tiền xu thông qua máng trượt cho khách hàng

Hình 3.48: Cấu tạo khối nhận và trả tiền xu

3.8.4 Khối nhận dạng tiền polymer Nguyên tắc và quy trình hoạt động khối nhận tiền giấy

Từng tờ tiền riêng lẻ hoặc những giấy ngoại tệ sẽ được băng tải từ khối nhận thu vào khe nhỏ xuyên qua khối kiểm tra nhận biết và sẽ đi ra từ khối kiểm tra vào kho chứa Khối kiểm tra nhận biết giá trị và độ tinh cậy của tấm tiền và sau đó mang tờ tiền vào khối chứa làm cho nó xếp chồng lên một tờ khác, nơi mà tờ tiền được bảo đảm cẩn thận

Số thứ tự Tên gọi

2 Mạch điện nhận dạng tiền xu 3 Dẫn hướng tiền xu

4 Màn hình tinh thể lỏng 5 Tay đòn đẩy tiền xu (C) 6 Tấm hỗ trợ kẹp chặt 7 Dây kẹp chặt 8 Bộ thay đổi nhận dạng tiền xu 9 Dẫn hướng trả tiền xu

10 Ống đựng tiền xu 11 Dây điện kết nối 12 Bộ trả tiền thừa 13 Tay đòn đẩy tiền (A)

Hình 3.49: Cấu tạo khối nhận biết tiền giấy

Sau khi tờ tiền cần nhận biết được đưa vào, cảm biến quang nhận biết ở đầu phát hiện có vật, làm động cơ quay kéo băng tải mang tờ tiền đi vào khe, trong quá trình đi, tờ tiền được cố định và giữ chặt bằng các ru lô mềm, khi đi tới bộ phận nhận biết, các đèn cực tím chiếu ánh sáng vào bề mặt tờ tiền, do tính chất vật liệu nền polymer của tờ tiền, phản xạ lại ánh sáng nguồn, tại đây giá trị hồi tiếp này được đọc bằng các mắt hồng ngoại, và giá trị analog này được so sánh với giá trị mẫu được lưu trong vi điều khiển, và băng tải tiếp tục mang tờ tiền đi qua khối cảm biến nhận biết

 Nếu dữ liệu thực tế đọc từ các cảm biến trùng hợp, hay sai lệch một khoảng cho phép với dữ liệu lưu trong vi điều khiển, thì tờ tiền được chấp nhận, và động cơ quay thêm một khoảng thời gian 0.3s để cho tờ tiền đi hết hành trình (qua khỏi gờ), rồi sau đó động cơ quay ngược trở lại, tờ tiền do đi qua gờ, nên đi ngược trở lại sẽ mắc gờ và đi vào hộ chứa tiền

Kết luận

XÁC ĐỊNH ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU, YÊU CẦU ĐIỀU KHIỂN VÀ MỘT SỐ GIẢI THUẬT CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

Mở đầu

Sau khi phần cơ khí của máy được thiết kế, bước tiếp theo, đề tài sẽ trình bày phần điều khiển cho máy bán hàng Chương này trình bày việc xác định các yêu cầu và đối tượng cần điều khiển, sau đó đưa ra một số giải thuật điều khiển của hệ thống từ đó lựa chọn các phần tử điều khiển trong hệ thống Việc thiết kế sẽ được chuyển giao cho đơn vị có chuyên môn thích hợp.

Xác định đối tượng và yêu cầu điều khiển

a Các đối tượng điều khiển trong máy bán hàng bao gồm:

- Động cơ của cơ cấu phân phối sản phẩm: điều khiển động cơ quay 1 góc 60 o để phân phối sản phẩm, sau đó quay ngược trở lại về vị trí ban đầu

- Hệ thống làm lạnh: điều khiển hệ thống làm lạnh để giữ nhiệt độ trong buồng chứa sản phẩm ở mức từ 5 o C đến 12 o C

- Các nút nhấn để khách hàng lựa chọn sản phẩm: Các nút nhấn vật lý bên ngoài để nhận biết khách hàng đã chọn sản phẩm trong thùng chứa nào, ngoài ra chúng còn có hệ thống đèn báo cho khách hàng biết còn sản phẩm hay đã hết sản phẩm

- Màn hình hiển thị trạng thái: hiển thị lời chào, các trạng thái, hướng dẫn trong quá trình giao dịch với khách hàng

- Hệ thống đèn chiếu sáng, quảng cáo: hệ thống đèn chiếu sáng cho cửa máy, bộ phận chứa sản phẩm mẫu, tạo tính mỹ thuật cao cho máy

- Bộ thanh toán: thực hiện kiểm tra đầu vào (kiểm đếm tiền của khách hàng đưa vào máy) và thanh toán đầu ra (trả tiền thừa) khi giao dịch mua bán đã thành công

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 106 HVTH: Cao Văn Đẳng b Các yêu cầu điều khiển với đối tượng điều khiển của máy bán hàng được trình bày trong bảng 4.1

Bảng 4.1: Bảng liệt kê chức năng và yêu cầu của các đối tượng điều khiển Thứ tự

Tên đối tượng Cụm Số lượng Chức năng Yêu cầu điều khiển 1 Động cơ Tách 12 Tách rời từng sản phẩm

Hoạt động khi máy nhận tín hiệu yêu cầu bán hàng

1 Làm lạnh cho các sản phẩm (5 – 12 0 C)

Hoạt động đồng thời với máy bán hàng khi có nguồn điện cấp vào

Cửa máy 24 Khách hàng chọn sản phẩm nào sẽ nhấn vào nút tương ứng với sản phẩm đó

Nhận tín hiệu từ các nút nhấn để xác định loại sản phẩm khách hàng cần mua

Cửa máy 1 Hiển thị thông báo, hướng dẫn sử dụng cho khách hàng

Truyền thông tín đến màn hình LCD để hiển thị thông báo, hướng dẫn sử dụng cho khách hàng

Cửa máy 3 Chiếu sáng các khay chứa sản phẩm mẫu

Hoạt động tự động khi ánh sáng môi trường yếu hoặc điều khiển bằng tay

1 Thanh toán giao dịch với người mua hàng

Thực hiện kiểm tra tiền mặt, hoặc tài khoản, sau đó trả tiền thừa (nếu có)

Sơ đồ phần cứng

Hình 4.1: Sơ đồ phần cứng điều khiển của máy bán hàng

HỆ THỐNG CƠ SỞ DỮ LIỆU

BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN HÀNG Động cơ tách sản phẩm

Màn hình Hệ thống chiếu sáng Cụm thanh toán

Một số lưu đồ giải thuật điều khiển

Từ sơ đồ phần cứng điều khiển ở hình 4.1, cần xây dựng những giải thuật để điều khiển những đối tượng trong sơ đồ phần cứng Dưới đây là một số lưu đồ giải thuật điều khiển cơ bản

4.4.1 Lưu đồ nhận dạng tiền xu vào và trả tiền xu thừa

Hình 4.2: Lưu đồ giải thuật cho mô đun sử dụng tiền xu

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 109 HVTH: Cao Văn Đẳng 4.4.2 Lưu đồ giải thuật khối nhận dạng tiền giấy vào và trả tiền giấy thừa

Hình 4.3: Lưu đồ giải thuật cho mô đun sử dụng tiền giấy

Cho phép nhận tiền Không cho phép nhận tiền

Lệnh đọc từ master Gởi số tiền nhận được

Lệnh trả tiền thừa Trả tiền thừa

Lệnh reset bộ Bắt đầu

Hiển thị led trạng thái chu kỳ T=0.8s Có

GVHD: TS Nguyễn Văn Tường 110 HVTH: Cao Văn Đẳng 4.4.3 Lưu đồ giải thuật thanh toán bằng thiết bị di động

Hình 4.4: Lưu đồ giải thuật thanh toán bằng thiết bị di động

Nhận được cuộc gọi của khách hàng

Xác định số điện thoại gọi đến, đồng thời kết thúc cuộc gọi đến

Gửi tin nhắn đến hệ thống điều khiển trung tâm để kiểm tra Tài khoản của khách hàng

Hiển thị lời chào trên màn hình LCD của máy

Nhận tin nhắn từ hệ thống điều khiển trung tâm

Kiểm tra nội dung trả lời từ hệ thống điều khiển trung tâm

Tài khoản đã đăng kí

Thông báo lên màn hình LCD tài khoản chưa đăng ký.

Hướng dẫn đăng ký cho khách hàng.

Tài khoản khách hàng có tiền

Thông báo tài khoản không có tiền để thực hiện giao dịch.

Yêu cầu nạp thêm tiền.

Thông báo số tiền hiện có trong tài khoản cho khách hàng.

Hướng dẫn lựa chọn sản phẩm

Khách hàng nhấn nút chọn sản phẩm

Xác định loại sản phẩm khách hàng chọn

Xác định thùng chứa loại sản phẩm đó

Thực hiện quá trình giao dịch – thanh toán

Thông báo quá trình giao dịch thành công và số tiền còn lại trong tài khoản

Hiển thị câu hỏi: có mua thêm không?

Gửi tin nhắn cho khách hàng xác nhận giao dịch đã hoàn thành

Tiêu đề	Thiết kế máy bán hàng
Tác giả	Cao Văn Đẳng
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Văn Tường
Trường học	Đại học Quốc gia TP. HCM Trường Đại học Bách Khoa
Chuyên ngành	Công nghệ Chế tạo máy
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2012
Thành phố	TP. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	115
Dung lượng	2,3 MB