Lưu đồ giải thuật

Từ những yêu cầu tính năng của máy đã nêu, sơ đồ khối hệ thống điện và sơ đồ kết nối nhóm có lưu đồ giải thuật để điều khiển máy chế biến sinh tố tự động như

Hình 3.10.

Hình 3.35: Lưu đồ giải thuật chung

Bắt đầu máy ở trong trạng thái sẵn sàng, người dùng chọn loại trái cây, lượng sữa, đường mong muốn và sau đó người dùng có hai lựa chọn đó là: ly có sẵn trong máy và ly của người dùng cấp vào. Nếu lựa chọn ly không có sẵn thì cơ cấu cấp ly sẽ hoạt động, ly được định kéo ra vị trí rót và định vị sau đó bắt đầu quy trình cấp liệu, nếu chọn ly có sẵn thì cửa sẽ mở ra và bệ chứa ly đi ra cho người dùng bỏ ly tương ứng vào đúng vị trí. Lúc này khi cảm biến nhận ly được kích lên thì cửa sẽ đóng đồng thời ly được đưa vào trong và cảm biến cửa đóng được kích lên, cơ cấu định vị ly cố định hoạt động và bắt đầu quy trình cấp liệu. Các nguyên liệu được cấp theo trình tự: trái cây, đá, đường, sữa. Sau đó nắp đậy cối xay đi ra, cối xay hoạt động trong thời gian đặt trước. Cơ cấu rót hoạt động. Cảm biến phát hiện cối xay được rót sẽ đợi trong khoảng thời gian đặt trước để sinh tố được rót hoàn toàn và cơ cấu rót quay về vị trí

lúc đầu. Sau lúc này, cơ cấu đẩy ly sẽ đưa ly ra cửa và cửa mở cho người dùng lấy sản phẩm ra. Khi đủ điều kiện để nhận biết người dùng đã hoàn toàn lấy sản phẩm xong thì cửa sẽ đóng lại và kích hoạt hệ thống vệ sinh. Hệ thống vệ sinh hoàn tất sẽ kết thúc một chu trình hoạt động của máy chế biến sinh tố tự động. Một chu trình mới sẽ sẵn sàng.

Hình 3.36: Lưu đồ giải thuật khâu vệ sinh

Sau khi hoàn tất việc người dùng nhận sản phẩm và cửa đóng lại hoàn toàn thì khâu vệ sinh sẽ được kích hoạt. Đầu tiên nước được bơm vào vệ sinh phễu trung gian, nước sẽ tiếp tục đổ xuống cối xay, sau đó nắp cối xay đậy cối xay lại, cối xay tự hoạt động để tự vệ sinh lưỡi dao và cối xay. Tiếp theo nắp cối xay mở ra đồng thời phễu nước thải sẽ đi ra, cối xay sẽ đổ nước thải vào phểu nước thải dẫn nước thải đi ra ngoài. Sau cùng là cối xay và phễu nước thải đi về vị trí ban đầu. Kết thúc chu trình.

Hình 3.37: Lưu đồ giải thuật mở cửa cho ly vào

Sau khi người dùng chọn tùy chọn ly có sẵn bên ngoài thì bệ chứa ly đi ra, tiếp

theo là mở cửa.Người dùng cho ly vào bệ chứa ly, khi cảm biến phát hiện ly nhận

được ly sẽ đến cảm biến phát hiện tay. Nếu tay lấy ra, cảm biến mất tín hiệu lúc này sẽ kích hoạt thời gian 3 giây tiếp theo để kiểm tra lại. Nếu cảm biến không phát hiện tay nữa thì sẽ kích hoạt cửa đóng, ngược lại cảm biến còn thấy tay thì sẽ quay lại bước đầu để thực hiện lại quy trình.

Sau khi người dùng thực hiện lệnh trên HMI, trái cây bắt đầu rơi vào phễu trung gian và rơi vào cối xay. Tiếp theo đó, nắp cối xay sẽ đóng và cối xay hoạt động trong khoảng 20 giây và dừng. Lúc này nắp cối xay sẽ mở, bộ phận rót hoạt động rót sinh tố trong cối vào ly khoảng 10 giây sau đó bộ phận rót quay về, kết thúc chu trình xay và rót.

Hình 3.39: Lưu đồ giải thuật lấy ly ra và đóng cửa

Sau khi xay và rót sinh tố vào ly thì bệ chứa ly đi ra, tiếp theo là mở cửa. Người dùng lấy ly ra từ bệ chứa ly, khi cảm biến phát hiện ly mất tín hiệu sẽ đến cảm biến phát hiện tay. Nếu tay lấy ra, cảm biến mất tín hiệu lúc này sẽ kích hoạt thời gian 3 giây tiếp theo để kiểm tra lại. Nếu cảm biến không phát hiện tay nữa thì sẽ kích hoạt cửa đóng, ngược lại cảm biến còn thấy tay thì sẽ quay lại bước đầu để thực hiện lại quy trình.

3.2.2. Giao diện người dùng

Để đáp ứng nhu cầu của người dùng, nhóm đã tìm ra các chức năng và giao diện đơn giản, tối ưu với mục đích sử dụng.

Hình 3.40: Tính năng cho người dùng

Để tạo thuận lợi cho việc kiểm tra và điều chỉnh các thông số máy trong quá trình

bảo dưỡng cho người quản lý, nhóm thiết kế tính năng cho người quản lý (Hình 3.40).

Hình 3.41: Tính năng cho người quản lý

Từ 2 tính năng dành cho người dùng và người quản lý, nhóm thiết kế giao diện

CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ

4.1. Hình ảnh thực tế

Hình 4.1: Vị trí màn hình trên máy

Hình 4.3: Màn hình cho người dùng

Hình 4.5: Màn hình đăng nhập vào quản lý

Hình 4.7: Màn hình cho người quản lý tầng 2

Hình 4.9: Tầng 2

4.2. Kết quả

Hình 4.12: Máy chế biến sinh tố tự động hoàn thiện

Qua thực nghiệm với nhiều lần chạy, nhóm nhận thấy cơ cấu cấp ly, hệ thống vệ sinh cùng với các cơ cấu và hệ thống phụ khác hoạt động tuyệt đối ổn định, chính xác. Cho ra những ly sinh tố không chỉ đạt chỉ tiêu về tỉ lệ thành phần mà còn đảm bảo được tính vệ sinh, thẩm mỹ và độ tươi ngon.

Hình 4.13: Chuẩn bị trái cây thái hạt lựu

Với trái cây (xoài, đu đủ, bơ, thanh long ruột đỏ, cà rốt) đã được thái hạt lựu trước như Hình 4.13 thì cơ cấu cấp liệu kết hợp đồng bộ với các cơ cấu khác đã cho ra

những ly sinh tố như Hình 4.14.

Cùng với một loại ly nhựa 500ml (HUU PHONG PLASTIC), độ chênh lệch lượng

sinh tố dựa theo chiều cao mà nhóm thu thập được thể hiện trong Bảng 4.1.

Bảng 4.1: Bảng chiều cao mực sinh tố trong ly

Lần thứ Chiều cao h (mm)

1 93 2 94 3 95 4 97 5 94 6 96 7 95 8 94 9 96 10 94

Tính toán sai số lượng sinh tố cho ra dựa vào chiều cao h của cùng một loại ly giữa các lần chạy như sau:

 Giá trị trung bình của chiều cao h: 1 2 3 ... 10 94,8

h h h h

A    

  (4.1)

Bảng 4.2: Bảng sai số tuyệt đối ứng với mỗi lần đo

1 A  1,8 2 A  0,8 3 A  0,2 4 A  2,2 5 A  0,8 6 A  1,2 7 A  0,2 8 A  0,8 9 A  1,2 10 A  0,8

 Sai số tuyệt đối trung bình của 10 lần đo

1 2 3 ... 10 1 10 A A A A A            (4.3)

Sau thời gian nghiên cứu và thực hiện kết quả đạt được sai số lượng sinh tố cho

Hình 4.15: Biểu đồ chiều cao mực sinh tố trong cùng một loại ly

Với từng loại sữa, đường mỗi thành phần đều có 3 mức chọn lựa đó là High, Medium và Low từ đó có 9 cách sự lựa chọn. Vì tính kinh tế nên nhóm chọn xoài là loại trái cây để xay ra 9 ly bằng máy và nhóm đã chọn ngẫu nhiên 20 bạn sinh viên Đại học Sư phạm Kỹ thuật để thu thập ý kiến về mức độ hài lòng về vị của sinh tố

như trong Bảng 4.3.

Bảng 4.3: Bảng mức độ hài lòng về vị của sinh tố

Người thứ Sự lựa chọn: Sữa(H-M-L), Đường (H-M-L)

HH HM MH HL LH MM ML LM LL 1          2          3          4          5          6          7          8         

79 9          10          11          12          13          14          15          16          17          18          19          20         

Ta có, đồ thị biểu thị số người đồng ý về mức lộ hài lòng của từng cách chọn mức

sữa, đường như Hình 4.16.

Hình 4.16: Biểu đồ sự hài lòng về vị sinh tố của người dùng từ các tổ hợp mức chọn Sữa - Đường

Hình 4.17: Kết quả

Máy chế biến sinh tố tự động mà nhóm thực hiện nghiên cứu có nhiều ưu điểm. Đầu tiên, sản phẩm từ nghiên cứu có tính ứng dụng cao. Sinh tố máy làm ra thơm ngon, mát lạnh, đảm bảo chất lượng và an toàn thực phẩm.

Thứ hai, giá thành máy của nhóm phù hợp với nhu cầu người dùng trong nước. Máy có kích thước nhỏ gọn, thuận lợi việc lắp đặt ở nhiều nơi. Bên cạnh đó, cửa máy của nhóm, cửa kính tầng trên cùng cùng với ngăn vách bên hông máy được gắn bản lề ở vỏ máy giúp thuận lợi trong quá trình cung cấp nguyên liệu và theo dõi quá trình hoạt động của máy.

Một ưu điểm nổi bậc khác đó chính là các cơ cấu được thiết kế theo dạng module lắp theo cụm vào vỏ máy. Ngoài ra nhóm sử dụng các cơ cấu đơn giản và dễ dàng tháo lắp thuận tiện cho việc dễ dàng bảo trì và sửa chữa.

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1. Kết luận

Từ những yếu tố trên nhóm thiết nghĩ mỗi sản phẩm đều có những ưu và nhược điểm riêng biệt tuy nhiên đều có một mục đích chung và duy nhất là phục vụ nhu cầu của người tiêu dùng. Việc nhanh chóng tiếp nhận những nhận xét trực tiếp từ người dùng sẽ góp phần hết sức to lớn vào việc cải tiến, phát triển sản phẩm góp phần đem lại sự tiện lợi cho người tiêu dùng. Với việc chế tạo thành công máy chế biến sinh tố tự động đã góp phần to lớn vào sự phát triển của nền công nghiệp máy thực phẩm tự động nói chung cũng như người tiêu dùng nói riêng: đảm bảo chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm, tiết kiệm thời gian, tiết kiệm chi phí. Không những thế đó còn là việc tự chủ về công nghệ không phụ thuộc vào công nghệ nước ngoài góp phần không nhỏ trong việc phát triển máy thực phẩm tự động ở phạm vi trong nước.

Sản phẩm nghiên cứu và các kết quả của đề tài đã được thực hiện bám sát theo nội dung đã đăng ký, gồm:

 Chế tạo thành công máy có kích thước: 765x710x1700 (mm)

 Thiết kế, chế tạo thành công các cơ cấu chính và phụ

 Thiết kế, lắp ráp thành công bộ khung vỏ máy (cover) bằng thép tấm tăng

tính thẫm mỹ

 Thiết kế, đi dây thành công hệ thống an toàn điện

 Thiết kế, lập trình thành công hệ thống điều khiển

 Đầu ra là ly sinh tố thơm ngon, bổ dưỡng với thể tích đạt khoảng 400ml

 Năng suất đạt: 90 giây/ly, 20 ly/ngày

 Tính năng gồm: Chọn loại trái cây, Chọn ly có sẵn trong máy hoặc ly từ bên

ngoài đưa vào, vệ sinh, báo hết ly, quản lý manual

 Các loại trái cây tương thích: xoài, dâu, bơ, chuối, thanh long, đu đủ, cà rốt,

sa pô chê

 Quá trình thực nghiệm và sản phẩm: Máy làm sinh tố tự động thành công,

5.2. Hướng phát triển

Bên cạnh những ưu điểm trên thì Máy chế biến sinh tố tự động của nhóm vẫn

còn một số vấn đề nhỏ. sản phẩm chưa được như mong muốn và sử dụng khí nén gây ồn trong quá trình hoạt động và không gian đặt máy nén khí. Đồng thời, những nguyên liệu phải được cung cấp và vệ sinh thủ công ở một số bộ phận.

Vì sản phẩm được nghiên cứu, thiết kế và chế tạo trong tình trạng thời gian ngắn, giới hạn của đề tài, tài chính không nhiều và chưa qua cải tiến chỉnh sửa nên mặt dù

đã hoàn thành lắp đặt máy, thì Máy chế biến sinh tố tự động vẫn còn một số vấn đề

nhỏ, cần cải tiến nhằm đạt hiệu suất tối đa trong sản xuất và tính tiện lợi với người dùng. Một số hướng phát triển nhóm muốn hướng đến:

 Nhóm mong muốn sẽ thay thế tất cả cơ cấu truyền động từ xi lanh khí nén sang

động cơ để giảm tiếng ồn trong quá trình hoạt động, giảm đi không gian đặt máy nén khí và đặc biệt là đảm bảo hơn trong vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm. Nếu có sử dụng khí nén ở một vài chuyển động thì các van khí phải được cách ly hẵn với các tầng nguyên liệu và sinh tố để đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. Trong tương lai nhóm cũng sẽ dời các van khí xuống tầng ba và cách lý tuyệt đối để hạn chế thấp nhất khí rò ra ngoài

 Các khớp nối, khớp xoay, ổ lăn, ổ bi, ụ đỡ,… các chi tiết kim loại phải được

bảo trì, bảo dưỡng bôi trơn bằng dầu thì nhóm sẽ thay bằng vật liệu là in 3D, vì nhựa có thể tự bôi trơn giúp giảm được thời gian cũng như công sức bảo trì và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm

 Nâng cấp bộ phận cấp liệu để có thể cung cấp đa dạng nhiều loại trái cây và

dung tích chứa. Bổ sung thêm bộ phận dán nắp ly, cấp ống hút tự động

 Tại khâu vệ sinh, sau khi vệ sinh thì trong cối xay vẫn còn một lớp ván sữa,

hỗn hợp sinh tố bám trên thành cối. Đây chính là nơi vi sinh vật phát triển. Nên nhóm đã suy nghĩ nếu có thời gian, điều kiện nhóm sẽ chọn một loại ly khác, dày hơn, cứng vững hơn. Nguyên liệu sẽ được cấp trực tiếp vào ly mà không thông qua phễu trung gian nữa và khâu xay bây giờ chỉ còn là lưỡi dai và nắp đậy. Lưỡi dao sẽ đi xuống cùng với nắp đậy và xay sinh tố. Ly sinh tố đó sẽ được đưa ra người dùng và vệ sinh chỉ còn là vệ sinh lưỡi dao và nắp đậy mà thôi. Từ đó vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm được đảm bảo

 Hướng đến sự minh bạch, tăng cao niềm tin với người dùng và thu hút thì

nhóm sẽ thay thế một phần khung vỏ máy là mặt kính để mọi người có thể quan sát cụ thể quá trình làm ra một ly sinh tố như thế nào.

 Nâng cấp khả năng giám sát quy trình hoạt động và tình trạng của máy (kiểm

tra lỗi, nhiệt độ khoang lạnh, lượng trái cây,…) và thống kê, lưu trữ hiệu suất làm việc của máy. Bổ sung tính năng giao tiếp với người dùng qua internet, đặc biệt là khả năng thanh toán chi phí hướng đến mục đích phát triển lên thành máy bán hàng tự động thông minh

 Hoàn thiện máy cho hướng sản xuất đại trà, giảm giá thành sản xuất nhưng đạt

hiệu suất cao và ổn định. Do hạn chế của một đồ án tốt nghiệp, nên chỉ dùng lại ở sản xuất đơn chiếc. Nhóm rất hy vọng có thể cải tiến máy để sản xuất đại

Công thức pha chế sinh tố