Luận văn thạc sĩ Công nghệ chế tạo máy: Thiết kế máy bán hàng dựa trên công nghệ di động và Internet

3 Hình 1.2: Mô hình hệ thống sử dụng công nghệ hồng ngoại trên điện thoại đi động để thanh toán khi mua hàng trong máy bán hàng theo bài báo [4].. Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN

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

Máy bán hàng được ra đời rất sớm từ những năm 1880 tại nước Anh, với mục đích là bán các tem bưu thiếp (hình 1) Richard Carlisle cũng đã phát minh ra máy bán sách trong khoảng thời gian này Đến nay, máy bán hàng đã phát triển rất nhanh và có mặt thầu hết ở những nơi công cộng tại nhiều nước trên thế giới

Hình 1.1: Máy bán hàng đầu tiên trên thế giới

Sau đây là giới thiệu tình hình nghiên cứu máy bán hàng đƣợc đăng trên các báo khoa học trên thế giới

1.2.1 Dùng điện thoại di động để thanh toán cho máy bán hàng

Theo bài báo [4], đề cập đến việc thanh toán không dây dành cho máy bán hàng

Tất cả công việc của người tiêu dùng là chọn một sản phẩm và kích hoạt cảm biến hồng ngoại (IR) trên máy điện thoại của mình để giao tiếp với máy bán hàng

Bài báo cũng dẫn chứng doanh số bán đƣợc từ máy bán hàng ở khu vực Bắc Mỹ đạt 27 tỷ USD vào năm 2003 Bài báo cũng đề cập đến những phương thức thanh toán khác trên máy bán hàng nhƣ sử dụng thẻ tín dụng hay thẻ ghi nợ để thanh toán để ứng dụng cho máy bán hàng, đặc biệt là ở khu vực Bắc Mỹ

Nghiên cứu cho thấy công nghệ không dây đang được ưu tiên sử dụng trong thanh toán (hình 1.2) Theo báo cáo của các tổ chức nghiên cứu, năm 2003 tỷ lệ sử dụng điện thoại tại Canada là hơn 50% tổng dân số.

Hình 1.2: Mô hình hệ thống sử dụng công nghệ hồng ngoại trên điện thoại đi động để thanh toán khi mua hàng trong máy bán hàng theo bài báo [4]

Những nghiên cứu về điện thoại di động sử dụng hồng ngoại: theo bài báo [4], năm 2003 thì đã có hơn 500 triệu thiết bị sử dụng hồng ngoại đƣợc sử dụng, mà tỉ lệ điện thoại di động trong đó chiếm 50% Có 1,39 tỉ điện thoại di động đƣợc sử dụng trong năm

2003 Vậy thì điện thoại di động có sử dụng công nghệ hồng ngoại chiếm 18% tổng số điện thoại đang đƣợc sử dụng tại thời điểm khảo sát

Tỉ lệ sử dụng điện thoại di động có công nghệ hồng ngoại có độ tăng trưởng đạt từ 15 – 20% mỗi năm Với những số liệu trên thì tỉ lệ sử dụng của loại điện thoại này sau 3 – 4 năm sẽ tăng lên đáng kể

Bài báo kết luận rằng đây là một hệ thống sẽ cung cấp một cách thức thanh toán mới Mục tiêu là nhắm đến việc mua bán với các khoản giao dịch có giá trị nhỏ nhƣ là giao dịch trên máy bán hàng, máy tính tiền đỗ xe, hay phương tiện vận chuyển công cộng trong thành thị

Kết nối không dây Cung cấp dịch vụ không dây Nơi điều hành máy bán hàng

Thông tin và tài chính

Quản lý tồn kho và lịch trình bổ sung Trạm phát tín hiệu

1.2.2 Máy bán hàng hoạt động dựa trên việc thanh toán bằng tin nhắn

Theo bài báo [5], thống kê cho thấy máy bán hàng tự động đã phát triển mạnh mẽ trong thời gian gần đây, người tiêu dùng ngày càng chấp nhận và sử dụng máy bán hàng tự động nhiều hơn Điều này phản ánh sự tiện lợi và nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.

Theo bài báo thì các máy bán hàng mang lại sự thuận tiện cho người tiêu dùng, nhƣng sự phân bố rải rác của các máy bán hàng cũng mang lại sự bất tiện trong quản lý, kiểm soát và bảo trì Cùng với sự phát triển của công nghệ truyền thông không dây, các mạng điện thoại di động trở thành ba chiều và đồng thời sự phát triển của thương mại điện tử làm thay đổi khái niệm người tiêu dùng với thời gian Hy vọng rằng nó có thể là một loại dịch vụ điện thoại di động, thuận tiện, nhanh chóng và an toàn bằng cách sử dụng thanh toán bằng tin nhắn văn bản của điện thoại di động Đây sẽ là hướng phát triển của các máy bán hàng

Bài báo này giới thiệu một dạng thức thanh toán cho máy bán hàng, hình thức này đƣợc dựa trên việc sử dụng các tin nhắn ngắn trên điện thoại di động, mô hình hệ thống máy bán hàng được quản lý trực tuyến, phương thức thanh toán dùng các mã tin nhắn điện thoại di động được kiểm soát phối hợp người mua để kết thúc quá trình mua sắm Những số liệu giao dịch có thể đƣợc ghi vào các hóa đơn điện thoại di động, tài khoản ngân hàng, Hệ thống này không những có thể thúc đẩy phát triển việc thanh toán cho máy bán hàng còn ở giai đoạn sơ khai, mà nó còn cung cấp một biện pháp kích hoạt kinh doanh mới cho các hoạt động viễn thông

1.2.3 Tình hình sử dụng máy bán hàng a Tình hình sử dụng máy bán hàng tại Mỹ

Theo bài báo [2] cho biết: ngành công nghiệp máy bán hàng tại Hoa Kỳ đã phát triển đến quy mô 42,9 tỷ USD trong năm 2009 Đồ uống đóng hộp lạnh là sản phẩm đƣợc bán chạy nhất của ngành công nghiệp từ năm 1999 đến nay, đạt 23,3 tỷ USD doanh số bán hàng, ƣớc tính chiếm 54,2% khối lƣợng 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 9,7 tỷ USD

Doanh thu từ máy bán hàng là nguồn thu nhập đáng kể đối với các công ty đóng chai nước giải khát và sản xuất đồ ăn nhẹ Máy bán hàng cung cấp dịch vụ thực phẩm tại các địa điểm tấp nập như trường học, công ty, bệnh viện và trường học Các nhà cung cấp nước giải khát đóng chai trả hàng triệu đô la cho các trường học, bệnh viện và các tổ chức tương tự để có quyền độc quyền đặt máy bán hàng tại các địa điểm này Những thông tin này chỉ ra tiềm năng to lớn của việc sử dụng máy bán hàng để kinh doanh nước giải khát.

Trong hình 1.4 giới thiệu một máy bán thuốc Máy đƣợc thiết kế với sáu bộ phận phân phối sản phẩm, máy bán lên đến 240 loại thuốc nhƣ aspirin, thuốc kháng acid, thuốc chống viêm, khăn lau sát trùng, bao cao su, khăn lau, bộ dụng cụ sơ cứu, … Máy cũng có thể bán đƣợc tai chống ồn, kính an toàn, thuốc giảm ho Máy bán thuốc này nhận diện được 4 đồng tiền như: $ 25, 50, 75, $ 1,00 và hầu hết các loại tiền xu đang lưu hành tại Canada và quốc tế Kích thước của máy: 24 1/4 "H x 22" W x 4 1/2 "D và trọng lượng của máy: 43 lbs/máy

Hình 1.3: Máy bán thuốc b Tình hình sử dụng máy bán hàng tại Nhật

Theo bài báo [1],[6], với tỉ lệ bình quân 23 người sở hữu một máy bán hàng (theo hiệp hội sản xuất máy bán hàng Nhật Bản), thì Nhật Bản là nơi có mật độ máy bán hàng nhiều nhất thế giới Các máy bán hàng có thể tìm thấy ở khắp các thành phố, thị trấn, và thậm chí ở nông thôn Phần lớn các máy bán đồ uống không chứa cồn như nước ngọt, nước trái cây, vitamin hoặc thức uống năng lượng, trà và cà phê Những máy này uống thường cung cấp cả hai loại đồ uống nóng và lạnh Ngay cả gạo cũng được bán bằng máy bán hàng như hình dưới

Hình 1.4: Máy bán gạo mỗi túi gạo chứa 10kg

Máy bán hàng bán đồ uống chứa cồn và thuốc lá cũng rất phổ biến Các máy bán hàng đặc biệt có thể đƣợc tìm thấy với số lƣợng nhỏ hơn Chúng bán các mặt hàng nhƣ kem, gạo, máy ảnh dùng một lần, mì ăn liền và thậm chí ―Omikuji – quẻ bói‖ tại đền thờ

Hình 1.5: Máy bán ―Omikuji – quẻ bói‖ tại Kamakura's Hachimangu

Hình 1.6: Máy bán đồ uống có cồn (trái), đồ uống khácvà máy bán thuốc lá c Tình hình sử dụng máy bán hàng tại Đức

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

1.3.1 Máy bán hàng do trường Đại học SPKT TP.HCM chế tạo

Theo bài báo [8], một chiếc máy bán hàng hoàn toàn mới – nó là phiên bản 3 của máy bán cà phê do nhóm giảng viên và sinh viên bộ môn Cơ điện tử Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM chế tạo - với nhiều tính năng độc đáo đã đƣợc ra mắt tại Chợ Công nghệ và thiết bị VN 2005 (Techmart 2005) Máy bán cà phê phiên bản 3 vận hành đơn giản, giao diện điều khiển dễ sử dụng, toàn bộ các lệnh đƣợc hiển thị trên màn hình LCD

Máy bán được nhiều mặt hàng 8 mặt hàng đóng gói, 4 loại nước giải khát đóng lon và 2 loại nước giải khát pha chế Máy có thể dễ dàng điều chỉnh giá bán; dễ dàng thống kê giá bán; hoạt động tốt trong môi trường ngoài trời Bộ xử lý tiền hoạt động khá hiệu quả, nhận dạng tốt các loại tiền xu Việt Nam và có khả năng loại ra các đồng tiền khác không phù hợp Hình dáng, mẫu mã của máy khá đẹp.Với những ƣu thế này, sản phẩm hiện đã nhận đƣợc khá nhiều đơn đặt hàng sản xuất cũng nhƣ đề nghị chuyển giao công nghệ của nhiều đơn vị

Với hy vọng phổ biến rộng rãi các máy bán hàng do Việt Nam chế tạo, Trường ĐH Sƣ phạm kỹ thuật TP.HCM cũng đã triển khai dự án Trung tâm chế tạo thử của trường nhằm tạo mối liên kết giữa các doanh nghiệp và trường ĐH, rút ngắn khoảng cách giữa nghiên cứu và ứng dụng trong thực tiễn Việt Nam

Hình 1.10:Máy bán hàng do sinh viên trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM chế tạo

1.3.2 Máy bán hàng do trường Đại học Bách Khoa Hà Nội chế tạo

Theo bài báo [9], đó là đồ án tốt nghiệp của khoa hóa, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội năm 2004, đó là máy bán hàng giải khát của nhóm 5 sinh viên: dẫn đầu là Võ Duy Thành và bốn thành viên Lê Quốc Huy, Trương Thành Kiên, Tạ Đức Dũng và Trần Đức Minh với chiếc máy phiên bản này thì chỉ bán đƣợc duy nhất hai mặt hàng và bán loại gì sẽ do máy quyết định Người mua không được quyền chọn lựa sản phẩm cần mua Đây chỉ là phiên bản thử nghiệm để phát hiện ra lỗi và khắc phục nên chƣa phải là phiên bản thương mại

Hình 1.11: Máy bán hàng do Bách Khoa Hà Nội chế tạo

1.3.3 Tình hình sử dụng máy bán hàng trong nước

Hiện nay việc sử dụng máy bán hàng tại Việt Nam chƣa đƣợc phổ biến do một số nguyên nhân sau đây:

 Thiếu tiền xu do Nhà nước ngưng phát hành

 Người tiêu dùng ngại sử dụng máy do chưa quen dùng

 Người tiêu dùng không có thói quen dùng tiền xu, mang theo tiền xu

 Khó xác định tiền polymer: khi bị đổi màu, nhăn nheo, bị rách, …

 Không quản lý đƣợc số lƣợng các giao dịch kịp lúc

Những đặc điểm trên khiến việc sử dụng máy bán hàng tại Việt Nam chƣa phổ biến Người tiêu dùng còn tâm lý e ngại khi sử dụng dịch vụ tại các máy bán hàng

Nhìn chung thì các trường đại học Việt Nam đã nghiên cứu và chế tạo thử nghiệm máy bán hàng Nhưng chỉ đạt ở mức độ chạy thử và chưa đưa ra được phiên bản thương mại Đối với máy bán cà phê do nhóm giảng viên và sinh viên bộ môn Cơ điện tử Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM chế tạo thì còn một số lỗi và chưa được thương mại hóa [8] Và chưa khắc phục hoàn toàn được các nguyên nhân khó khăn do vấn đề sử dụng tiền xu và tiền polymer gây ra Đối với máy bán hàng giải khát do sinh viên trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội chế tạo thì đây chỉ là phiên bản máy thử nghiệm để phát hiện ra lỗi và khắc phục chƣa phải là phiên bản thương mại nên cũng chưa giải quyết được những khó khăn do sử dụng tiền xu và tiền polymer làm phương tiện thanh toán [9]

Những luận điểm trên đã thúc đẩy việc phát triển máy bán hàng có sử dụng công nghệ di động để thanh toán giao dịch Bằng lợi thế vào việc chƣa từng xuất hiện ở Việt Nam máy bán hàng sử dụng dựa trên công nghệ di động sẽ có đƣợc sức cạnh tranh tốt hơn so với các máy bán hàng sử dụng phương thức thanh toán bằng tiền mặt và tiền xu

Công nghệ di động mang lại nhiều lợi ích cho người tiêu dùng và doanh nghiệp bằng cách khắc phục những hạn chế của tiền xu và tiền polymer Đối với người tiêu dùng, công nghệ này giúp họ thực hiện giao dịch dễ dàng và nhanh chóng Đối với doanh nghiệp, công nghệ này giúp họ quản lý hàng hóa, doanh số bán hàng và tồn kho hiệu quả hơn, bất kể thời gian và địa điểm.

Tính cấp thiết của đề tài

Qua phần trình bày ở trên, muốn phát triển hệ thống máy bán hàng phù hợp với điều kiện kinh tế xã hội ở Việt nam thì cần khắc phục những khó khăn trong việc nhận dạng tiền xu và tiền polymer Cùng với việc phát triển mạnh mẽ của các thiết bị và công nghệ di động là yếu tố quan trọng để thúc đẩy cho việc sử dụng điện thoại di động làm phương tiện thanh toán, và cũng là xu hướng chung của nền kinh tế - xã hội của thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng.

Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của đề tài là thiết kế một bán hàng dựa trên công nghệ di động nhằm khắc phục sự bất tiện khi sử dụng tiền xu và tiền polymer trong quá trình giao dịch ở các máy bán hàng truyền thống.

Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát việc sử dụng máy bán hàng ở thế giới và tại Việt Nam

- Khảo sát và phân tích một số máy bán hàng phổ biến

- Thiết kế cấu trúc và nguyên lý hoạt động của máy bán hàng dựa trên công nghệ di động

- Xác định các thông số kỹ thuật của máy bán hàng

- Thiết kế hệ thống cơ khí cho máy bán hàng

- Thiết kế hệ thống điện - điều khiển cho máy

- Thiết lập một số các giải thuật điều khiển chính.

Phương pháp nghiên cứu

Áp dụng Phương pháp thiết kế ngược, các kỹ sư sẽ tham khảo nhiều mẫu máy bán hàng hiện có trên thị trường Nhờ áp dụng phương pháp này, sản phẩm thiết kế vừa mang đậm ý tưởng của người tạo ra, vừa đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật cũng như xu hướng thịnh hành Kết quả thu được là một sản phẩm cải tiến về chức năng nhưng vẫn đảm bảo chất lượng và giá thành cạnh tranh Trong quá trình thiết kế, nhiều kỹ thuật được ứng dụng đồng thời để hoàn thiện sản phẩm.

Ý nghĩa khoa học của luận văn

Luận văn áp dụng các phương pháp thiết kế trong kỹ thuật, thiết kế sản phẩm cơ khí; và áp dụng kỹ thuật công nghệ thông tin, áp dụng kỹ thuật công nghệ truyền thông để giải quyết các yêu cầu đề ra; nhằm thiết kế máy bán hàng dựa trên công nghệ di động và internet.

Ý nghĩa thực tiễn của luận văn

Máy bán hàng có thể đưa vào chế tạo và ứng dụng trong kênh bán lẻ nước giải khát tại Việt Nam.

PHÂN TÍCH VÀ XÁC ĐỊNH CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT

Phân tích và so sánh các loại máy bán hàng

Trên thế giới có rất nhiều mẫu mã và chủng loại máy bán hàng khác nhau, nhƣng đề tài đã giới hạn trong phạm vi nghiên cứu và tìm hiểu một số loại máy bán nước giải khát Sau đây là phần giới thiệu một số máy bán hàng được sản xuất tại một số nước

2.1.1 Tham khảo các máy bán hàng hiện có trên thị trường a Máy bán hàng của Ấn Độ:

Hình 2.1: Máy bán hàng của hãng 3ecube của Ấn Độ

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của hãng 3ecube của Ấn Độ Đặc tính Thông số

Sử dụng nguồn dòng điện AC

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 380ml hoặc thực phẩm Dạng thức thanh toán Chỉ chấp nhận tiền xu, không trả tiền thừa

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

Vi xử lý điều khiển MDB tích hợp thông số vật lý hiệu suất cao, giúp kiểm tra dữ liệu, thống kê số liệu và tính toán chính xác Ngoài ra, hệ thống còn có khả năng phát hiện sự cố thông minh, đảm bảo hoạt động ổn định và đáng tin cậy.

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 Đƣợc 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 đƣợc tùy chỉnh

Cấu trúc Toàn bộ thép không rỉ, 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

Khối lƣợng 440 KG b Máy bán hàng model Amisy LV-X01 của Trung Quốc

Hình 2.2: Máy bán hàng model Amisy LV-X01 Bảng 2.2: Bảng thông số kỹ thuật của máy model Amisy LV-X01 Đặc tính Thông số

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

Sức chứa 10 đường dẫn, 6 khay,

Dạng thức thanh toán Tiền xu và tiền giấy, tùy chọn trả lại tiền xu thừa

Kích thước của hộp giao hàng 440 x220 x280 mm Khoảng cách giữa các khay và kính phía trước

205 mm c Máy bán hàng Vue-30 của SandenVendo American Inc

Hình 2.3: Máy bán hàng Vue-30 của SandenVendo American Inc Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật của máy Vue-30 của SandenVendo American Inc Đặc tính Thông số

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)

Hệ thống thanh toán tự động này tương thích với nhiều kích thước sản phẩm thực phẩm khác nhau, bao gồm kích thước rộng từ 85-145 mm, độ dày từ 20-50 mm và chiều cao từ 100-160 mm Đối với đồ uống, hệ thống chấp nhận lon có đường kính 65 mm và nước uống đóng chai có đường kính từ 50-68 mm, chiều cao từ 200-240 mm Hệ thống hỗ trợ thanh toán bằng tiền đồng và tiền giấy và có tùy chọn trả lại tiền xu thừa.

Kích thước của hộp giao hàng 440 x 220 x 280 mm d Máy bán hàng của Đài Loan:

Hình 2.4: Máy bán hàng Đài Loan

Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật của máy bán hàng Đài Loan Đặc tính Thông số

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 sản phẩm chọn lựa, chứa khoảng 400 sản phẩm Tốc độ xử lý ít hơn 3 giây e Máy bán hàng của Nhật:

Hình 2.5: Hình máy bán hàng của Nhật

Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật Đặc tính Thông số

Nguồn AC: 220v, 50Hz, 13A or 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 sản phẩm sáu khay chứa tiêu chuẩn, 43-48 chọn lựa, chứa khoảng

Tốc độ xử lý ít hơn 3 giây

Bảng thông số kỹ thuật

Sau khi khảo sát một số máy bán hàng có trên thị trường được thu thập từ các nguồn tài liệu tổng hợp trong bảng 2.6 Theo đó, tổng hợp thành một ma trận các loại máy bán hàng và chức năng, thông số kỹ thuật nhƣ bảng 2.7

Bảng 2.6: Các nguồn tài liệu tham khảo máy bán hàng

1 http://www.intelligentvending.co.uk/combi-vending-machines-snacks- drinks/melodia-classic-6-30-combi-vending-machine.htm

2 http://www.autobar.co.uk/cold_drinks_vending/merchant_6_vendor.aspx

3 http://www.e3india.com/portal/?page_id8

4 http://www.kimmavending.com/snack_kvm.htm#spec

5 http://www.selecta.com/vending-machines/drinks-vending-machines/St- Tropez/

6 http://www.candymachines.com/Seaga-Dual-Zone-Combo-Machine- VC3500D-P2640.aspx

7 http://www.kafevend.co.uk/vending-machines/crane-bevmax-4-cold- drinks-vending-machine

8 http://www.tcnvending.com/ProductShow.asp?ID

9 http://www.apexsupplychain.com/content/edge-5000-series

10 http://www.fujielectric.com/company/tech_archives/contents_69-07.html

Bảng thông số kỹ thuật của các máy bán hàng được tổng hợp thành bảng dưới đây

Bảng 2.7: Tổng hợp các thông số kỹ thuật của máy bán hàng

Máy Melodia Classic 6- 30 của hãng INTELLI GENTVE NDING

Máy merchan t 6 vendor của hãng

Máy St tropez 99 của hãng SELECT

VC3500 D của hãng CANDY MACHI NES (Anh)

Máy BEV MAX 4 của hãng KAF EVE ND (Anh)

Máy TCN- S820 của hãng MOLI NA (Đài Loan)

5000 L của hãng Nanji ng Joint

LV-X01 của hãng Hangzh ou Yile Vendin g (China)

Thông số kỹ thuật của máy

4 Nhiệt độ bên trong khay ( 0 C)

6 Số khay chứa trên 1 6 9 6 8 6 9 10 10 8 tầng

7 Nguyên lý vận chuyển sản phẩm Vis tải Vis tải Vis tải Robot

Robot Arm Vis tải Vis tải Vis tải Vis tải Vis tải Vis tải Tự lăn

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 thông báo

5 Kiểm soát hàng tồn kho

6 Có khả năng báo động khi có xâm phạm

7 Báo cáo về máy tính trung tâm khi có sự

8 Quản lý, thống kê các giao dịch trong ngày

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

Qua tham khảo các máy bán hàng có trên thị trường được trình bày trong bảng 2 và các máy bán hàng được nghiên cứu trong các tài liệu [9], [10] Các thông số kỹ thuật của máy bán hàng đƣợc nghiên cứu trong bảng FRDPARRC đƣợc phát triển bởi Alexander Slocum, Trường đại học MIT Bảng FRDPARRC [15] của các thông số kỹ thuật cho máy bán hàng đƣợc trình bày trong bảng 2.2

Bảng 2.8: Bảng FRDPARRCcho các yêu cầu kỹ thuật

TT Các chức năng yêu cầu

Thông số thiết kế Phân tích Tham khảo Rủi ro Biện pháp xử lý

1 Có khả chứa sản phẩm

380 – 400 đơn vị sản phẩm tùy thuộc vào kích thước sản phẩm

Sản phẩm thuộc dạng lon nhôm, chai nhựa, hộp giấy

Các sản phẩm có kích thước đường kính và chiều cao khác nhau, khi xếp chồng lên nhau kích thước đường kính của sản phẩm đƣợc làm cơ sở để tính toán các ngăn

Các patent, cái bài báo liên quan

Máy bán hàng đƣợc sử dụng trên thị trường

Kích thước của sản phẩm không vừa với ngăn chứa

Kích thước sản phẩm sai lệch làm điều khiển bán hàng không chính xác

Thiết kế cơ cấu điều chỉnh kích thước của ngăn chứa phù hợp theo các chiều

2 Thay đổi ngăn chứa sản phẩm phù hợp với các loại sản phẩm

Có kích thước phù hợp với loại sản phẩm riêng biệt

Có khả năng điều chỉnh cho từng loại sản phẩm riêng biệt Đường kính các lò xo khác nhau

Lực xoắn các lò xo khác nhau

Kích thước của các ngăn chứa có thể điều chỉnh đƣợc

Các patent, cái bài báo liên quan

Máy bán hàng đƣợc sử dụng trên thị trường kích thước của máy tăng theo khi muốn gia tăng kích thước của khay đỡ sản phẩm

Nghiên cứu patent, các cơ cấu đơn giản, nhỏ gọn nhƣng vẫn đảm bảo máy chứa đủ số lƣợng sản phẩm yêu cầu

Bảng 2.9: Bảng FRDPARRC cho các yêu cầu kỹ thuật (1)

3 Làm lạnh sản phẩm nước giải khát

Giữ đƣợc nhiệt độ từ 3-15 độ C để bảo quản sản phẩm

Bảo quản sản phẩm Tiết kiệm năng lƣợng

Các patent, cái bài báo liên quan

Máy bán hàng đƣợc sử dụng trên thị trường

Block làm lạnh bị hỏng khiến sản phẩm bị hƣ

Thiết kế lại nâng cao chất lƣợng bộ phận làm lạnh

4 Phân phối sản phẩm từ máy đến người mua hàng

Thời gian bán hàng nhỏ hơn 3s

Khe hở ở cửa lấy sản phẩm lớn, dể lấy sản phẩm bằng tay từ bên ngoài

Sản phẩm rơi tự do vào khay phân phối gây hƣ hỏng

Các patent, cái bài báo liên quan

Máy bán hàng đƣợc sử dụng trên thị trường

Cửa nhận hàng bị kẹt, khách hàng không nhận đƣợc sản phẩm

Có cảm biến, thiết bị đóng phía trong

Nước ngọt, chai thủy tinh rơi từ trên khay xuống gây vỡ, chạm mạch điện

Thay kết cấu đóng mở phù hợp

Lắp thêm cảm biến, đóng khi không có lệnh mua hàng

Thiết kế tay gắp hoặc thiết bị đỡ sản phẩm rơi xuống

5 Hiển thị thông tin để thuận tiện cho việc giao tiếp với máy

Kích thước màn hình 30x80mm

Hiển thị các thông tin về giá, tình trạng máy, các cảnh báo Hiển thị đầy đủ thông tin khi truy cập cơ sở dữ liệu liên quan đến kiểm toán

Khảo sát khách hàng, tham khảo thông tin Các patent, cái bài báo liên quan

Máy bán hàng đƣợc sử dụng trên thị trường

Thiết kế phức tạp làm khách hàng mua nhầm

Không hiện thị bất cứ thông tin nào

Thiết kế lại khối hiển thị bằng đèn

Cáp tín hiệu bị hỏng

6 Điều khiển và giao tiếp với người mua hàng

Giao tiếp bằng 24 nút bấm có tích hợp đèn báo sản phẩm Điều khiển các thiết bị phần điện và điện tử hợp lý, dễ sử dụng

Các patent, cái bài báo liên quan

Máy bán hàng đƣợc sử dụng trên thị trường

Màn hình không hiển thị thông tin, các nút nhấn bị hỏng, đèn báo sáng bị hƣ

Căn chỉnh lại hệ thống

Bảng 2.10: Bảng FRDPARRC cho các yêu cầu kỹ thuật (2)

7 Dùng tin nhắn để mua hàng

Dùng GSM/GPRS modem hoạt động đƣợc bốn băng tần 850MHz, EGSM 900 MHz, DCS 1800MHz và PCS 1900MHz

Sử dụng loại GSM modem có băng tần phù hợp với các băng tầng nhà mạng ở Việt Nam

Tham khảo các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, nhà cung cấp GSM modem

Modem có băng tần không phù hợp với nhà mạng di động tại Việt Nam

Lựa chọn loại thiết bị có băng tần phù hợp

8 Quản lý và thống kê các giao dịch trong ngày

Sử dụng bộ đếm và lập trình lưu các sự kiện giao dịch

Hầu hết các máy đều có chức năng này để kiểm tra số lƣợng các giao dịch trong ngày

Các máy bán hàng trên thế giới

Các patent, cái bài báo liên quan

Lập trình sai dẫn đến lưu trữ dữ liệu sai

Lưu nhầm vị trí các ngăn sản phẩm Điều chình lại vị trí các ngăn sản phẩm với mã lệnh điều khiển Điều chỉnh lại chương trình điều khiển

Từ đó, các thông số kỹ thuật của máy bán hàng cần đƣợc xác định nhƣ sau:

Bảng 2.11: Bảng thông số kỹ thuật của máy bán hàng

Hệ thống máy làm lạnh sản phẩm R134A CFC Nhiệt độ cần làm lạnh 4-12 °c ( có thể điều chỉnh nhiệt độ) Số lƣợng mặt hàng

4 thùng chứa mỗi thùng có 6 ngăn chứa, cho phép lựa chọn 24 sản phẩm để bán, sức chứa 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 Điện áp 220/240v AC Tần số 50 hz

Lựa chọn đa dạng Thực phẩm dạng lon, chai, bình nhựa

Dạng thức thanh toán Bằng SMS của điện thoại di động

Nút nhấn nhập số liệu 24 nút

Màn hình hiển thị thông báo có

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 theo thời gian lập trình có

GSM/GPRS modem hoạt động đƣợc bốn băng tần 850MHz, EGSM 900 MHz

Ngoài ra máy còn có các yêu cầu khác nhƣ:

 Dễ dàng di chuyển máy đến nơi khác

 Máy làm việc liên tục 24/24

 Có khả năng để ngoài trời, chịu mƣa gió

 Có độ cứng vững cao, không bị lật

 Máy có khả năng chống trộm

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

 Kích thước của máy phải gọn, không quá lớn và không cồng kềnh

 Kính trước là kính chống bám hơi nước, chống va đập, và có tầm nhìn rõ

 Máy dễ dàng thay, nạp sản phẩm, dễ bảo trì.

Cấu hình của máy bán hàng

GSM Model Server quản lý thông tin

Bộ điều khiển chính Màn hình LCD

GSM Model Thùng chứa sản phẩm

Cụm phân phối sản phẩm

Hình 2.6: Cấu hình máy bán hàng

Sau khi xác định các đặc tính kỹ thuật nhƣ ở bảng 2.8, theo đó xác định cấu hình của máy bán hàng nhƣ hình 2.7

Do đó, hệ thống máy bán hàng gồm:

Hệ thống cơ khí: gồm các ngăn chứa sản phẩm, thùng chứa sản phẩm, cơ cấu phân phối sản phẩm và cơ cấu nhận sản phẩm, cửa chính, …

Hệ thống điều khiển máy bán hàng: gồm bộ điều khiển chính, màn hình LCD, bộ điều khiển và mô đun GSM

Hệ thống quản lý thông tin trên máy chủ: gồm server quản lý thông tin và mô đun GSM.

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý làm việc của máy bán hàng đƣợc trình bày nhƣ sau:

Mỗi máy bán hàng có một số điện thoại Khi cần mua hàng, khách hàng nhắn tin SMS theo cấu trúc định sẵn đến số điện thoại đƣợc thể hiện trên máy Khi máy bán hàng nhận đƣợc tin nhắn sẽ hiển thị thông báo lên màn hình hiển thị và gửi tin nhắn đến hệ thống thông tin quản lý trên máy chủ để xác nhận tài khoản của khách hàng

Khi khách hàng chọn mua sản phẩm, nếu số tiền cần mua nhỏ hơn số tiền trong tài khoản của khách hàng Giao dịch mua hàng sẽ đƣợc thực hiện

Khi lựa chọn một sản phẩm, bộ điều khiển chủ sẽ truyền lệnh đến bộ điều khiển nhúng Bộ điều khiển nhúng này điều khiển cơ cấu cơ khí, phân phối sản phẩm đã chọn khỏi ngăn chứa sản phẩm Tiếp theo, sản phẩm sẽ được đưa đến cơ cấu nhận sản phẩm, nơi khách hàng có thể lấy sản phẩm của mình.

Bộ điều khiển chính sẽ ra lệnh cho mô đun GSM gửi tin để báo về server thực hiện trừ tiền vào tài khoản của khách hàng và hiển thị lên màn hình hiển thị thông báo giao dịch đã hoàn thành và số tiền còn lại trong tài khoản của khách hàng.

Kết luận

Chương này tập trung phân tích và tổng hợp các mẫu máy bán hàng hiện có trên thị trường để rút ra bộ thông số kỹ thuật chuẩn cho máy bán hàng di động Thông số này bao gồm cả cấu hình và nguyên lý hoạt động của máy Bước tiếp theo của nghiên cứu là thiết kế hệ thống cơ khí cho máy bán hàng.

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ MÁY BÁN HÀNG

Thiết kế cấu trúc của máy bán hàng sử dụng công nghệ di động

3.1.1 Mở đầu Để hạn chế các khó khăn do việc sử dụng tiền xu và tiền polymer làm phương tiện thanh toán thì đề xuất một thiết kế máy bán hàng sử dụng điện thoại động làm phương tiện thanh toán Những ưu điểm của việc sử dụng điện thoại di động làm phương tiện thanh toán là:

- Không cần phải dự trữ tiền xu, tiền polymer để mua hàng khi sử dụng máy bán hàng

- Không cần phải nhận tiền xu thừa

- Tiện lợi và an toàn

Dựa trên các yêu cầu trên, hệ thống bán hàng dựa trên công nghệ di động có các chức năng sau:

- Máy chứa đƣợc số lƣợng sản phẩm từ 360-400 sản phẩm tùy theo kích thước

- Máy có khả năng điều chỉnh các ngăn chứa cho phù hợp với sản phẩm

- Máy có khả năng giữ các sản phẩm nước giải khát ở nhiệt độ thấp

- Máy chịu các tác động của môi trường như mưa, gió, nắng, rỉ sét, … - Máy chống đƣợc các lực tác động nhất định từ các yếu tố bên ngoài

- Máy có khả năng bổ sung, nạp sản phẩm dễ dàng

- … Do đó kết cấu của máy phải vững chắc, đảm bảo các thiết bị bên trong hoạt động tốt và tin cậy

3.1.2 Xác định các thành phần trong hệ thống cơ khí Để máy bán hàng có thể hoạt động đƣợc những chức năng cơ bản nêu trên thì hệ thống cơ khí máy bán hàng được mô tả theo sơ đồ dưới đây

Kết cấu cơ khí Máy bán hàng

Cụm cửa máy Cụm nhận sản phẩm Cụm khung máy

Khung chứa sản phẩm mẫu

Thanh trượt định hướng Động cơ, hộp giảm tốc, trục

Thanh trượt, vỏ hộp động cơ

Vành bán nguyệt, tấm đế chặn

Cửa che thùng nhận sản phẩm

Hình 3.1: Kết cấu cơ khí của máy bán hàng

- Khung cửa máy: là cửa ngoài cùng của máy đƣợc chế tạo với loại thép dày hơn để bảo vệ các chi tiết phía trong, chống trộm, chống chịu thời tiết bên ngoài, chống va đập Cửa chính cần có độ bền cơ học cao để gắn các thiết bị bảo vệ nhƣ, bản lề, khóa cửa, các móc khóa, chốt, … để liên kết với các thành phần còn lại của máy Trên cửa chính có các khoang chứa các mô đun điện – điều khiển: có nhiệm vụ định vị và giữ cho các mô đun lắp thêm đƣợc cố định trên thân máy Trên các khoang này có hệ thống đỡ các dây điện kết nối với các mô đun o Khung chứa sản phẩm mẫu: dùng để quảng cáo cho các loại sản phẩm đƣợc bán, giữ cho sản phẩm mẫu có định Có khe lắp các tem ghi giá sản phẩm Dễ dàng thay đổi sản phẩm và giá theo yêu cầu o Kính quan sát: được lắp đặt trên cửa chính và phía trước cửa đặt sản phẩm mẫu Có ưu điểm là chống bám nước, khó vỡ, có độ an toàn cao Cách nhiệt với môi trường và có độ trong suốt tốt để nhìn rõ các sản phẩm mẫu và giá cả

- Cụm cửa chống trộm: Cửa hai lớp không cho trộm mở đƣợc vào bên trong khu vực chứa hàng

- Cụm khung máy có tác dụng bảo vệ các thiết bị bên trong, cách ly môi trường bên trong với môi trường bên ngoài giúp giảm thiểu điện năng tiêu thụ Cụm khung máy gồm các thành phần: khung máy, thùng cách nhiệt, cửa thùng cách nhiệt, chân đế của máy

- Các cụm thùng chứa và ngăn chứa sản phẩm cho khách hàng: có tác dụng bảo quản sản phẩm ở trong ngăn chứa Và có thể di chuyển linh hoạt khi bổ sung sản phẩm Có khả năng chứa đƣợc nhiều sản phẩm riêng biệt Các ngăn chứa sản phẩm: chứa nhiều sản phẩm cùng loại để bán Có thể điều chỉnh đƣợc khoảng cách cho phù hợp với từng loại sản phẩm bán o Các cụm vận chuyển sản phẩm: gồm động cơ, cơ cấu cam, trục công tác, tấm nhựa, vành bán nguyệt, có tác dụng di chuyển sản phẩm từ ngăn chứa đến nơi phân phối sản phẩm Cơ cấu tách sản phẩm có nhiệm vụ cho từng lon một rơi vào khu vực vận chuyển sản phẩm o Thanh ray trƣợt dùng để trƣợt các ngăn chứa ra trong quá trình bổ sung sản phẩm o Cửa chặn lon, chai: Có nhiệm vụ ngăn không cho các sản phẩm trƣợt khỏi ngăn chứa trong quá trình bán hàng, do có sự thay đổi vị trí theo chiều thẳng đứng giữa các sản phẩm

- Cụm nhận sản phẩm o Máng nghiêng: do sản phẩm là chai, lon nước có biên dạng hình trụ, cứng thích hợp với cơ cấu lăn, trƣợt nên cụm cơ khí nhận sản phẩm từ các ngăn đƣa ra thùng chứa bên ngoài sẽ đƣợc thiết kế có dạng máng nghiêng để cho các chai, lon nước dễ dàng lăn ra và kết cấu của cụm nhận sản phẩm từ các ngăn chứa cũng đơn giản, gọn nhẹ hơn Máy bán hàng đƣợc thiết kế có bốn thùng chứa sản phẩm nên tương ứng với bốn thùng chứa sản phẩm là bốn máng nghiêng o Thùng nhận sản phẩm: để chứa các sản phẩm rơi ra từ các ngăn chứa, yêu cầu là cần có kết cấu thích hợp để chai, lon nước khi rơi từ máng trƣợt đến không bị va chạm, móp méo và hƣ hại khi lăn xuống o Cửa che thùng nhận sản phẩm đƣợc mở một góc cần thiết để sản phẩm đƣợc lấy ra nhanh gọn, chuẩn xác và ngăn không cho kẻ trộm thò tay vào phá hoại bên trong máy

- Hệ thống làm lạnh: đƣợc thiết kế để làm lạnh sản phẩm trong khoảng giới hạn.

Giới thiệu kích thước các loại bao bì cho nước giải khát

Hiện nay trên thị trường, các nhãn hiệu, loại nước giải khát đang được ưa chuộng bao gồm: Pepsi, CocaCola, Revive, Trà xanh C2, Trà xanh 0 0 , nước suối Lavie…Hầu hết, các loại nước này được chứa trong các lon nhôm, chai nhựa, chai thủy tinh Để tránh làm cho các sản phẩm bị vỡ, bể khi phân phối đến người mua hàng trong quá trình hoạt động của máy, vì vậy máy bán hàng chỉ cung cấp các sản phẩm nước giải khát chứa trong chai nhựa hoặc lon nhôm, không sử dụng chai thủy tinh

Hình 3.2: Các sản phẩm nước giải khát thông dụng

Hiện nay, các loại nước chứa trong lon nhôm (Pepsi, Coca, Revive, Sting, 7up) có kích thước trung bình đường kính (58 – 63)mm, chiều cao lon từ 90 – 120 mm

Các loại nước chứa trong chai nhựa (Pepsi, Revive, Sting, Trà xanh C2, Trà xanh O 0 …) có kích thước trung bình đường kính (50 – 65)mm, chiều cao lon từ 140 – 220 mm Chọn kích thước đường kính lớn nhất của lon nước để thiết kế các ngăn chứa là  65mm Chọn kích thước chiều dài lớn nhất của chai nhựa là 220 mm để làm thông số thiết kế các ngăn chứa Chọn kích thước chiều dài lớn nhất của lon nhôm 120 mm để làm thông số thiết kế

Bảng 3.1: Bảng thống kê kích thước, khối lượng và thể tích thực các loại chai, lon nước giải khát hiện đang có mặt tại Việt Nam

STT Sản phẩm Đặc điểm

Với mục đích thuận tiện cho việc lưu trữ đồ uống, thiết kế tủ lạnh đã bố trí hai ngăn riêng biệt: ngăn chứa lớn và ngăn chứa nhỏ Ngăn chứa lớn được sử dụng để chứa các sản phẩm đựng trong chai nhựa như nước suối, nước ngọt, trong khi đó ngăn chứa nhỏ được thiết kế để chứa các sản phẩm đóng lon như bia, nước tăng lực Việc phân chia ngăn chứa theo kích thước và loại sản phẩm này giúp tối ưu hóa không gian lưu trữ, đảm bảo tính tiện lợi khi sử dụng và dễ dàng phân loại đồ uống khi cần thiết.

Thiết kế hệ thống phân phối sản phẩm

Cụm phân phối sản phẩm đóng vai trò quan trọng trong máy bán hàng, vì vậy quá trình tính toán, thiết kế phải chính xác, đảm bảo độ bền, hoạt động ổn định

3.3.1 Động cơ, hộp giảm tốc, trục công tác

Theo các phân tích về kích thước của máy bán hàng Máy bán hàng được thiết kế có khả năng bán đƣợc 24 loại sản phẩm, cho nên máy đƣợc thiết kế gồm 4 thùng chứa mỗi thùng có 6 ngăn liền kề, để có thể điều khiển và tiết kiệm chi phí thì máy đƣợc thiết kế để một động cơ điều khiển 2 ngăn chứa sản phẩm liền kế Một thùng chứa có 6 ngăn nên sẽ sử dụng 3 động cơ, một động cơ sẽ điều khiển 2 ngăn kế nhau Để chọn động cơ cho 4 thùng dựa vào khay cao nhất của thùng lớn, từ ngăn này sẽ tính toán chọn động cơ, trục cho toàn bộ các cụm động cơ cho máy

Qua khảo sát thì khối lượng các lon, chai nước nằm trong khoảng 250 – 500(g), vì vậy quá trình tính toán sẽ chọn chai nước có khối lượng 500g, khay lớn nhất có thể chứa 15 chai Tổng khối lƣợng của 1 khay lớn là: 15 x 0,5 = 7,5kg

Trục của động cơ khi phân tích, tính toán sẽ có 2 trường hợp xảy ra, đó là trường hợp khay cao nhất của thùng lớn chứa đầy sản phẩm và vành bán nguyệt nằm ở giữa 2 khay (trạng thái không bán hàng), trường hợp 2 là vành bán nguyệt nằm ở một bên khay (trạng thái đang bán hàng) a Trường hợp 1: Vành bán nguyệt nằm ở giữa 2 khay

Hình 3.3: Phân bố lực khi vành bán nguyệt nằm ở giữa 2 khay Tổng lực kéo tác dụng lên trục là: F = F1 + F2 = 75 + 75 = 150N

Mômen uốn tác dụng lên trục là: M = r.F 1 - r.F 2 = 0Nmm

Lực ma sát sinh ra giữa vành bán nguyệt và tấm chắn khi trục xoay là:

Fms = k.N = k.F = 0,35.150 = 52,5N Với k = 0,35 là hệ số ma sát giữa nhựa và thép b Trường hợp 2: Vành bán nguyệt nằm ở 1 bên

Hình 3.4: Phân bố lực khi vành bán nguyệt nằm ở 1 bên Ở trường hợp này vành bán nguyệt nằm ở 1 bên khay còn khay kia thì tổng khối lƣợng giảm đi 0,5kg vì bị rơi 1 chai, còn 14 chai còn lại đƣợc một tấm thép ngắn dài 30mm đỡ

Tổng lực kéo tác dụng lên trục là: F = F 1 + F 2 = 75 + 70 = 145N Mômen uốn tác dụng lên trục là: M = r.F1 - r.F2 = 51.75 – 30.70 = 1725Nmm

Lực ma sát sinh ra giữa vành bán nguyệt và tấm chắn khi trục xoay là:

F ms = k.N = k.F = 0,35.145= 50,75N Với k = 0,35 là hệ số ma sát giữa nhựa và thép

Chọn vật liệu C45, tra bảng 10.1 [10] ứng suất uốn cho phép là:

   85 P , M a  ch  450 P M a Đường kính trục được xác định bởi công thức 10.15 tài liệu [1]:

- Kiểm tra độ bền của trục:

Theo công thức 10.27 [11] kiểm tra sự quá tải đột ngột của trục

Trong đó:  , lần lƣợt là ứng suất uốn , ứng suất xoắn Do trục không chịu ứng suất xoắn nên   0 Ứng suất uốn đƣợc xác định theo công thức 10.28 [2]: ax

Trục đã chọn với đường kính d = 8mm thỏa mãn điều kiện bền

- Tính công suất và số vòng quay của động cơ Khi động cơ quay lực ma sát giữa vành bán nguyệt và tấm chắn sẽ cản chở chuyển động của trục, để dễ tính toán quy lực ma sát này thành lực ma sát tập trung tại mép của vành bán nguyệt Khi đó sẽ tạo ra momen xoắn T và đƣợc tính nhƣ sau:

T = r.Fms = 51.52,5 = 2677,5Nmm Trong đó chọn Fms lớn nhất trong 2 trường hợp

Chọn số vòng quay của trục là: n = 10 vg/ph

Theo công thức 3.4 [1] công suất của trục công tác là:

Chọn hộp giảm tốc của hãng ET [12] có 4 cặp bánh răng với tỉ số truyền là u 400

Tốc độ quay cần thiết của động cơ theo công thức 3.8 là 4000 vòng/phút Hiệu suất của bánh răng trụ là 0,97 nên hiệu suất chung của hộp giảm tốc là nhỏ hơn 0,97.

 ch   Công suất cần thiết của động cơ điện là:

Dựa vào công suất và số vòng quay cần thiết của động cơ để chọn động cơ của hãng SOHO có thông số: n = 7500vg/ ph, P = 4,43w

Hình 3.6: Bảng thông số kỹ thuật và hình dạng động cơ DC

3.3.2 Thanh trƣợt, vỏ hộp động cơ

Kết cấu của cụm thanh trượt, vỏ hộp động cơ được thiết kế như hình dưới

Giá đỡ trên, thân trược làm bằng thép tấm dày 2mm, vỏ hộp động cơ bằng thép tấm dày 1,5mm Sử dụng phương pháp dập tấm và hàn để liên kết.

Con lăn chọn của hãng Misumi mã SB636ZZ

Hình 3.8: Con lăn SB636ZZ và bảng thông số kỹ thuật Tính toán lựa chọn bulông cho tấm giá đỡ trên

- Thép chế tạo bulông là thép CT3 có [𝜎 𝑐ℎ ] = 230 (𝑀𝑃𝑎) - Tổng khối lƣợng tác dụng lên bulông m = mthtr + mthlon + msp = 16,8 + 35,641 + 40 = 92,441kg - Số bulông sử dụng là 8

Trọng lƣợng của khung và sản phẩm:

P = m.g = 92,441.10 = 924,41N Lực kéo F tác dụng lên một bulông :

Lực toàn phần tác dụng lên bulông sau khi có lực kéo Fi:

Trong đó: k = 3 hệ số an toàn

Hình 3.9: Lực tác dụng lên giá đỡ trên và bu lông

Thiết kế ngăn chứa và thùng chứa sản phẩm nước giải khát

Các kích thước cơ bản của những ngăn chứa máy bán hàng được thiết kế để phù hợp để chứa sản phẩm dạng lon, chai, hộp nước với kích thước khác nhau

Kích thước các thông số của một số lon, chai nước giải khát thông dụng trên thị trường được nghiên cứu và làm cơ sở để tính toán

Chiều cao của ngăn chứa được thiết kế để có thể xếp được 12 – 15 lon, chai nước nằm ngang Như vậy chiều cao của ngăn chứa được thiết kế hơn 12 -15 lần đường kính lớn nhất của lon, chai nước

Chiều rộng của các ngăn chứa được thiết kế để đặt vừa kích thước theo chiều cao của lon, chai nước đặt nằm ngang

Kích thước của thùng chứa nhỏ:

- Ngăn cao nhất: chiều cao: 15 x 65 = 975 mm, rộng: 73mm, dài 145mm

- Ngăn ở giữa: chiều cao:13 x 65 = 845 chọn 850mm, rộng: 73mm, dài 145mm

- Ngăn thấp nhất: chiều cao: 12 x 65 = 780 mm, rộng 73mm, dài 145mm

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

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

Kích thước của thùng chứa nhỏ là: cao x rộng x dài = 1020 x 73 x 145 (mm)

Kích thước của thùng chứa lớn:

- Ngăn cao nhất: chiều cao: 15 x 65 = 975 mm, rộng: 73mm, dài 240mm

- Ngăn ở giữa: chiều cao:13 x 65 = 845 chọn 850mm, rộng: 73mm, dài 240mm

- Ngăn thấp nhất: chiều cao: 12 x 65 = 780 mm, rộng 73mm, dài 240mm

Thùng chứa sản phẩm - Khoảng cách giữa 2 ngăn liền nhau để động cơ là 17mm, khoảng cách giữa 2 ngăn liền nhau không đặt động cơ là 10mm

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

Kích thước của thùng chứa lớn là: cao x rộng x dài = 1020 x 73 x 240 (mm)

Sau khi tính toán thùng chứa và ngăn chứa có kích thước như hình dưới đây:

Hình 3.10: Bản vẽ hình chiếu khu vực ngăn chứa sản phẩm loại kích thước nhỏ

Hình 3.11: Bản vẽ hình chiếu khu vực ngăn chứa sản phẩm loại kích thước lớn

Thiết kế cụm khung máy

3.5.1 Thiết kế cụm khung máy

1.1.1 Yêu cầu của khung máy Khung máy đƣợc thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ sau:

- Kết cấu phải cứng, vững, trọng lƣợng vừa phải

- Đảm bảo độ bền Đỡ toàn bộ trọng lƣợng của thùng chứa và sản phẩm chứa trong thùng

- Bên trong đủ không gian để lắp các thùng chứa sản phẩm, máng nghiêng nhận sản phẩm, và máy làm lạnh…

1.1.2 Tính toán khung máy Kích thuớc khung máy sơ bộ nhƣ hình sau:

- Chiều cao của khung máy: chiều cao của thùng cách nhiệt 1500mm, chừa 240mm để máy làm lạnh, bề dày của lớp vỏ 14mm, đế dày 26mm Tổng chiều cao của khung là: 1780mm

- Chiều ngang của khung máy: lớn hơn chiều ngang của thùng cách nhiệt 2mm (922mm) để dễ lắp ráp, bề dày của vỏ khung chọn 14mm để đảm bảo khung máy được cứng vững Tổng kích thước bề ngang của khung là:

- Chiều sâu của khung: chiều sâu của thùng cách nhiệt 570mm, bề dày của cửa thùng cách nhiệt 26mm, chừa khoảng 70mm để đi dây điện, đặt thùng nhận sản phẩm Tổng chiều sâu của khung máy: 570 + 26 + 70 + 14 = 680mm

Vậy kích thước của khung máy theo như tính toán và thiết kế là:

Chiều cao x chiều ngang x chiều sâu = 1780 x 950 x 680 (mm)

Hình 3.12: Khung máy bán hàng

3.5.2 Thùng cách nhiệt a Yêu cầu của thùng cách nhiệt

- Thùng cách nhiệt phải giữ đƣợc nhiệt độ ổn định

- Cách nhiệt tốt với môi trường xung quanh

- Thùng cách nhiệt phải kín

- Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ b Tính toán và thiết kế - Kích thước của thùng chứa sản phẩm nhỏ là: ngang x dài x sâu = 145 x 1020 x 500(mm) - Kích thước của thùng chứa sản phẩm lớn là: ngang x dài x sâu = 240 x 1020 x 500 (mm) - Bề ngang của 3 thùng nhỏ và một thùng lớn khi đặt trong máy là: 145 x 3 +

240 = 675(mm) Khoảng cách giữa 2 thùng liên tiếp nhau là 32 mm Khoảng cách giữa 2 thùng ngoài cùng và thùng cách nhiệt là 35mm Thùng nhỏ ngoài cùng đƣợc ngăn ra, khoảng cách 2 bên thùng với thùng cách nhiệt là 18mm và vách ngăn, vỏ thùng cách nhiệt dày 26mm Vậy kích thước bề ngang của thùng cách nhiệt là: 675 + 32 x 2 + 35 x 2 + 16 x 2 + 26 x 3 = 920 (mm)

Chiều sâu của mỗi thùng chứa sản phẩm là 500 mm, chừa không gian bên trong để đi dây điện là 44mm, lớp vỏ dày 26mm Vậy chiều sâu của thùng cách nhiệt là:

Chiều cao của mỗi thùng chứa là 1020mm Chiều cao của hộp che động cơ và máng trƣợt ở trên mỗi thùng chọn là 85mm Không gian đặt máng nghiêng để nhận sản phẩm là 243 mm Khoảng cách từ máng nghiêng tới thùng chứa chọn là

100mm, bề dày của vỏ thùng cách nhiệt là 26mm Vậy kích thước chiều cao của thùng cách nhiệt chọn là 1500 (mm)

Vậy kích thước của thùng cách nhiệt là: cao x ngang x sâu = 1500 x 922 x 570 (mm)

Cửa thùng cách nhiệt đƣợc thiết kế và chế tạo giống nhƣ thùng cách nhiệt, bề dày của cửa thùng cách nhiệt là 26mm, bề dày lớp Foam cách nhiệt là 24mm Kích thước của cửa thùng cách nhiệt được thiết kế với hình dáng và kích thước như hình dưới:

Hình 3.14: Kích thước cửa thùng cách nhiệt

Kết cấu của khung máy được thiết kế từ những thép hình L có kích thước 30x30x3mm

Các thanh được ghép nối với nhau bằng phương pháp hàn để tạo thành một khối vững chắc Tại một số vị trí nhất định, các lỗ được gia công chính xác để lắp ghép bằng bu lông các thiết bị làm lạnh và vỏ máy Quá trình này đảm bảo kết nối an toàn và hiệu quả, cho phép các bộ phận khác nhau hoạt động hài hòa với nhau.

Trình tự thiết kế khung máy đƣợc trình bày theo quy trình sau:

Bước 1: Xác định chức năng, nhiệm vụ của khung máy

Bước 2: Tổng hợp các yếu tố đầu bài như kích thước, vật liệu, các bộ phận của thiết bị làm lạnh, kích thước của thùng chứa, … để xác định các kích thước ban đầu của khung máy

Bước 3: Vẽ phác các thành phần cơ bản của của cụm khung máy

Bước 4: Sử dụng các phần mềm thiết kế như Inventor để phác thảo phiên bản 1 của khung máy

Bước 5: Tính toán lực và áp các lực này lên mô hình của phần mềm Inventor

Bước 6: Sử dụng phần mềm Inventor để kiểm tra độ bền của kết cấu ở phiên bản 1 khi chịu các lực tác dụng Nếu khối không đủ bền thì phải quay lại bước 4, thiết kế lại phiên bản 1 sao cho kết cấu đủ bền

Bước 7: Nếu khối đã đủ bền, tiến hành sang bước tiếp theo, sử dụng phần mềm Inventor để thực hiện tinh chỉnh và sửa lại các kết cấu nhằm đảm bảo các yêu cầu về thiết kế, kỹ thuật cũng nhƣ các yêu cầu về thẩm mỹ

Bước 8: Sử dụng phần mềm Inventor để kiểm nghiệm lại khối vừa chỉnh sửa Nếu khối không đủ bền thì phải quay trở lại bước 7 nhằm chỉnh sửa lại các kết cấu để đảm bảo khối đủ bền Nếu khối đã đủ bền thì xét tiếp đến hệ số an toàn của khối, hệ số an toàn của khối mà quá lớn thì chứng tỏ là khối dƣ bền, không kinh tế cho quá trình gia công chế tạo, buộc phải quay trở về bước 7 để chỉnh sửa lại các kết cấu của khối nhằm giảm bớt vật liệu, hạ hệ số an toàn của khối xuống một cách hợp lý

Nếu hệ số an toàn của khối không phù hợp, tức là quá lớn hoặc quá nhỏ, thì cần quay trở lại bước 7 để chỉnh sửa lại thiết kế khung máy Sau khi điều chỉnh thiết kế, phần mềm Inventor sẽ được sử dụng để tách khối thành các chi tiết riêng lẻ Sau đó, các phần mềm nghiệm bền được sử dụng để kiểm tra độ bền của khối sau khi lắp ráp từ các chi tiết đã tách Nếu khối không đủ bền, quá trình này sẽ được lặp lại cho đến khi vật thể đạt được độ bền mong muốn.

Khi khung máy đã đảm bảo độ bền vững, bước tiếp theo là xuất chi tiết ra bản vẽ 2D Bản vẽ này bao gồm bản vẽ lắp 2D của bộ phận máy cũng như bản vẽ 2D của từng chi tiết trong bộ phận đó.

Sau khi thiết kế các kích thước cơ bản và kết cấu của khung máy được thể hiện ở hình dưới đây

Hình 3.15: Chân đế của máy bán hàng

Các thành phần của cụm chân đế đƣợc trình bày theo bảng 3.2

Bảng 3.2: Bảng thông tin về vật liệu thiết kế khung máy

Loại thép Kích thước Vật liệu Giới hạn bền Thép hình L 30 x 30 x 3 CT3  b 380 PM a

Thiết kế khung cửa máy

 Cửa ngoài đƣợc dùng với loại thép dày hơn để bảo vệ các chi tiết phía trong, chống trộm, chống chịu thời tiết bên ngoài, …

 Trên cửa có hàn các kết cấu để lắp các cửa nhỏ che chắn bộ vi điều khiển, bộ điều khiển điện, và các kết cấu điện - điện tử khỏi các tác động của môi trường, của hơi lạnh từ thiết bị làm lạnh bên trong máy, của trộm cắp, hay chuột bọ, …

 Cửa trước làm nhiệm vụ chống va đập, phá hoại, có độ bền cơ học cao để gắn các thiết bị bảo vệ nhƣ, bản lề, khóa cửa, các móc khóa, chốt, …

Những yêu cầu trên làm cửa phải có độ dày và độ bền cao Đa số các cửa ra vào trên các máy bán hàng thường không có cửa sổ bằng kính trong suốt để hiển thị sản phẩm cho rõ ràng Thay vào đó, cánh cửa thường trình bày các tác phẩm nghệ thuật, biểu tƣợng, và tranh ảnh quảng cáo nội dung của máy Tuy nhiên, đối với máy bán bánh kẹo và đồ ăn nhẹ thường có cửa kính trong suốt làm bằng Lexan hoặc một số vật liệu cứng, chống phá vỡ khác Trên cửa còn đƣợc thiết kế để lắp đặt các thiết bị khác thiết bị điện tử, hệ thống điện chiếu sáng, bảng tin tức, hệ thống nút lựa chọn sản phẩm,

Hình 3.27: Kích thước của khung cửa máy bán hàng Khung chứa sản phẩm mẫu

Yêu cầu kỹ thuật của khung chứa sản phẩm mẫu:

- Khung phải cứng, chắc để đặt sản phẩm mẫu lên

- Khung đƣợc thiết kế sao cho quá trình lấy và thay sản phẩm mẫu vào đƣợc dễ dàng

- Khung đƣợc trang trí để làm nổi bật các sản phẩm mẫu trƣng bày

Khung chứa sản phẩm mẫu sử dụng thép tấm dày 1mm và dùng phương pháp dập tấm Kích thước của khung chứa sản phẩm mẫu được thiết kế như hình dưới.

Hình 3.28: Kích thước của khung chứa sản phẩm mẫu

Hình 3.29: Kết cấu 3D hoàn chỉnh của cụm cửa máy bán hàng

Hệ thống làm lạnh

Máy bán hàng sử dụng các đơn vị làm lạnh, nguyên lý làm việc dựa trên phương pháp làm lạnh trực tiếp

Làm lạnh trực tiếp là quá trình môi chất lạnh sôi trực tiếp trong dàn lạnh để hấp thụ nhiệt từ môi trường cần làm lạnh Dàn lạnh có thể là dàn đối lưu không khí tự nhiên hoặc dàn đối lưu cưỡng bức bằng quạt gió, trong trường hợp này chúng ta chọn phương án đối lưu cưỡng bức để đảm bảo hiệu quả làm lạnh.

Hình 3.30: 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 ƣu 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 lƣợng 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

Hình 3.31: Hình lắp ráp hệ thống làm lạnh Bảng 3.4: Bảng liệt kê các chi tiết hệ thống làm lạnh

3 Quạt thổi hơi lạnh 4 Máy nén khí R134a 5 Dây điện hệ thống lạnh 6 Dây khí nén

7 Quạt dàn lạnh 8 Thiết bị bay hơi bênphải 9 Công tắc

11 Thiết bị bay hơi bên trái 12 Bình ngƣng

13 Van điều khiển nhiệt độ

Thiết kế các chi tiết khác

Các chi tiết khác trong máy bán hàng hầu hết đƣợc chế tạo từ thép dạng tấm nên quy trình thiết kế giống nhƣ quy trình thiết kế của khung cửa máy bán hàng.

Kết luận

Trong chương này trình bày phần cấu trúc của hệ thống cơ khí Trong đó dùng các công cụ và phương pháp để tính toán và kiểm nghiệm độ bền của các chi tiết máy bán hàng Mục đích là thiết kế một hệ thống cơ khí cho máy bán hàng đầy đủ các chức năng hoạt động cần thiết và đảm bảm về độ bền, tính an toàn, độ tin cậy khi sử dụng máy Trong chương tiếp theo sẽ xác định các yêu cầu điều khiển, xác định các đối tƣợng điều khiển, và xác định các giải thuật điều khiển cho máy bán hàng.

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN - ĐIỀU KHIỂN CỦA MÁY BÁN HÀNG

Phân tích chức năng, xác định các đối tƣợng điều khiển

4.1.1 Xác định các chức năng và yêu cầu điều khiển

Hệ thống điều khiển máy bán hàng thƣc hiện các chức năng sau:

 Giao tiếp với khách hàng thông qua điện thoại di động

 Điều khiển máy bán hàng thực hiện quá trình bán hàng

 Kiểm soát lƣợng sản phẩm tồn kho của máy bán hàng

 Kiểm soát quá trình bán hàng

 Duy trì nhiệt độ để bảo quản sản phẩm bên trong máy

 Đảm bảo nhanh chóng, chính xác và tin cậy

4.1.2 Xác định các đối tƣợng điều khiển:

Các đối tƣợng chính của máy bán hàng bao gồm:

1 Mô đun giao tiếp với điện thoại di động: thực hiện chức năng giao tiếp với khách hàng, nhận thông tin từ khách hàng và giao tiếp với hệ thống quản lý dữ liệu trung tâm

2 Các nút nhấn: thực hiện chức năng giao tiếp với khách hàng, để khách hàng lựa chọn sản phẩm khi mua hàng

3 Màn hình hiển thị: thực hiện chức năng giao tiếp với khách hàng nhƣ : hiển thị lời chào, số điện thoại của khách hàng, các trạng thái hoạt động của máy, hướng dẫn quá trình giao dịch với khách hàng

4 Hệ thống đèn báo: thực hiện chức năng giao tiếp với khách hàng, thông báo cho khách hàng biết loại sản phẩm nào còn lại trong máy

5 Động cơ: thực hiện chức năng mở và đóng cửa phân phối sản phẩm trong quá trình thực hiện giao dịch bán hàng

6 Cảm biến hành trình: thực hiện chức năng xác định vị trí của cửa phân phối xác phẩm phục vụ quá trình điều khiển đóng mở cửa phân phối sản phẩm

7 Các cảm biến quản lý hàng tồn kho: thực hiện chức năng quản lý số lƣợng sản phẩm tồn kho còn trong máy

8 Hệ thống làm lạnh: thực hiện chức năng duy trì nhiệt độ để bảo quản sản phẩm bên trong máy

Từ các phân tích, Bảng 4.1 tổng hợp các yêu cầu chức năng và yêu cầu điều khiển cụ thể cho từng đối tượng điều khiển của máy bán hàng.

Bảng 4.1: Các đối tƣợng điều khiển của máy bán hàng

STT Tên đối tƣợng Cụm Số lƣợng

Chức năng Yêu cầu điều khiển

1 Mô đun giao tiếp với điện thoại di động

1 - Nhận thông tin mua hàng từ khách hàng

- Nhận thông tin về tài khoản khách hàng, cập nhật giá sản phẩm

- Gửi thông tin về khách hàng, giao dịch, số lƣợng hàng còn trong máy đến bộ hệ thống quản lý dữ liệu trung tâm

- Nhận cuộc gọi từ khách hàng và xác nhận số điện thoại gọi đến để thực hiện giao dịch

- Nhận tin nhắn từ hệ thống quản lý dữ liệu trung tâm và giải mã để xác định thông tin về tài khoản khách hàng, giá sản phẩm

- Gửi tin nhắn theo chuẩn mã hóa về thông tin về khách hàng, giao dịch đến hệ thống quản lý dữ liệu trung tâm

24 - Phục vụ việc lựa chọn sản phẩm của khách hàng

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

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

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

24 - Hiển thị trạng thái còn hay hết của sản phẩm

- Hiển thị trạng thái đèn để thông báo

12 - Phân phối sản phẩm - Quay khi nhận tín hiệu mua hàng để mở thùng chứa sản phẩm

- Khi nhận tín hiệu cảm biến hành trình đã mở cửa phân phối sản phẩm thì quay ngƣợc lại để đóng thùng chứa

24 - Xác định vị trí cửa phân phối sản phẩm

- Nhận tín hiệu từ cảm biến hành trình để xác định vị trí của cửa phân phối sản phẩm

24 - Xác định còn hay hết sản phẩm trong thùng chứa

- Nhận tín hiệu từ cảm biến để xác định còn hay hết sản phẩm trong thùng chứa, thông báo đến khách hàng thông qua các nút nhấn trên cửa máy và truyền thông tin đến máy chủ

8 Bộ làm lạnh Hệ thống làm lạnh

1 - Làm lạnh cho các sản phẩm (4 – 12 0 C)

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

9 Hệ thống đèn chiếu sáng

3 - Chiếu sáng các khay chứa sản phẩm mẫu

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

4.1.3 Xây dựng cấu hình hệ thống:

Theo Bảng 4.1: Các đối tƣợng điều khiển của máy bán hàng Dựa vào đó xây dựng cấu hình của hệ thống điều khiển máy bán hàng

HỆ THỐNG THÔNG TIN LIÊN LẠC

BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN HÀNG ĐỘNG CƠ

CẢM BIẾN HÀNH TRÌNH BỘ HIỂN

Hình 4.1: Các đối tƣợng điều khiển của máy bán hàng

Các thiết bị của hệ thống điều khiển

Màn hình hiển thị dạng LCD hiển thị thông tin sản phẩm, hướng dẫn thanh toán, giúp khách hàng lựa chọn sản phẩm phù hợp Bàn phím trên màn hình giúp khách hàng chọn sản phẩm nhanh chóng Màn hình được cấp nguồn bên ngoài, truyền nhận thông tin với vi xử lý qua cáp RS232 Sơ đồ mạch khối của màn hình được trình bày trong hình 4.2.

Hình 4.2: Sơ đồ khối hiển thị và nút lựa chọn

Hệ thống bán hàng tự động gồm 24 nút chọn sản phẩm, được sắp xếp theo ma trận với mỗi nút đại diện cho một loại sản phẩm cụ thể Trên nút có kết hợp cơ cấu cơ khí, công tắc điện và đèn báo hiệu tình trạng hàng còn hay hết Hệ thống dây điện kết nối với bộ điều khiển trung tâm, truyền tín hiệu giúp bộ điều khiển quản lý các động cơ bán hàng Sơ đồ khối hệ thống và sơ đồ nút lựa chọn được thể hiện trong phần nội dung sau.

Trên nút nhấn có hiển thị thông báo trạng thái của thùng chứa sản phẩm tương ứng: còn sản phẩm hay đã hết sản phẩm Nếu còn sản phầm trong thùng chứa, nút nhấn sẽ đƣợc kích hoạt đèn led làm sáng kí hiệu O, ngƣợc lại kí hiệu X sẽ đƣợc kích sáng

Hình 4.3: Các hiển thị trên nút nhấn lựa chọn sản phẩm

4.2.3 Hệ thống thông tin liên lạc

Hệ thống thông tin quản lý trên máy chủ đƣợc trang bị ở trung tâm quản lý dữ liệu của hệ thống, có chức năng giao tiếp với các bộ điều khiển chính thông qua các GSM modem, lưu trữ, xử lý và quản lý các thông tin của các máy bán hàng và thông tin của khách hàng

Hệ thống đƣợc xây dựng phù hợp với các dịch vụ không dây điển hình hiện nay nhƣ GPRS, EDGE, UMTS 3G, SMS, GSM, … Hệ thống thông tin trên máy chủ bao gồm các thiết bị đầu cuối, chức năng thu nhận thông tin từ máy bán hàng , thông tin đƣợc chuyển đến trung tâm xử lý thông qua các cổng truyền thông nhƣ SMSC/MMSC/DATA/HTTP Tại trung tâm xử lý, các thông tin lần lƣợt đƣợc xử lý thông qua các thiết bị MCHUB, thiết bị xử lý thông tin (Processing Engines), cổng thông tin, … Sau khi xử lý, các thông tin về số dƣ tài khoản, số tiền phải thu của khách hàng, số tiền còn dƣ, … đƣợc gửi đến máy bán hàng thông qua GSM modem a GSM modem

Modem tích hợp đóng vai trò trung tâm trong quá trình trao đổi dữ liệu giữa điện thoại di động của khách hàng và hệ thống điều khiển chính Nó truyền tải thông tin quan trọng như số điện thoại và số tài khoản khách hàng đến hệ thống điều khiển chính Đồng thời, modem tích hợp cũng có nhiệm vụ truyền dữ liệu từ hệ thống điều khiển chính đến hệ thống thông tin quản lý lưu trữ trên máy chủ.

Modem tích hợp giao tiếp với hệ thống điều khiển chính bằng cáp truyền thông

RS232 truyền nhận tín hiệu qua GPRS đến hệ thống thông tin trên máy chủ GSM modem có tác dụng là truyền nhận SMS, mô đun SMS có các lợi thế và có sự tương thích cao và được xem như một phương tiện hoặc để thông báo cho M2M như là:

 Truyền tải đồng thời với giọng nói

 Lưu trữ và qui trình chuyển tiếp

 Sử dụng số điện thoại nhƣ địa chỉ

 Mức độ mã hóa độ cao

 Truyền tải nhanh cao hơn so với các kênh thoại

Sơ đồ mạch giao tiếp GSM đƣợc trình bày theo hình 4.3

Hình 4.4: Mạch giao tiếp GSM b Bộ thu phát sóng

Một bộ thu phát sóng đƣợc kết nối với bộ vi điều khiển Bộ thu phát sóng dùng để truyền dữ liệu qua mạng không dây giữa hệ thống và các thiết bị khác ở khu vực xa

Máy thu phát sóng có thể là một số các sản phẩm của hãng LINX, hoặc MAX STREAM 430Mhz, 800Mhz, 900Mhz, 2.4Ghz Ngoài ra, máy thu phát sóng đƣợc kết nối với ăng ten để truyền và nhận dữ liệu c Ăng ten thu phát tín hiệu

Máy thu phát sóng đƣợc kết nối với ăng ten Ăng ten cấu tạo thích hợp để thực hiện tối ƣu với các bộ thu phát và tần số đã đƣợc chọn Ăng ten có thể là một ăng ten nhãn hiệu Factor Antenna hoặc ăng ten analog hoặc ăng ten thích hợp d Sơ đồ khối cảm biến hành trình

Sơ đồ khối cảm biến hành trình đƣợc thể hiện ở hình 4.4

Hình 4.5: Sơ đồ khối công tác hành trình

Hệ thống công tắc hành trình đƣợc tích hợp vào từng khay chứa sản phẩm khống chế quá trình cung cấp từng loại sản phẩm tương ứng cho khách hàng Hệ thống này được kết nối với nhau ở dạng ma trận, tương ứng với mỗi công tắc được đóng thì tín hiệu đầu ra đƣợc xuất tín hiệu là ―1‖ thông báo cho bộ điều khiển trung tâm xử lý e Sơ đồ khối động cơ

Khối động cơ bao gồm 12 động cơ chịu trách nhiệm đóng mở cửa cung cấp sản phẩm từng khay tương ứng với nút chọn của khách hàng Tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển trung tâm điều khiển đóng mở hệ thống relay trung gian, quá trình đóng mở relay sẽ cho phép động cơ tương ứng với từng relay hoạt động Sơ đồ khối động cơ đƣợc trình bày ở hình 4.5

Hình 4.6: Sơ đồ khối động cơ f Sơ đồ khối vi điều khiển ATMEGA128

Hệ thống điều khiển trung tâm là hệ thống vi điều khiển ATMEGA128 điều khiển và xử lý toàn bộ quá trình từ nhận dữ liệu yêu cầu của khách hàng, xuất lệnh điều khiển phân phối sản phẩm, xuất tín hiệu ra màn hình LCD, đọc tín hiệu từ hệ thống công tắc hành trình, thanh toán các giao dịch, báo còn hàng hết hàng, … Sơ đồ khối vi điều khiển ATMEGA128 đƣợc trình bày ở hình 4.6

Hình 4.7: Sơ đồ khối vi điều khiển ATMEGA128 g Kỹ thuật kết nối thông tin

Khi khách hàng gửi một tin nhắn yêu cầu đến máy bán hàng, màn hình LCD trên máy bán hàng sẽ hiển thị thông tin liên quan đến yêu cầu Yêu cầu này đƣợc MCHUB tiếp nhận chuyển đến cổng tổng đài nhắn tin thông qua đường truyền internet đến cổng truyền thông di động của nhà cung cấp dịch vụ mạng viễn thông

Cổng truyền thông di động xác nhận yêu cầu và yêu cầu xác nhận thành công đƣợc chuyển tiếp đến máy quy định sau khi phê duyệt giao dịch từ hệ thống thanh toán của các nhà điều hành

Xây dựng các giải thuật điều khiển

4.3.1 Giải thuật mua hàng thông qua điện thoại di động

Bước 1: Người mua gửi một tin nhắn đến máy bán hàng thông qua mạng di động

Bước 2: Bộ điều khiển xử lý và liên lạc với mạng di động qua các mã lệnh trong tin nhắn cú pháp đã đƣợc lập trình Sau khi kiểm tra các thông tin liên quan đến tình trạng của máy và thông tin liên quan đến tài khoản của người mua Máy cho phép người mua giao dịch với máy bán hàng qua màn hình LCD

Bước 3: Người mua lựa chọn sản phẩm cần mua thông qua giá và mã sản phẩm, giao tiếp với máy qua màn hình LCD

Bước 4: Kết thúc quá trình lựa chọn, máy sẽ phân phát hàng hóa và trừ tiền vào tài khoản người mua thông qua mạng di động

Mạng di động thương mại

Máy bán hàng tự động

Bảng hiện thị và các nút lựa chọn

Tin nhắn SMS Điên thoại di động Mua hàng thông qua điện thoại di động bằng cách gửi một mã số ngắn

Lựa chọn hàng trên bảng hiện thị của máy

Hình 4.9: Sơ đồ mua hàng thông qua điện thoại di động

4.3.2 Giải thuật điều khiển máy bán hàng hoạt động

Khách hàng có tài khoản mua hàng, có nhu cầu mua sản phẩm từ máy bán hàng (nước giải khát) sẽ nhắn tin theo một cú pháp lệnh đến số điện thoại được quy định niêm yết cho mỗi máy bán hàng, đây là một số điện thoại nhƣ bất kì một tài khoản điện thoại nào Khi nhận đƣợc tín hiệu từ tin nhắn của khách hàng, bộ điều khiển trung tâm sẽ xác nhận rằng khách hàng có nhu cầu sử dụng dịch vụ máy bán hàng Trên màn hình

Khi khách hàng gọi vào số hotline, hệ thống LCD sẽ hiện thị dòng thông báo: ―Chào mừng quý khách +84xxxxxxxxx Xin mời chọn sản phẩm.‖ Sau đó, khách hàng sẽ nhấn nút chọn sản phẩm mà mình muốn mua Đây là một bước quan trọng trong quá trình mua hàng qua điện thoại vì nó giúp nhân viên tư vấn dễ dàng xác định nhu cầu của khách hàng và cung cấp những thông tin sản phẩm chính xác.

Sơ đồ giải thuật của máy bán hàng giao dịch với khách hàng đƣợc trình bày nhƣ hình 4.9

Trên mỗi nút chọn sản phẩm có hiển thị tình trạng của thùng chứa sản phẩm mà khách hàng muốn mua còn hàng hay hết hàng Nếu thùng chứa không còn sản phẩm đó, khách hàng buộc phải chọn một sản phẩm khác Nếu thùng chứa vẫn còn sản phẩm mà khách hàng muốn mua, bộ điều khiển trung tâm sẽ nhận tín hiệu từ nút nhấn, phát đi một tín hiệu điều khiển động cơ tương ứng với thùng sản phẩm đó Động cơ sẽ quay

60 0 theo hướng thùng chứa bên cạnh thùng chứa được chọn để thả một sản phẩm Sau khi sản phẩm đã rơi xuống, động cơ quay ngƣợc lại về vị trí ban đầu Mỗi lần giao dịch, khách hàng chỉ mua đƣợc một sản phẩm Khi sản phẩm đó đã đƣợc hệ thống thanh toán trừ tiền vào tài khoản, khách hàng sẽ tiếp tục đƣợc mua sản phẩm tiếp theo

Sản phẩm sau khi được thả từ thùng chứa, qua máng nghiêng dẫn hướng, sẽ rơi vào khay nhận sản phẩm Sơ đồ giải thuật điều khiển cơ cấu phân phối sản phẩm đƣợc tình bày theo hình 4.10

Hệ thống thanh toán sau khi đã trừ tiền trong tài khoản của khách hàng một lƣợng bằng đúng giá trị của sản phẩm, sẽ hiện một thông báo lên màn hình LCD: ―Quý khách vừa thực hiện giao dịch xx.000đ đã đƣợc trừ vào tài khoản của quý khách Quý khách có muốn thực hiện một giao dịch khác?‖ Nếu khách hàng muốn mua tiếp một sản phẩm, họ chỉ cần nhấn vào nút chọn sản phẩm tương ứng để mua sản phẩm thứ hai

Hệ thống tiếp tục lặp lại quy trình nhƣ khi khách hàng mua sản phẩm đầu tiên

Sau khi giao dịch hoàn tất và thông báo "Quý khách vừa thực hiện giao dịch xxx.000đ đã được trừ vào tài khoản của quý khách Quý khách có muốn thực hiện một giao dịch khác?" xuất hiện trên màn hình LCD, nếu khách hàng không có nhu cầu thanh toán thêm, chỉ cần chờ 10 giây là hệ thống sẽ tự động tắt màn hình thanh toán.

Nếu không có tín hiệu chọn sản phẩm từ khách hàng nữa, hệ thống mặc định khách hàng đã hủy bỏ giao dịch Tiếp theo, một tin nhắn xác nhận từ tổng đài sẽ đƣợc gửi đến số điện thoại của khách hàng với nội dung: ―Quý khách vừa thực hiện mua hàng với hệ thống… Hóa đơn mua hàng của quý khách là xxx.000đ Số tiền còn lại trong tài khoản của quý khách là xxx.000đ Cảm ơn quý khách.‖ Giao dịch mua bán giữa máy bán hàng và người mua kết thúc

Nhận đƣợc 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 chƣa 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

Hình 4.10: Lưu đồ giải thuật quá trình giao dịch với khách hàng

4.3.3 Giải thuật hoạt động của hệ thống cơ khí

Xác định loại sản phẩm cần bán

Xác định vị trí của thùng chứa sản phẩm mà khách hàng đã chọn Điều khiển động cơ quay, mở thùng chứa sản phẩm

Nhận tín hiệu từ cảm biến hành trình thông báo đã đến vị trí

Nhận tín hiệu cảm biến sản phẩm đã ra khỏi thùng chứa Điều khiển động cơ quay theo chiều ngƣợc lại để miếng bán nguyệt trở về vị trí ban đầu

Nhận tín hiệu từ cảm biến hành trình thông báo đã quay đến vị trí

Hình 4.11: Lưu đồ giải thuật điều khiển cụm phân phát sản phẩm

Nhận tin nhắn đến từ máy bán hàng

Xác định nội dung tin nhắn để lấy số điện thoại cần tìm thông tin

Xác định tình trạng tài khoản của khách hàng

Tài khoản đã đăng ký

Gửi tin nhắn thông báo đến bộ điều khiển của máy bán hàng là tài khoản khách hàng chƣa đăng ký

Gửi tin nhắn đến máy bán hàng số tiền còn lại trong tài khoản của khách hàng.

Nhận tin nhắn phản hồi từ máy bán hàng

Xác định loại nước và số lƣợng sản phẩm đã bán Điều chỉnh lại tài khoản của khách hàng: trừ đi số tiền khách hàng đã mua

Hình 4.12: Lưu đồ giải thuật quy trình phục vụ bán hàng tại hệ thống máy tính trung tâm

4.3.4 Giải thuật hoạt động của bộ điều khiển

Người mua chọn hàng hóa

Màn hình điều khiển Máy bán hàng và nút lựa chọn sản phẩm

Bộ điều khiển màn hình hiển thị

Bộ điện tử cho việc thu thập dữ liệu thống kê hàng tồn kho trực tuyến Bộ thu phát tín hiệu

Bộ điều khiển máy bán hàng Động cơ phân phối sản phẩm

Các ngăn chứa sản phẩm

Phân phát hàng hóa đã được chọn đến tay người mua

Bán ra ngoài Phân phát hàng hóa

Người mua nhắn tin đến máy bán hàng Bàn phím và các kết nối thông tin liên lạc

Hình 4.13: Sơ đồ khối bộ điều khiển của máy bán hàng

Khi người mua nhắn tin đến số máy điện thoại di động của máy bán hàng Bộ thu nhận tín hiệu từ mạng lưới thông tin liên lạc sẽ nhận tín hiệu và chuyển dữ liệu cho bộ thu thập dữ liệu đƣợc kết nối với bộ điều khiển trung tâm Bộ điều khiển trung tâm sẽ hiển thị các thông báo liên quan đến các tin nhắn, thông báo trạng thái hoạt động của máy, thông báo hướng dẫn người mua hàng thao tác trên máy để mua hàng, thông báo giá và sản phẩm để người mua hàng xác nhận mình đã lựa chọn đúng mã hàng cần mua, … Bên cạnh đó bộ điều khiển trung tâm điều khiển các động cơ chuyển động để thực hiện việc phân phát hàng hóa Sau khi hàng hóa đƣợc phân phát ra máy cũng có cơ cấu kiểm tra và đếm số lƣợng sản phẩm đã đƣợc bán ra phục vụ cho việc thống kê và kiểm toán số lƣợng hàng hóa đã bán ra.

Thiết kế và xây dựng hệ thống thông tin di động và quản lý dữ liệu

Ban đầu máy ở trạng thái hoạt động

Bộ điều khiển kích hoạt GSM modem hoạt động

Khi hệ thống không nhận được tin nhắn SMS yêu cầu kiểm toán và báo cáo tình trạng máy POS, hệ thống sẽ xác nhận lại yêu cầu kiểm toán thủ công Nếu có yêu cầu, hệ thống sẽ cập nhật cơ sở dữ liệu kiểm toán máy POS.

Nếu máy bán hàng nhận đƣợc tin nhắn SMS liên quan đến đến yêu cầu kiểm toán và thống kê tình trạng máy bán hàng Những các yêu cầu kiểm tra các thông tin:

Khi nhận được tin nhắn trực tuyến, bộ điều khiển sẽ thực hiện lệnh thu thập các thiết lập gốc từ cơ sở dữ liệu máy bán hàng Thiết lập này sau đó sẽ được gửi đến máy bán hàng ban đầu trong khi trạng thái của máy được cập nhật trên màn hình LCD Đồng thời, tin nhắn yêu cầu thực hiện thông điệp trực tuyến cũng được sao lưu trong hệ thống.

Khi máy nhận đƣợc một trong những tin nhắn yêu cầu nhƣ sau:

- Thông điệp nguồn điện yếu

- Thông điệp báo cáo định kỳ

Bộ điều khiển sẽ cập nhật các thông tin liên quan đến thông tin giao dịch và thông tin liên quan đến kiểm toán hàng tồn kho trong cơ sở dữ liệu Đồng thời gửi thông tin đến bộ phận quản lý máy bán hàng Từ đây sẽ thiết lập các thông điệp đến các bộ phận phù hợp Sau khi kết thúc quá trình thu thập và báo cáo, máy sẽ lưu các tin nhắn yêu cầu

Giải thuật quản lý thông tin di động và quản lý dữ liệu đƣợc trình bày ở hình 4.14

Nhận được tin nhắn SMS không?

Thu thập các thiết lập gốc từ các máy bán hàng từ cơ sở dữ liệu Có

Gửi các thiết lập đến các máy bán hàng ban đầu

Cập nhật trạng thái máy trên màn hình

Nhập tất cả các tin nhắn SMS

D Yêu cầu kiểm toán Cập nhật cơ sở dữ liệu

Hỏi cập nhật cơ sở dữ liệu không?

Chuyển yêu cầu đến máy bán hàng tự động

Nhận tin nhắn SMS không?

Thông tin cảnh báo Cập nhật hàng tồn kho và thông tin giao dịch trong cơ sơ dữ liệu

Cập nhật trạng thái máy trên màn hình Gửi thông tin đến máy bán hàng ban đầu

Hệ thống hoạt động cảnh báo Thông điệp trực tuyến

Thông điệp nguồn điện yếu

Thông điệp báo cáo định kỳ

Hình 4.14: Hệ thống thông tin di động và quản lý dữ liệu

Thiết kế và xây dựng chương trình điều khiển

Chương trình điều khiển được xây dựng bằng chương trình Visual basic C++

Sau khi nghiên cứu các giải thuật ở trên, một chương trình được viết ra cho phù hợp với chương trình điều khiển cho máy bán hàng.

Kết luận

Chương 4, sau khi thực hiện đã xác định được cấu trúc của hệ thống điện – điều khiển của máy bán hàng Xác định đƣợc các đối tƣợng điều khiển, các yêu cầu cần điều khiển Bên cạnh đó cũng trình bày đƣợc các sơ đồ thiết kế các mạch đèn LED hiển thị, sơ đồ mạch các nút nhấn lựa chọn, sơ đồ khối động cơ, sơ đồ khối các relay, sơ đồ khối mô đun giao tiếp GSM, sơ đồ khối vi điều khiển ATMEGA128 lựa chọn để điều khiển toàn bộ hoạt động của máy bán hàng Trong chương này cũng trình bày được các giải thuật điều khiển máy bán hàng hoạt động bằng tin nhắn Các giải thuật quản lý thông tin về giao dịch, hàng tồn kho, quản lý bán hàng trực tuyến và ngoại tuyến Đây là một phần quan trọng để góp phần quản lý có hiệu quả cho máy bán hàng Trong chương kế tiếp sẽ trình bày công nghệ gia công một số chi tiết dạng tấm cho máy bán hàng và một số bộ phận của hệ thống điện điều khiển.

CHẾ TẠO PHẦN CƠ KHÍ VÀ THI CÔNG PHẦN ĐIỆN – ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN HÀNG

Chế tạo một số chi tiết thuộc hệ thống cơ khí

Thông thường các bộ phận cơ khí của máy bán hàng được chế tạo từ thép tấm mạ kẽm Sau khi gia công tạo hình xong các chi tiết sẽ đƣợc hàn để định vị và tạo hình lần cuối Kết cấu của các bộ phận cơ khí máy bán hàng thường do nhiều chi tiết hàn ghép lại Phần dưới đây trình bày quy trình gia công chi tiết cửa trước của máy bán hàng

Bước 1: Cửa của máy bán hàng được làm từ một cuộn hoặc cuộn dây thép mạ kẽm Vào lúc bắt đầu của quá trình chế tạo, thép dưới dạng nguyên liệu tấm đi qua máy ép tự động làm phẳng nó và cắt nó thành tấm nhỏ hơn Bộ phận của cửa trước máy bán thường được hợp thành từ hai hay nhiều phần riêng biệt

Bước 2: Tấm thép được đưa vào máy dập và cắt Quá trình này tạo thành các lỗ và khe trên cửa để lắp các bu lông, ốc vít, các lỗ đi dây điện, khe hở cho lỗ thông hơi, và những kết cấu cần thiết cho máy

Bước 3: Tấm thép được đưa vào máy ép thủy lực để tạo hình cơ bản cho cửa

Bước 4: Các phần khác của cửa được hàn với nhau bằng phương pháp hàn tiếp xúc điểm, phần kim loại nối giữa 2 vị trí hàn đƣợc tan chảy và hòa lẫn vào nhau, tạo liên kết chắc chắn cho các chi tiết

Bước 5: Lúc này hình dạng cơ bản của cửa đã được tạo ra, giai đoạn tiếp theo là quá trình sơn phủ hóa chất bảo vệ và trang trí cho cửa

Một số máy dùng để gia công chế tạo các chi tiết dạng tấm của máy bán hàng đƣợc trình bày ở phần bên dưới

Hình 5.1: Máy đột dập CNC Turret Amada EM2510 NT

Hình 5.2: Máy dập Promecam RG 25 ton Một số các chi tiết dạng tấm của máy bán hàng đƣợc lựa chọn theo chiều dày tiêu chuẩn ở bảng 5.2

Bảng 5.1: Bảng liệt kê độ dày của các loại tấm kim loại dùng để gia công chi tiết dạng tấm cho máy bán hàng Độ dày (gauge) Độ dày thép tiêu chuẩn

(inches) Độ dày thép tráng kẽm

(inches) Độ dày của nhôm (inches)

Thông thường thì các chi tiết có độ dày 10 – 22 ga tương đương với độ dày từ 0.76 – 3.4 mm Các chi tiết dạng tấm còn lại của máy bán hàng thì đƣợc chế tạo theo 05 bước tương tự như các bước chế tạo cửa trước của máy bán hàng.

Một số các chi tiết cơ khí sau khi đã chế tạo

5.2.1 Chi tiết các ngăn chứa, thùng chứ sản phẩm

Thùng chứa của máy bán hàng sau khi chế tạo xong đƣợc trình bày ở hình 5.3

Hình 5.3: Chi tiết các ngăn chứa, thùng chứ sản phẩm

Máng nghiêng sau khi chế tạo đƣợc trình bày ở hình 5.4

Hình 5.4: Chi tiết máng nghiêng dẫn hướng sản phẩm vào khay bán hàng

Tấm dẫn hướng chai, lon nước sau khi chế tạo được trình bày ở hình 5.5.

Hình 5.5: Tấm dẫn hướng chai, lon nước Nắp che động cơ sau khi chế tạo đƣợc trình bày ở hình 5.6

Hình 5.6: Nắp che động cơ, cam, công tắc hành trình Nắp che chốt định vị thùng chứa sau khi chế tạo đƣợc trình bày ở hình 5.7.

Hình 5.7: Nắp che chốt định vị thùng chứa

Mặt bích định vị hộp số và động cơ sau khi chế tạo đƣợc trình bày ở hình 5.8.

Hình 5.8: Mặt bích định vị hộp số và động cơ Bích gắn cảm biến bán hàng sau khi chế tạo đƣợc trình bày ở hình 5.9.

Hình 5.9: Bích gắn cảm biến bán hàng Cam hình bán nguyệt sau khi chế tạo đƣợc trình bày ở hình 5.10

Hình 5.10: Cam hình bán nguyệt và cánh gạt Thùng chứa và máng nghiêng đƣợc lắp ráp đƣợc trình bày ở hình 5.11

Hình 5.11: Thùng chứa và máng nghiêng đƣợc lắp ráp vào bên trong máy Chi tiết thanh ray trên sau khi chế tạo đƣợc trình bày ở hình 5.12

Hình 5.12: và con lăn đỡ phía trên thùng chứa Chi tiết thanh ray dưới sau khi chế tạo được trình bày ở hình 5.12

Hình 5.13: Thanh ray đỡ phía dưới thùng chứa

Chốt định vị thùng chứa sau khi chế tạo đƣợc trình bày ở hình 5.12

Hình 5.14: Chốt định vị thùng chứa Khung cửa máy bán hàng sau khi gia công lắp ráp xong đƣợc thể hiện ở hình 5.15

Hình 5.15: Cửa chính máy bán hàng

Sau khi hoàn thiện các bộ phận cấu thành của máy bán hàng, bước tiếp theo là lắp ráp các cụm cơ khí với nhau để tạo thành một máy bán hàng hoàn chỉnh, có khả năng hoạt động như mong muốn Máy bán hàng sau khi lắp ráp xong được trình bày trong Hình 5.16.

Hình 5.16: Lắp ráp thùng chứa, thanh ray đỡ trên và dưới, chốt định vị thùng chứa

Thi công hệ thống điện – điều khiển

Một số các thành phần của hệ thống điện điều khiển đƣợc thi công và lắp ráp sẽ đƣợc trình bày ở phần dưới đây

5.3.1 Sơ đồ khối hiển thị và phím

Hình 5.18: Hình nút lựa chọn sản phẩm

Hình 5.19 Khối động cơ, cam và công tắc hành trình

Màn hình điều khiển có các phím nhấn chọn sản phẩm đƣợc kết nối thành ma trận phím (24 phím) tương ứng mỗi phím nhấn là đèn led báo tín hiệu tương ứng đầu ra xuất tín hiệu ―1‖ báo về hệ thống điều khiển trung tâm xử lý.

Thi công hệ thống thông tin di động

Một số hình ảnh chế tạo và lắp ráp hệ thống điều khiển, thông tin di động được trình bày ở các hình bên dưới Hình 5.24 là hình ảnh của một bộ nguồn cấp điện cho các mạch điện điều khiển.

. Hình 5.20: Hình bộ nguồn cấp điện cho các thiết bị điện tử và động cơ

Hình 5.25 và hình 5.26 là Board mạch của bộ điều khiển và GSM module sau khi thi công và lắp đặt

`Hình 5.21: Board mạch của bộ điều khiển Hình 5.22: GSM module sau khi thi công và lắp đặt

Trong chương này đã trình bày các bước chế tạo một số các chi tiết dạng tấm của máy bán hàng Cùng với một số bộ phận trong hệ thống điện – điều khiển đƣợc thi công và lắp ráp

KẾT LUẬN Đề tài đã thực hiện đƣợc những vấn đề sau:

 Đề xuất nguyên lý hoạt động của máy bán hàng dựa trên công nghệ di động và internet để giải quyết những khó khăn khi dùng tiền xu và tiền polymer để sử dụng máy bán hàng tại Việt Nam

 Thiết kế cấu trúc cơ khí của máy bán hàng dựa trên công nghệ di động và internet

 Thiết kế cấu trúc điện – điều khiển của máy bán hàng dựa trên công nghệ di động và internet

 Thi công, lắp ráp và tích hợp hệ thống điện - điều khiển cho máy bán hàng

Tuy nhiên vẫn còn một số khó khăn, vướng mắc:

 Chƣa thanh toán trực tiếp qua tài khoản điện thoại di động do các nhà mạng cung cấp dịch vụ điện thoại di động nhƣ Viettel, Mobiphone, Vinaphone, Vietnammobile, G-Mobile, và các nhà mạng cung cấp dịch vụ di động khác

Phương hướng phát triển Đề tài đã giải quyết đƣợc những khó khăn khi nhận dạng tiền xu và tiền polymer để thanh toán cho máy bán hàng bằng cách sử dụng điện thoại đi động làm phương tiện để thanh toán khi giao dịch với máy Nhằm mục đích phát triển hơn nữa máy bán hàng để nâng cao dịch vụ bán lẻ sản phẩm, thúc đẩy nhu cầu sử dụng máy của người dân trong nước, thì các phương hướng phát triển trong tương lai của luận văn được đề xuất nhƣ sau:

 Nghiên cứu và tích hợp sử dụng thẻ Smartcard cho máy bán hàng

 Nghiên cứu và sử dụng công nghệ Near Field Communication (NFC) để thanh toán cho máy bán hàng

Giải thuật điều khiển và thông tin liên lạc của máy bán hàng

Đảm bảo nguồn điện ổn định là điều kiện tiên quyết để máy hoạt động tốt Nguồn điện cung cấp phải có thông số 220V, 50 Hz Đối với những khu vực thường xuyên mất điện hoặc điện áp không ổn định, nên lắp đặt thêm bộ nguồn dự trữ để duy trì hoạt động của máy.

- điều khiển và thông tin liên lạc của máy là bộ vi điều khiển Nhiệm vụ của bộ vi điều khiển là quản lý và điều khiển các hoạt động liên quan đến việc giao tiếp bằng tin nhắn giữa người mua hàng và máy, xử lý và hiển thị các thông tin giao dịch, quản lý số lƣợng hàng hóa bán ra, quản lý quá trình bổ sung sản phẩm, quản lý và thống kê trong quá trình phân phối hàng hóa, quản lý quá trình hoạt động của máy qua công tắc điện trên cửa chính

Bộ vi điều khiển Mạch điện điều khiển AC ~

Pin dự phòng Modem không dây Dịch vụ thông tin liên lạc qua

Màn hình hiển thị thông tin

Giao diện mạch phân phát hàng hóa

Tín hiệu phân phát hàng hóa từ các ngăn chứa sản phẩm

Công tắc cửa chính Công tắc bổ sung/dịch vụ

Hình PL 1: Sơ đồ khối bộ điều khiển và thông tin liên lạc của máy bán hàng

Giải thuật kiểm tra, thiết lập hệ thống Đầu tiên máy ở trạng thái nghỉ, khi máy đƣợc khởi động bằng cách chuyển công tắc nguồn điện từ trạng thái tắt sang trạng thái mở

Lúc đó bộ nguồn qua bộ chuyển đổi cấp nguồn cho modem không dây một thông tin xác nhận đƣợc modem chuyển đến bộ xử lý trung tâm

Bộ xử lý thông tin tiếp nhận thông tin này và bắt đầu xử lý thông tin Bộ xử lý thông tin kiểm tra các yêu cầu trạng thái được cài đặt trước đó, quá trình này là một vòng lệnh kiểm tra nếu kết quả xác nhận trạng thái là có thì bộ xử lý sẽ cho phép mua hàng qua điện thoại di động và bộ điều khiển trung tâm sẽ cho phép các thiết bị liên quan đến quá trình mua bán qua điện hoạt động Đồng thời màn hình hiển thị thông báo cho phép mua bán qua điện thoại

Nếu trạng thái cài đặt đƣợc xác định ở vị trí không thì bộ điều khiển tắt hết các chức năng của các thiết bị liên quan đến quá trình mua bán qua điện hoạt động Đồng thời màn hình hiển thị thông báo không cho phép mua bán qua điện thoại

Khởi động modem không dây

Gửi thông tin xác nhận đến máy tính trung tâm

Nhận cài đặt từ máy tính trung tâm

Cho phép mua qua di động

Cho phép hoạt động chức năng mua sắm qua di động và quản lý tồn kho online

Gửi từ ―cho phép giao dịch‖ ra màn hình

A Tắt chức năng hoạt động mua sắm qua di động và quản lý tồn kho online Gửi từ ―Tắt mua sắm qua di động‖ ra màn hình

Tắt chức năng hoạt động mua sắm không dây và quản lý tồn kho online

Gửi từ ―Tắt mua sắm không dây‖ ra màn hình Có

Hình PL 2: Giải thuật kiểm tra, thiết lập hệ thống

Giải thuật điều khiển máy ở trạng thái hoạt động

Máy đang trong tình trạng hoạt động, bộ điều khiển sẽ luôn kiểm tra trạng thái hoạt động của máy và nếu có một giao dịch mua hàng đang thực hiện thì máy sẽ mở lựa chọn hàng hóa cho khách hàng

Bộ điều khiển tra quá trình giao hàng, nếu không có quá trình giao hàng, máy sẽ yêu cầu người mua thực hiện lại việc chọn hàng cần mua

Nếu máy đã phát hiện quá trình phân phát sản phẩm thì bộ điều khiển chuyển sang trạng thái thông báo hoàn thành giao dịch, và lưu trữ các thông tin liên quan đến mua hàng Đồng thời kiểm tra mức hàng tồn kho

Mức tồn kho có hai trường hợp:

- Mức tồn kho thấp thì gửi thông điệp đến máy tính trung tâm, báo mức tồn kho thấp, cần bổ sung thêm sản phẩm mới

- Mức tồn kho không ở mức thấp gửi thông báo đến máy kiểm soát dữ liệu trung tâm đồng thời mở chế độ mua hàng qua điện thoại di động

Trong quá trình mua hàng, nếu thời gian lựa chọn sản phẩm vượt quá thời gian cho phép, máy chức năng sẽ tự động lựa chọn sản phẩm hiện tại và thiết lập một quá trình lựa chọn sản phẩm mới để người dùng tiếp tục mua sắm.

Mở lựa chọn hàng hóa

Phát hiện quá trình giao hàng không?

Hoàn thành và lưu giữ thông tin giao dịch Có

Có quay số bằng điện thoại di động hay chưa?

Kiểm tra những tín hiện đã bán hàng

Kiểm tra mức tồn kho

Mức tồn kho thấp hay không?

Gửi thông điệp cảnh báo dịch vụ đến máy tính trung tâm Có

Gửi thông điệp cảnh báo dịch vụ đến máy tính trung tâm

Phát hiện bán ra không?

Báo cáo định kỳ không?

Có Mức năng lượng thấp hay không?

Có mở mua hàng qua di động hay không?

Có Gửi số một phần của số điện thoại đến màn hình điều khiển

Mở lựa chọn mua hàng hóa

Phát hiện quá trình giao hàng không?

Hoàn thành và lưu giữ thông tin giao dịch Có

Tắt lựa chọn mua hàng hóa

Gửi thông điệp cảnh báo dịch vụ đến máy tính trung tâm

Tắt nguồn điện Có Khô ng

Ghi nhận giá trị bộ đếm

Ghi nhận giá trị của công tắc cửa và công tắc bổ sung/dịch vụ Có giao dịch với máy không

Hình PL 3: Sơ đồ các lệnh và dòng dữ liệu của mua thông qua điện thoại đi động

Giải thuật mô tả các lệnh và dòng dữ liệu của kiểm tra hàng hóa tồn kho online

Trong quá trình hoạt động máy đƣợc lập trình để gửi các thông số kiểm toán về nơi quản lý doanh số máy bán hàng Quá trình này được mô tả qua giải thuật dưới đây

Máy ở trạng thái hoạt động, bộ điều khiển khởi động modem không dây, nhận tin nhắn từ máy tính điều khiển trung tâm Nếu có tin nhắn yêu cầu thì tùy theo yêu cầu cụ thể mà bộ điều khiển thực hiện các công việc sau: