BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM VIỆN KỸ THUẬT HUTECH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI HỆ THỐNG RỬA VÀ PHÂN LOẠI CÀ CHUA THEO MÀU SẮC VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Ngành Kỹ thuật điện – điện tử GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN PGS TS NGUYỄN HÙNG Sv thực hiện Mssv Lớp Lê Hoàng Ân 1711020170 17DDCA1 Trần Văn Lộc 1711020511 17DDCA1 Đàm Trần Minh Tâm 1711020077 17DDCA1 TP Hồ Chí Minh, 2021 ii Lời Cảm Ơn Lời đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn các giảng viên Trường Đại Học Công ngh.
GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI
Đặt Vấn Đề
Hiện nay, điều khiển tự động đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý và công nghiệp tự động hóa Việc nắm bắt và áp dụng hiệu quả công nghệ điều khiển tự động là cần thiết để góp phần vào sự phát triển chung của ngành khoa học kỹ thuật Qua những chuyến tham quan doanh nghiệp, chúng tôi nhận thấy nhiều quy trình tự động hóa trong sản xuất, đặc biệt là khâu phân loại nông sản thực phẩm sử dụng bộ điều khiển lập trình PLC Mitsubishi.
Tình Hình Nghiên Cứu
Sau khi nghiên cứu các đề tài trước đây, nhóm đã chọn đề tài “Hệ thống rửa và phân loại cà chua theo màu sắc” Nhiều mô hình phân loại nông sản hiện tại chỉ phân loại theo chiều cao hoặc khối lượng, nhưng không phù hợp với nông sản có kích thước nhỏ và màu sắc biến đổi Do đó, cần một hệ thống phân loại dựa trên màu sắc Hơn nữa, nhiều hệ thống hiện tại chỉ thực hiện phân loại mà không giám sát quá trình, vì vậy việc xây dựng giám sát cho hệ thống phân loại là cần thiết.
Mục Tiêu Đề Tài
Nhóm nghiên cứu tập trung vào vi điều khiển và PLC Mitsubishi iQ-R, nhằm khám phá ứng dụng thực tiễn của chúng Mục tiêu là thiết kế và thi công mô hình phân loại cà chua dựa trên màu sắc.
Nhiệm Vụ Nghiên Cứu
Nhiệm vụ 1 bao gồm việc nghiên cứu tài liệu về vi điều khiển và lập trình vi điều khiển, tìm hiểu cấu tạo và chức năng của biến tần, lập trình PLC, cũng như nghiên cứu cảm biến Tcs3200, board Arduino Nano V3 và cảm biến vật cản hồng ngoại.
Nhiệm vụ 2 yêu cầu lựa chọn giải pháp thiết kế và thi công mô hình dựa trên dữ liệu thu thập được từ đặc tính màu sắc của cà chua Để thực hiện, cần kết nối cảm biến TCS3200 với Arduino cùng với các linh kiện liên quan.
- Nhiệm vụ 3: Thiết kế lưu đồ giải thuật và viết chương trình điều khiển cho Arduino và PLC
Nhiệm vụ 4 bao gồm việc thử nghiệm và điều chỉnh phần mềm cũng như phần cứng nhằm tối ưu hóa mô hình và nâng cao tính dễ sử dụng Đồng thời, cần đánh giá các thông số của mô hình so với thông số thực tế và hiệu suất hoạt động của hệ thống so với các tính toán đã được thực hiện.
- Nhiệm vụ 5: Viết báo cáo thực hiện
- Nhiệm vụ 6: Đánh giá kết quả thực hiện
Phạm Vi Nghiên Cứu
Mô hình phân loại theo quy mô nhỏ
Phân Loại theo 3 màu: Xanh, Vàng và Đỏ
Tốc độ phân loại chậm, vừa, nhanh.
Ý Nghĩa Đề Tài
Phân loại cà chua là một vấn đề quan trọng mà nhiều doanh nghiệp và nông dân đang áp dụng hiện nay Các hệ thống phân loại tự động có quy mô đa dạng, tùy thuộc vào số lượng và màu sắc yêu cầu, nhưng chi phí đầu tư cho chúng thường khá cao, đặc biệt là ở Việt Nam Do đó, nhiều doanh nghiệp vẫn phụ thuộc vào sức lao động con người cho công việc này Mặc dù có băng chuyền để vận chuyển cà chua, nhu cầu về một hệ thống phân loại hiệu quả ngày càng gia tăng Hiện nay, nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế, nhiều doanh nghiệp đã bắt đầu sử dụng dây chuyền phân loại cà chua.
Cà chua được phân loại theo nhiều tiêu chí như kích thước, khối lượng, mã vạch và hình ảnh, dẫn đến chi phí sản xuất cao Do đó, sau khi thu hoạch, nông dân vẫn phải phân loại cà chua bằng tay.
Với chi phí cao của các hệ thống phân loại hiện có, nhóm chế tạo đã phát triển hệ thống phân loại cà chua tự động theo màu sắc, nhằm đáp ứng nhu cầu của nông dân Việt Nam với giá thành hợp lý hơn.
Kết Cấu Đồ Án
Trình bày vấn đề dẫn nhập, lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn và bố cục đồ án
- Chương 2: Tổng quan giải pháp
Tổng quan về hệ thống, nguyên tắc hoạt động của hệ thống, tổng quan về các thiết bị có trong hệ thống,
- Chương 3: Phương pháp giải quyết
Tổng hợp, phân tích, đánh giá những hệ thống phân loại đã có, đề xuất ra phương án giải quyết của mình
- Chương 4: Quy trình thiết kế (sản phẩm, mô hình vật lý, mô hình mô phỏng)
- Chương 5: Thi công sản phẩm (mô hình vật lý, chạy thử mô hình mô phỏng) Thi công hệ thống, lưu đồ, đưa ra giải thuật và chương trình
Chương 6: Đánh giá kết quả và thảo luận trình bày những kết quả đạt được sau thời gian nghiên cứu, kèm theo một số hình ảnh minh họa hệ thống Phần này cũng đưa ra những nhận xét và đánh giá toàn diện về hiệu quả hoạt động của hệ thống, nhằm làm rõ những đóng góp và hạn chế trong quá trình thực hiện.
TỔNG QUAN GIẢI PHÁP
Đặc Tính Và Màu Sắc Của Cà Chua
Cây cà chua là loại cây chịu hạn tốt và phát triển mạnh trong điều kiện tự nhiên bình thường Đây là cây dài ngày, có thân thảo màu xanh, thẳng và có lông Rễ cây cà chua thuộc dạng rễ chùm, phân nhánh Lá của cây có cấu trúc lá kép, có răng cưa, nhám và có lông Hoa cà chua là hoa lưỡng tính, tự thụ phấn, nở thành từng chùm với màu vàng tươi và có 5 cánh.
Quả cà chua khi non có màu xanh, và dần chuyển sang màu vàng, màu cam, đến khi chín hẳn có màu đỏ tươi
Quả cà chua hình tròn, bầu dục hoặc hơi dẹt, nhẵn, căng mọng và có nhiều hột thịt.
Công Dụng Của Cà Chua
Cà chua rất tốt cho sức khỏe mắt, đặc biệt đối với những người có thị lực yếu hoặc mắc bệnh quáng gà, nhờ vào hàm lượng cao vitamin A và vitamin C Vitamin A trong cà chua không chỉ giúp cải thiện thị lực mà còn có tác dụng ngăn ngừa thoái hóa điểm vàng và giảm nguy cơ đục thủy tinh thể.
Cà chua chứa hàm lượng lycopene cao, giúp phòng chống nhiều loại ung thư như ung thư tuyến tiền liệt, dạ dày, cổ tử cung và đại tràng Ngoài ra, lycopene còn có tác dụng chống oxy hóa mạnh, bảo vệ da khỏi tác hại của ánh nắng mặt trời Sử dụng mặt nạ cà chua hàng ngày sẽ giúp làn da bạn trở nên sáng bóng và khỏe mạnh.
Cà chua chứa các chất chống ôxy hóa giúp bảo vệ thận và thành mạch, từ đó giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu đường Hàm lượng crom và các hợp chất oxy hóa trong cà chua hỗ trợ hiệu quả trong việc kiểm soát lượng đường trong máu.
Giúp ngủ ngon: hàm lượng vitamin C và lycopene có tác dụng giúp ngủ ngon hơn
Người bị thiếu ngủ nên thêm cà chua vào bữa ăn hàng ngày, vì cà chua không chỉ giúp cải thiện giấc ngủ mà còn cung cấp vitamin K và canxi, giúp xương chắc khỏe Thực tế, những người thường xuyên ăn cà chua có tỷ lệ loãng xương thấp hơn nhiều.
Cà chua chứa carotenoid và bioflavonoid, có tác dụng chống viêm hiệu quả, giúp hỗ trợ điều trị các bệnh mãn tính Đặc biệt, những người mắc bệnh tim mạch hoặc Alzheimer nên thường xuyên bổ sung cà chua vào chế độ ăn uống để cải thiện sức khỏe.
Cà chua là thực phẩm lý tưởng cho việc giảm cân nhờ vào hàm lượng chất béo thấp, không chứa cholesterol và giàu chất xơ, giúp bạn cảm thấy no lâu hơn.
Tổng Quan Hệ Thống Phân Loại Cà Chua
Sau khi thu hoạch, nông sản cần trải qua quy trình phân loại để loại bỏ những sản phẩm không đạt yêu cầu Đối với cà chua, hệ thống phân loại sử dụng băng tải để vận chuyển và phân loại theo các tiêu chí như kích thước, khối lượng và màu sắc Mục tiêu là lựa chọn những quả cà chua chất lượng tốt nhất, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng.
Nguyên Tắc Phân Loại Cà Chua
- Phân loại theo kích thước
Cà chua được phân loại theo kích thước để đạt độ đồng đều, tăng tính thẩm mỹ và thu hút người tiêu dùng Tuy nhiên, phương pháp này không đảm bảo chất lượng, vì không thể phân biệt được cà chua đã chín hay còn xanh.
- Phân loại theo màu sắc
Việc chọn lọc cà chua theo màu sắc không chỉ đảm bảo chất lượng trái cây mà còn giúp dễ dàng hơn trong việc bảo quản và tính toán thời gian bảo quản phù hợp Mặc dù phân loại theo màu sắc không đảm bảo sự đồng đều và đẹp mắt cho các quả, nhưng chất lượng vẫn là yếu tố hàng đầu, vì vậy đây là nguyên tắc quan trọng nhất trong phân loại cà chua.
- Phân loại theo khối lượng
Tương tự như nguyên tắc phân loại theo kích thước, việc phân loại theo khối lượng cũng giúp đánh giá độ đồng đều của quả Sự khác biệt nằm ở chỗ nguyên tắc này tập trung vào khối lượng để phân loại sản phẩm.
8 dựa trên việc đo đạc về khối lượng của quả cà chua Và việc này cũng không đảm bảo được chất lượng của quả sau phân loại.
Tổng Quan Về Vi Điều Khiển Và PLC
2.5.1.Tổng quan về vi điều khiển a) Giới thiệu
Vi điều khiển là một máy tính tích hợp trên một chip, chủ yếu dùng để điều khiển các thiết bị điện tử Nó bao gồm một vi xử lý có hiệu suất đủ dùng và giá thành thấp, kết hợp với các khối ngoại vi như bộ nhớ, các module vào/ra, và các module chuyển đổi giữa tín hiệu số và tương tự Khác với máy tính, nơi các module thường được xây dựng bằng các chip và mạch ngoài, vi điều khiển mang lại sự tiện lợi và hiệu quả cho nhiều ứng dụng điện tử.
Vi điều khiển là thành phần quan trọng trong việc phát triển các hệ thống nhúng, đồng thời được ứng dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị điện và điện tử như máy giặt, lò vi sóng, điện thoại, đầu đọc DVD, thiết bị đa phương tiện và dây chuyền sản xuất tự động.
Hình 2 1 Cấu tạo vi điều khiển https://dientutuonglai.com/tim-hieu-vi-dieu-khien.html
9 b) Cấu tạo của Vi Điều Khiển
CPU là bộ não của vi điều khiển, chịu trách nhiệm nạp, giải mã và thực thi lệnh Nó kết nối tất cả các bộ phận của vi điều khiển thành một hệ thống thống nhất, với chức năng chính là tìm nạp và giải mã lệnh từ bộ nhớ chương trình Bộ nhớ, tương tự như bộ vi xử lý, lưu trữ dữ liệu và chương trình, thường bao gồm RAM và ROM (như EEPROM, EPROM) hoặc bộ nhớ flash để lưu trữ mã nguồn Các cổng đầu ra/đầu vào được sử dụng chủ yếu để điều khiển và giao tiếp với các thiết bị như màn hình LCD, đèn LED, máy in và bộ nhớ cho vi điều khiển.
Cổng nối tiếp tạo ra giao diện nối tiếp giữa vi điều khiển và các thiết bị ngoại vi khác như cổng song song
Bộ đếm thời gian và bộ đếm là những chức năng quan trọng của vi điều khiển, cho phép thực hiện nhiều tác vụ như đếm thời gian, phát xung, đo tần số và tạo ra dao động Một vi điều khiển có thể tích hợp nhiều bộ đếm để phục vụ cho các ứng dụng khác nhau, bao gồm cả việc đếm xung từ bên ngoài Chức năng chính của bộ phận này là đảm bảo hoạt động chính xác của đồng hồ và các tín hiệu liên quan.
Bộ chuyển đổi tín hiệu (ADC) là thiết bị chuyển đổi tín hiệu Analog thành dạng Digital Tín hiệu đầu vào phải ở dạng Analog, chẳng hạn như đầu ra từ cảm biến, trong khi đầu ra của bộ chuyển đổi sẽ ở dạng Digital Đầu ra Digital này có thể được ứng dụng trong các thiết bị kỹ thuật số, ví dụ như các thiết bị đo lường.
Bộ chuyển đổi DAC (Digital to Analog Converter) thực hiện chức năng ngược lại với ADC, chuyển đổi tín hiệu số thành dạng tương tự Thiết bị này thường được sử dụng để điều khiển các thiết bị tương tự như động cơ DC và các ổ đĩa Ngoài ra, điều khiển ngắt cũng được áp dụng để tạm ngừng (trễ) một chương trình làm việc.
Việc ngắt có thể ở bên ngoài (được kích hoạt bằng cách sử dụng chân ngắt) hoặc bên trong (bằng cách sử dụng lệnh ngắt trong khi lập trình)
Khối chức năng đặc biệt là một loại vi điều khiển được thiết kế cho những ứng dụng cụ thể như hệ thống không gian và robot Những bộ điều khiển này tích hợp các cổng bổ sung nhằm thực hiện các hoạt động đặc thù, phục vụ cho các nhiệm vụ chuyên biệt trong các lĩnh vực này.
2.5.2.Tổng quan về PLC a) Giới thiệu
Kỹ thuật điện tử đã đạt được những tiến bộ đáng kể và sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ trong tương lai, đóng vai trò quan trọng trong sản xuất công nghiệp, đặc biệt trong bối cảnh hội nhập hiện nay Để tăng sức cạnh tranh, các doanh nghiệp không ngần ngại giảm giá thành sản phẩm, trong đó PLC (Programmable Logic Controller) là một giải pháp hiện đại PLC có khả năng tự động hóa quy trình sản xuất mà không cần sự can thiệp của con người, tích hợp mọi chức năng cần thiết trong một thiết bị nhỏ gọn Hệ thống tự động này được tối ưu hóa khi kết hợp với máy vi tính, cho phép điều khiển và kiểm soát quá trình sản xuất hoàn toàn thông qua máy tính.
PLC, hay Bộ điều khiển Logic có thể lập trình được, là thiết bị điều khiển có khả năng thay đổi thuật toán điều khiển linh hoạt theo yêu cầu của người sử dụng thông qua ngôn ngữ lập trình Khác với các bộ điều khiển thông thường chỉ thực hiện một thuật toán cố định, PLC cho phép thực hiện đa dạng các bài toán điều khiển, mang lại sự linh hoạt và hiệu quả cao trong các ứng dụng công nghiệp.
Hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất PLC như Siemens (Đức), Omron (Nhật Bản), Mitsubishi (Nhật Bản), Delta (Đài Loan)
Popular programming languages include LAD (Ladder Logic), FBD (Function Block Diagram), and STL (Statement List), with Ladder Logic being the most favored programming language for PLCs (Programmable Logic Controllers).
Tất cả các PLC đều bao gồm các thành phần chính như bộ nhớ chương trình RAM bên trong, có khả năng mở rộng với bộ nhớ ngoài EPROM Ngoài ra, PLC còn có bộ vi xử lý và cổng giao tiếp để kết nối với các module I/O.
Một bộ PLC hoàn chỉnh bao gồm một đơn vị lập trình, có thể là bằng tay hoặc máy tính Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều được trang bị đủ RAM để lưu trữ chương trình hoàn thiện hoặc bổ sung Đối với đơn vị lập trình xách tay, RAM thường là loại CMOS với pin dự phòng, và chỉ khi chương trình đã được kiểm tra, nó mới được truyền sang bộ nhớ PLC Các PLC lớn thường sử dụng máy tính để lập trình, giúp hỗ trợ việc viết, đọc và kiểm tra chương trình Các đơn vị lập trình kết nối với PLC qua các cổng như RS232, RS422, RS485, v.v.
Bộ nhớ trong PLC được yêu cầu trong nhiều trường hợp, bao gồm việc làm bộ định thời cho các kênh trạng thái I/O và làm bộ đệm trạng thái cho các chức năng như định thời, đếm và ghi các Relay.
Mỗi lệnh trong chương trình được lưu trữ tại một vị trí riêng biệt trong bộ nhớ, với các vị trí này được đánh số bằng địa chỉ bộ nhớ Địa chỉ của từng ô nhớ được quản lý bởi bộ đếm địa chỉ trong bộ vi xử lý, và bộ vi xử lý sẽ tăng giá trị của bộ đếm này lên một trước khi thực hiện lệnh tiếp theo Khi có địa chỉ mới, nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ được hiển thị ra đầu ra, quá trình này được gọi là quá trình đọc.
Bộ nhớ bên trong PLC được cấu thành từ các vi mạch bán dẫn, với khả năng lưu trữ từ 2.000 đến 16.000 dòng lệnh tùy thuộc vào loại vi mạch Trong hệ thống PLC, cả RAM và EPROM đều được sử dụng để đảm bảo hiệu suất hoạt động.
Tổng Quan Về Biến Tần
Biến tần là thiết bị quan trọng trong công nghiệp, được cấu tạo từ các bộ phận như mạch chỉnh lưu, tụ điện nắn phẳng, và mạch nghịch lưu, nhằm nhận nguồn điện đầu vào cố định và biến đổi thành nguồn điện ba pha có điện áp và tần số linh hoạt Chức năng chính của biến tần là điều khiển tốc độ động cơ, giúp tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng trong các ứng dụng khác nhau.
Chức năng của biến tần
Biến tần là thiết bị điều chỉnh tần số dòng điện cung cấp cho cuộn dây trong động cơ, cho phép kiểm soát tốc độ động cơ một cách linh hoạt mà không cần sử dụng hộp số cơ khí Thiết bị này hoạt động dựa trên các linh kiện bán dẫn để thực hiện việc đóng ngắt tuần tự.
Hình 2 2 Cấu tạo biến tần
14 dòng điện đặt vào các cuộn dây của động cơ để làm sinh ra từ trường xoay làm quay động cơ
Có nhiều loại biến tần như: Biến tần AC, biến tần DC; biến tần 1 pha 220V, biến tần
Các dòng biến tần 3 pha 220V và 380V không chỉ đa năng mà còn bao gồm các loại chuyên dụng như biến tần cho bơm, quạt, nâng hạ, cẩu trục, thang máy và hệ thống điều hòa.
PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT
Giới Thiệu Về Các Loại Máy Phân Loại Cà Chua Đã Có
Hiện nay, máy phân loại cà chua chủ yếu phân loại theo kích thước, nhưng còn nhiều hạn chế như không phân biệt được cà chua chín và xanh, thiếu hệ thống rửa và đóng gói Bên cạnh đó, công suất lớn và giá thành cao cũng khiến nông dân gặp khó khăn trong việc tiếp cận thiết bị này.
Các loại máy phân loại có trên thị trường
Hình 3 1 Máy phân loại cà chua theo kích thước https://abmvietnam.com/
- Máy phân loại nhanh, nhiều
- Thanh phân loại dạng lưới giúp cà chua đi qua để phân loại dễ dàng hơn
- Không phân biệt được màu sắc của cà chua
- Không có hệ thống rửa và đóng gói
Máy phân loại được với số lượng nhiều
Con lăn trơn cà chua khó đi qua để phân loại
Không có hệ thống rửa và đóng gói
Đánh Giá Nhu Cầu Của Người Tiêu Dùng
- Theo bài khảo sát đã làm trước đó: chúng tôi có các kết quả sau
3.2.1 Khảo sát mức độ sử dụng cà chua
Hình 3 2 Máy phân loại cà chua sử dụng con lăn
Hình 3 3 Khảo sát về nhu cầu người sử dụng cà chua
Theo khảo sát, 43,5% người tiêu dùng thường xuyên tiêu thụ cà chua, trong khi 26,1% sử dụng không thường xuyên Điều này cho thấy nhu cầu tiêu thụ cà chua của người tiêu dùng là rất cao.
3.2.2 Khảo sát nhu cầu lựa chọn cà chua theo tiêu chí của người tiêu dùng
Theo như khảo sát, người tiêu dùng thường chọn cà chua theo các tiêu chí như:
3.2.3 Khảo sát mức độ hài lòng của người tiêu dùng với sản phẩm phân loại cà chua theo màu sắc
Theo khảo sát có tới 95,7% người tiêu dùng muốn sử dụng sản phẩm
Hình 3 5 Mức độ hài lòng của khách hàng đối với sản phẩm
Hình 3 4 Khảo sát tiêu chí lựa chọn cà chua của người tiêu dùng
3.2.4 Khảo sát vấn đề trở ngại của người tiêu dùng khi sử dụng cà chua được phân loại bằng máy
Hình 3 6 Khảo sát vấn đề trở ngại của người tiêu dùng
Khảo sát cho thấy phần lớn người tiêu dùng lo ngại rằng việc phân loại cà chua bằng máy có thể dẫn đến tình trạng dập nát và không phát hiện được các vết hư hỏng.
3.2.5 Mức độ tin dùng của người tiêu dùng với hệ thống phân loại
Mức độ tin dùng của người tiêu dùng với hệ thống phân loại khi khắc phục được trở ngại của khách hàng nằm ở 30,4%
Hình 3 7 Mức độ tin tưởng của người tiêu dùng đối với hệ thống phân loại khi khắc phục được trở ngại của khách hàng
Phương Pháp Khắc Phục
Hệ thống phân loại cà chua của chúng tôi khắc phục những nhược điểm của các hệ thống hiện có và dựa trên các khảo sát thực tế, mang lại nhiều ưu điểm nổi bật.
Trước khi cà chua được phân loại sẽ được rửa thông qua hệ thống rửa tự động
Cà chua được phân loại dựa trên cảm biến màu sắc, giúp cung cấp những sản phẩm có mức độ chín phù hợp với nhu cầu của người tiêu dùng.
Cà chua sau khi được phân loại sẽ được đóng gói cẩn thận
Băng tải ổn định, không làm cho cà chua bị dập
QUY TRÌNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG RỬA VÀ PHÂN LOẠI CÀ
Giới Thiệu Về Arduino Nano V3
Arduino Uno là một bo mạch vi điều khiển do Arduino.cc phát triển, sử dụng vi điều khiển AVR Atmega328P Nền tảng điện tử mã nguồn mở này cho phép người dùng tạo ra các ứng dụng điện tử tương tác thông qua sự kết hợp giữa phần mềm và phần cứng hỗ trợ.
Arduino Nano V3 là một board mạch nhỏ gọn, được thiết kế dựa trên vi điều khiển Atmega328, với đầy đủ các tính năng tương tự như Arduino Uno R3 Cả hai mạch đều sử dụng Atmega328, nhưng Arduino Nano V3 có thêm 2 chân đọc tín hiệu ADC A6 và A7, mang lại khả năng mở rộng và linh hoạt hơn cho các dự án điện tử.
Arduino Nano là phiên bản nhỏ gọn của Arduino Uno R3, sử dụng vi điều khiển ATmega328P-AU Nhờ sử dụng cùng một loại MCU, mọi tính năng và chương trình từ Arduino Uno đều có thể áp dụng trên Arduino Nano Một lợi thế nổi bật của Arduino Nano là nó có thêm 2 chân Analog A6 và A7 nhờ vào việc sử dụng IC dán, điều này mang lại nhiều khả năng mở rộng hơn so với Arduino Uno.
21 https://ritech.com.vn/gioi-thieu-ve-arduino-nano/
Các thông số cơ bản trên arduino
Bảng 1 Các thông số cơ bản trên arduino
Vi điều khiển ATmega328P-AU Điện áp hoạt động 5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)
Tần số hoạt động 16 MHz
Dòng tiêu thụ khoảng 30mA Điện áp vào khuyên dùng 7-12V DC Điện áp vào giới hạn 6-20V DC
Số chân Digital I/O 14 (6 chân PWM output)
Dòng tối đa trên mỗi chân I/O 40 mA
Dòng ra tối đa (5V) 500 mA
Dòng ra tối đa (3.3V) 50 mA
Bộ nhớ flash 32 KB và 2 KB được sử dụng để bootloader
Hình 4 2 Vi điều khiển ATMega32P-AU
Để lập trình cho Arduino thực hiện các nhiệm vụ theo yêu cầu, chúng ta cần nạp chương trình thông qua phần mềm Arduino IDE Ứng dụng này đa nền tảng và được phát triển dựa trên các chức năng của ngôn ngữ C và C++ Arduino IDE cho phép người dùng viết và tải các chương trình lên các bảng mạch tương thích với Arduino.
Hình 4 3 Giao diện phần mềm arduino IDE
Cảm Biến Màu Sắc TCS3200
Cảm biến màu sắc bao gồm một photodiode để lọc màu và bốn bóng đèn LED để chiếu sáng đối tượng cần nhận dạng Cấu tạo của cảm biến có hai chân S2 và S3, được sử dụng để lọc màu sắc khi nhận tín hiệu điều khiển Cách điều khiển các chân này rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất hoạt động của cảm biến.
Bảng 2 Tín hiệu điều khiển
Low Low Lọc màu đỏ
Low High Lọc màu xanh dương
High High Lọc màu xanh lá
Cảm biến có 2 cổng dùng để chuyển đổi dòng điện đầu ra thành tần số của tín hiệu ra Cách điều khiển hai cổng này như sau:
Bảng 3 Cổng chuyển đổi dòng điện ra thành tần số
Low Low Tần số thấp nhất
Nạp code chương trình (xem ở phần phụ lục trang 46)
4.2.2 Lưu đồ điều khiển của hệ thống phân loại cà chua theo màu
Lưu đồ điều khiển của hệ thống phân loại cà chua theo màu
Hình 4 4 Lưu đồ thuật toán hệ thống phân loại màu cà chua
Giải thuật hoạt động bắt đầu khi băng tải được khởi động để đưa cà chua ra Khi cảm biến 1 được kích hoạt, băng tải sẽ dừng lại để cho cảm biến màu TCS3200 thực hiện việc quét và phân loại màu Sau đó, băng tải tiếp tục hoạt động trong khi xylanh được kích hoạt để chuẩn bị gạt cà chua vào vị trí tương ứng với màu sắc Khi cảm biến 2 phát hiện cà chua đi qua, hệ thống sẽ tạm dừng trong 2 giây để đảm bảo cà chua được đặt đúng vị trí phân loại Cuối cùng, xylanh sẽ trở về vị trí ban đầu và quy trình sẽ lặp lại cho đến khi hệ thống được dừng lại.
Giới Thiệu Về PLC Mitsubishi iQ-R Series
MELSEC iQ-R Series là bộ điều khiển lập trình đa năng, đáp ứng nhu cầu điều khiển tự động với hiệu suất cao nhờ vào bus hệ thống tốc độ cao Dòng sản phẩm này bao gồm bộ điều khiển hiệu suất cao với khả năng thay đổi dung lượng bộ nhớ và bộ điều khiển chuyển động vị trí chính xác Các loại CPU được thiết kế riêng cho từng ứng dụng, bao gồm Safety CPU đảm bảo an toàn, Process CPU hỗ trợ điều khiển PID tốc độ cao và CPU C cung cấp ngôn ngữ lập trình C, giúp dễ dàng chuyển đổi chương trình từ máy tính cá nhân hoặc vi điều khiển.
Hình 4 5 PLC Mitsubishi MELEC iQ-R https://mesidas.com/plc-mitsubishi/
4.3.1.Giới thiệu cơ bản về đấu nguồn cho PLC Mitsubishi
Để PLC Mitsubishi hoạt động hiệu quả, việc cấp nguồn cho thiết bị là điều cần thiết Nguồn cung cấp có thể là 1 pha 220V AC hoặc DC 24V Cần lưu ý rằng việc cấp đúng điện áp quy định là rất quan trọng, vì nếu không, thiết bị có thể bị hư hỏng.
Nếu ký hiệu có 2 chân L và N thì đây là dòng plc cấp nguồn 220v
Còn 2 chân + và – thì đây là loại plc sử dụng nguồn 24V
Hình 4 6 Đấu nối nguồn cho PLC https://abientan.com/cach-dau-day-nguon-ngo-vao-ngo-ra-cho-plc- mitsubishi/?fbclid=IwAR1Tge0VICeEs8S9wW49U5XWCzChcMRLYNqOB933fjSdfGBK
Cách đấu dây tín hiệu ngõ vào PLC Mitsubishi
Trong thực tế thì ngõ vào của plc mitsubishi thường có một số chức năng như sau:
Dùng để đọc trạng thái nút nhấn RUN- STOP, ON-OFF chạy tới lui hay dừng khẩn để viết chương trình
Kết nối với cảm biến quang, cảm biến tiệm cận để đọc trạng thái của cảm biến
Đọc số xung trên cảm biến tốc độ encoder
Kết nối với relay báo lỗi trên một số thiết bị để hiển thị lỗi như biến tần hoặc servo
Các dòng plc Mitsubishi thường có 2 kiểu đấu ngõ vào như sau
Đối với các dòng PLC không có đuôi hoặc có đuôi là 001, chân COM ở hàng terminal ngõ vào đã được kết nối sẵn với nguồn 0V, dẫn đến việc các ngõ vào sẽ hoạt động theo kiểu kích âm Điều này có nghĩa là các ngõ vào sẽ có tín hiệu khi được cấp điện áp 0V Vì vậy, các loại PLC này chỉ có thể đấu một kiểu ngõ vào do chân chung đã được cố định sẵn vào 0V.
Đối với dòng PLC Mitsubishi có đuôi ES, chân SS có thể được kết nối tùy ý vào +24V hoặc 0V Khi kết nối với 24V, PLC hoạt động theo kiểu kích âm (sink), tức là sử dụng 0V để kích hoạt chân X và sẽ nhận tín hiệu Ngược lại, nếu chân SS được đấu vào 0V, thì cần sử dụng 24V để kích hoạt chân tín hiệu, được gọi là kích dương (source).
Hình 4 7 Đấu dây ngõ vào https://abientan.com/cach-dau-day-nguon-ngo-vao-ngo-ra-cho-plc- mitsubishi/?fbclid=IwAR1Tge0VICeEs8S9wW49U5XWCzChcMRLYNqOB933 fjSdfGBKW5h18Q0UTOQ
Hướng dẫn đấu dây ngõ ra plc Mitsubishi
Đối với PLC Mitsubishi có ngõ ra dạng relay, cách đấu nối như sau: COM0 và Y0 hoạt động như tiếp điểm thường hở của relay, khi tín hiệu được xuất ra Y0, hai điểm này sẽ kết nối Tương tự, Y1 và COM1 cũng được kết nối theo cách này Đối với COM2, chân này được sử dụng chung cho tất cả các ngõ Y còn lại.
Cách đấu dây của loại MT khác biệt hoàn toàn, với chân COM0 và Y0 được kết nối qua một transistor Khi tín hiệu ra Y0, transistor dẫn điện, nối Y0 với COM0, cho phép dòng điện chảy qua tải Tương tự, COM1 và Y1 cũng được đấu nối theo cách này, trong khi các chân còn lại sẽ sử dụng chung chân COM2.
Hình 4 8 Đấu dây ngõ ra https://abientan.com/cach-dau-day-nguon-ngo-vao-ngo-ra-cho-plc- mitsubishi/?fbclid=IwAR1Tge0VICeEs8S9wW49U5XWCzChcMRLYNqOB933fjS dfGBKW5h18Q0UTOQ
4.3.2 Lưu đồ hệ thống rửa, tải cà chua và lập trình cho PLC
Lưu đồ hệ thống rửa và tải cà chua
Hình 4 9 Lưu đồ hệ thống rửa cà chua
Giải thuật hoạt động bắt đầu bằng cách ấn nút khởi động van điện từ A, cho phép bơm nước vào bồn rửa trong 60 giây Sau khi hoàn tất, động cơ rửa cà chua sẽ hoạt động trong 30 giây theo thời gian đã được cài đặt trước Cuối cùng, động cơ băng tải sẽ được điều khiển để móc cà chua lên trong khoảng thời gian 1800 giây.
Sau khi kết thúc thời gian hoạt động, động cơ băng tải sẽ dừng lại và van điện từ B ở đáy bồn sẽ mở để xả nước ra ngoài Chu trình này sẽ được lặp lại sau khi hoàn tất, và để dừng chu trình, chỉ cần ấn nút dừng.
Để lập trình cho plc ta cần phần mềm gx works 3
Hình 4 10 Giao diện phần mềm GX WORKS 3 lập trình cho PLC
Chương trình chính của hệ thống rửa cà chua
Hình 4 11 Chương trình mã lệnh cho PLC thực hiện nhiệm vụ
Hệ Thống Điều Khiển Điện – Khí Nén
4.4.1.Những Đặc Điểm Cơ Bản
Hệ thống khí nén bao gồm nhiều thiết bị, trong đó máy nén khí và bình tích áp là hai thành phần quan trọng nhất Hệ thống này được ứng dụng phổ biến trong ngành công nghiệp lắp ráp và chế biến, đặc biệt là trong các lĩnh vực yêu cầu tiêu chuẩn vệ sinh cao, chống cháy nổ hoặc làm việc trong môi trường độc hại.
4.4.2.Các dạng truyền động sử dụng khí nén
Truyền động thẳng là một lợi thế nổi bật của hệ thống khí nén nhờ vào cấu trúc đơn giản và tính linh hoạt của cơ cấu chấp hành Hệ thống này thường được áp dụng trong các thiết bị gá kẹp chi tiết, phục vụ cho quá trình gia công thiết bị đóng dập, phân loại và đóng gói sản phẩm.
Truyền động quay là lựa chọn tối ưu cho những ứng dụng yêu cầu tốc độ cao và công suất nhỏ, nhờ vào tính gọn nhẹ và tiện lợi Đối với các hệ truyền động quay có công suất lớn, chi phí đầu tư cho hệ thống sẽ cao hơn nhiều so với truyền động điện.
Ưu nhược điểm của hệ thống khí nén
Không khí có khả năng chịu nén, cho phép nén và lưu trữ trong bình với áp suất cao, hoạt động như một kho chứa năng lượng hiệu quả Trong quá trình vận hành, trạm khí nén thường được xây dựng để phục vụ nhiều mục đích khác nhau, như làm sạch và truyền động cho máy móc Hệ thống đường ống cho phép truyền tải khí nén đi xa với tổn thất nhỏ Quan trọng hơn, khí nén sau khi thực hiện công việc cơ học có thể được thải ra môi trường mà không gây hại.
- Tốc độ truyền động cao, linh hoạt
- Dễ điều khiển với độ tin cậy và chính xác
- Có giải pháp và thiết bị phòng ngừa quá tải
Công suất chuyển động của hệ thống khí nén không lớn, dẫn đến việc vận tốc truyền động thường thay đổi khi tải trọng thay đổi Điều này làm cho việc duy trì chuyển động thẳng đều hoặc quay đều trở nên khó khăn Hơn nữa, việc giải phóng dòng khí nén ra môi trường có thể gây ra tiếng ồn.
4.4.3.Cấu Trúc Của Hệ Thống Khí Nén
Hệ thống khí nén thường bao gồm các khối thiết bị:
- Trạm nguồn: máy nén khí, bình tích áp, các thiết bị an toàn, các thiết bị xử lí khí nén (lọc bụi, lọc hơi nước, sấy khô,…)
- Khối điều khiển: các phần tử xử lý tín hiệu điều khiển và các phần tử điều khiển đảo chiều cơ cấu chấp hành
- Khối các thiết bị chấp hành: xi lanh, động cơ khí nén, giác hút
Dựa vào năng lượng của tín hiệu điều khiển, người ta chia ra hai dạng hệ thống khí nén
Hệ thống điều khiển khí nén sử dụng tín hiệu điều khiển bằng khí nén để tác động đến các phần tử xử lý và điều khiển.
Hình 4 12 Cấu trúc của hệ thống điều khiển khí nén https://binhtichapvarem.vn/n2_1/83_gioi-thieu-tong-quan-ve-he-thong-khi-nen-
- Hệ thống điều khiển điện - khí nén các phần tử điều khiển hoạt động bằng tín hiệu điện hoặc kết hợp tín hiệu điện – khí nén
Hình 4 13 Hệ thống điện khí nén https://binhtichapvarem.vn/n2_1/83_gioi-thieu-tong-quan-ve-he-thong-khi-nen-
Khối thiết bị chấp hành:
Hiện nay, thị trường có nhiều loại xi lanh với kích thước và công dụng khác nhau như xi lanh vuông, tròn, kẹp, compact, xoay và trượt Nhóm đã quyết định chọn xi lanh tròn để sử dụng trong hệ thống điều khiển khí nén, nhằm thực hiện nhiệm vụ đưa cà chua ra khỏi băng tải để hoàn thành việc phân loại.
Để xi lanh hoạt động hiệu quả, cần sử dụng van điện từ (solenoid valve) để điều khiển hành trình của pittong Van điện từ là thiết bị cơ điện, kiểm soát dòng chảy chất khí hoặc lỏng thông qua nguyên lý đóng mở nhờ lực tác động của cuộn dây điện từ Đối với xi lanh mà nhóm chọn, các loại van phù hợp bao gồm 4/2, 5/2 hoặc 5/3 với một hoặc hai đầu cuộn dây Nhóm đã quyết định chọn van 5/2 với hai đầu cuộn dây để thực hiện điều khiển.
Hình 4 15 Van điện từ 5.2 https://khinenthuanhung.vn/van-dien-tu-khi-nen-airtac-4v420-15-van-khi-nen-5-2-2- dau-coil-ren-21/
Giới Thiệu Về Cảm Biến Vật Cản Hồng Ngoại E3F-DS30C4
Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 sử dụng ánh sáng hồng ngoại để đo khoảng cách tới vật cản, mang lại độ phản hồi nhanh chóng và giảm thiểu nhiễu nhờ vào việc phát và nhận tia hồng ngoại với tần số riêng biệt Thiết bị cho phép điều chỉnh khoảng cách báo mong muốn thông qua biến trở, với ngõ ra cảm biến ở dạng cực thu hở.
Hình 4 16 Mô tả quan cảm biến vật cản hồng ngoại https://linhkienvietnam.vn/cam-bien-khoang-cach-e3f-ds10p2-pnp-5-10cm- g2h3?gclid=CjwKCAjw1JeJBhB9EiwAV612y9s9uaT4sBTHkapx6UOElg0-sYlp7Q-
Sơ các chân kết nối của cảm biến hồng ngoại
Hình 4 17 Sơ đồ kết nối của cảm biến hồng ngoại https://linhkienvietnam.vn/cam-bien-khoang-cach-e3f-ds10p2-pnp-5-10cm- g2h3?gclid=CjwKCAjw1JeJBhB9EiwAV612y9s9uaT4sBTHkapx6UOElg0-sYlp7Q-
Nguồn điện cung cấp: 6 ~ 36VDC
Khoảng cách phát hiện: 5 ~ 30cm
Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở
Dòng kích ngõ ra: 300mA
Ngõ ra dạng NPN với cực thu hở cho phép tùy chỉnh điện áp ngõ ra, trong đó điện áp ngõ ra sẽ tương ứng với giá trị trở treo được thiết lập.
Chất liệu sản phẩm: nhựa
Có LeD hiển thị ngõ ra màu đỏ
- Đen: Chân tín hiệu ngõ ra cực thu hở NPN
Hình 4 18 Cảm biến vật cản hồng ngoại https://dientu360.com/cam-bien-vat-can-hong-ngoai-e18-d80nk
Giới Thiệu Về Biến Tần Mitsubishi Fr-D720s -0.1K
Cách cài đặt thông số biến tần ( xem phụ lục trang 51)
- Điện áp cung cấp : 3 pha 200~240VAC 50/60 Hz
- Công suất ngõ ra : 0,3 kVA
- Tích hợp bộ lọc EMC
- Kết nối truyền thông : RS-485, Profibus DP, CC-Link, DeviceNet, LonWorks, ControlNet, Modbus RTU, Metasys N2, EtherNet IP và Modbus TCP/IP
Hình 4 19 Biến tần Mitsubishi Fr-D720s-0,1k https://codienhaiau.com/product/bien-tan-1-pha-mitsubishi-fr-d720s-0-1k/
Màn hình vận hành LCD hiển thị thông tin, trong khi cuộn kháng xoay chiều và cuộn kháng một chiều đảm bảo hiệu suất ổn định cho hệ thống Bộ phanh và điện trở phanh đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát tốc độ, cùng với các thiết bị lọc nhiễu để duy trì chất lượng tín hiệu Các card tham chiếu tốc độ, card truyền thông, card giám sát và card điều khiển tốc độ máy phát giúp tối ưu hóa quá trình vận hành và giám sát hệ thống hiệu quả.
- Cấp bảo vệ: IP00 (Mở lắp biến tần), IP20 (Đóng lắp)
- Khả năng chịu quá tải: 150% trong 60s và 200% trong 0,5s
Hình 4 20 Catalog biến tần Fr-D720S-0,1K http://dl.mitsubishielectric.com/dl/fa/document/catalog/inv/l06055eng/l06055engf.pd f
Biến tần AC 3 pha (220V hoặc 380V) được cấp nguồn vào các chân R, S, T hoặc một pha vào chân R, S Sơ đồ kết nối của biến tần này tương tự như các loại biến tần khác của hãng Mitsubishi, với sơ đồ chi tiết được trình bày trong hình dưới đây.
Hình 4 21 Sơ đồ đấu dây Mitssubishi D700 https://kienthuctudonghoa.com/cai-dat-bien-tan-mitsubishi-d700/
Một Số Linh Kiện Khác
Van điện từ, hay còn gọi là van solenoid, là thiết bị điện chuyên dụng để kiểm soát dòng chảy của các loại lưu chất như khí, nước và gas Thiết bị này hoạt động dưới các mức điện áp khác nhau, bao gồm 220VAC, 24VDC và 12VDC.
Van điện từ 24V không áp lực nước thường đóng là một thiết bị quan trọng trong hệ thống điều khiển lưu lượng nước Sản phẩm này được thiết kế để hoạt động an toàn trong môi trường nước, đảm bảo hiệu suất tối ưu Với mã sản phẩm VAKS, van có đường kính phi 21, phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau Bạn có thể tham khảo thêm thông tin chi tiết và đặt hàng tại trang Tiki.
Nút nhấn, hay còn gọi là nút ấn, là thiết bị dùng để điều khiển từ xa việc đóng ngắt các thiết bị điện, máy móc hoặc các quy trình trong hệ thống điều khiển.
Hình 4 23 Catalog nút nhấn Schneider https://beeteco.com/catalog-den-bao-nut-nhan-schneider-harmony-xb5-plastic.html
Trong mô hình này, nhóm sử dụng hệ thống truyền động băng tải dây đai, không yêu cầu động cơ có công suất lớn do tải trọng nhẹ Các yêu cầu của băng tải khá đơn giản và dễ dàng đáp ứng.
- Băng tải chạy liên tục, có thể dừng khi cần
- Không đòi hỏi độ chính xác, tải trọng băng tải nhẹ
- Dễ điều khiển, giá thành rẻ
Nhóm sử dụng 3 động cơ trong mô hình với các mục đích và chức năng khác nhau:
Động cơ trong bồn rửa và động cơ băng chuyền sau khi rửa cà chua Động cơ giảm tốc Plannet 775 12/24V 50RPM
- Tốc độ đầu trục sau giảm tốc: 50RPM(Vòng/Phút)
- Dòng tải: 7A - Dòng định mức: 3A
- Torque( Momen xoắn đầu trục) 16.04Kgfcm (Tương đương 160.4N/cm)
- Kích thước trục: Đường kính 8mm x Chiều dài trục: 23mm
- Đường kính động cơ: 42mm
- Chiều dài động cơ( Không kể giảm tốc) 66mm
- Chiều dải động cơ cả hộp giảm tốc và trục: 128mm
- Lỗ bắt đầu trục động cơ: 4 lỗ M4 x định vị trên hình vuông cạnh 25mm, khoảng cách 2 lỗ chéo nhau 35mm
Hình 4 24 Catalog động cơ 24V https://motor2hand.com/san-pham/dong-co-giam-toc-planet-rs775-12-24v-50rpm- sp657834.html
Động cơ cho dây chuyền phân loại:
Tính toán chọn động cơ (xem phụ lục trang 56)
Dòng sản phẩm 2IK6A-UC-18 Oriental Motor Cảm ứng loại động cơ
Công suất đầu ra : 6W (1/125HP)
Điện áp (VAC) Một pha 220/230 VAC
Phanh điện từ không : được trang bị
Tỷ lệ hộp giảm tốc :18: 1
Đường kính trục đầu ra :10 mm
Mô-men xoắn định mức :5,8 lb-in
Tốc độ định mức: 100 (vòng / phút) https://catalog.orientalmotor.com/item/kii-series-single-phase-ac-motors/6w-kii- single-phase-ac-motors/2ik6a-uc
Tụ tần số cao (high frequency), nội trở thấp, nhiễu thấp (low noise) Sử dụng ít nóng hơn so với tụ thông thường
Hình 4 26 Tụ hóa 16V 470uF https://dientubachviet.com/tu-470uf-16v-9d5
Thông số kỹ thuật Transistor C1815
Hình 4 25 Động cơ cảm ứng 6W (1/125HP) (Một pha 220/230
Dòng điện tối đa (I C ): 150mA Điện áp cực đại Collector-Emitter (V CE ): 50V Điện áp cực đại Collector-Base (V CB ): 60V Điện áp cực đại cực phát (VEBO): 5V
Max Collector Dissestion (Pc): 400 miliWatt
Tần số chuyển đổi tối đa (fT): 80 MHz
Mức tăng dòng DC tối thiểu và tối đa (h FE ): 70 – 700
Lưu trữ tối đa và nhiệt độ hoạt động phải là: -55 đến +150 C
Hình 4 27 Sơ đồ chân transitor C1815 https://banlinhkiendientu.vn/c1815/
Diode 1N4007 là một diode silic chỉnh lưu 1A phổ biến, thường được sử dụng trong các adapter AC cho thiết bị gia dụng Với khả năng chịu điện áp tối đa lên đến 1000V, diode này có thể hoạt động hiệu quả trong nhiều ứng dụng Tuy nhiên, cần lưu ý rằng dòng điện tối đa qua mỗi diode 1N4007 là 1A; nếu vượt quá mức này, diode có thể bị nóng và cháy.
Model: plastic, DO-41 Điện áp làm việc: 50 – 1000V
Dòng điện giới hạn: Imax= 1A
Hình 4 28 Sơ đồ chân diode 1N4007 https://dientutuonglai.com/tim-hieu-diode-1n4007.html
Sơ Đồ Đấu Dây
Hình 4 29 Sơ đồ đấu dây của hệ thống phân loại cà chua theo màu
Bảng Vẽ Thiết Kế Hệ Thống Rửa Cà Chua
Hình 4 30 Bảng vẽ thiết kế hệ thống rửa bằng Autocad
Tiểu Kết
Sau khi nghiên cứu các linh kiện thiết bị, nhóm chúng em đã chọn lựa thiết bị phù hợp cho hệ thống và thiết kế sơ đồ đấu dây kết nối giữa các linh kiện với Arduino, PLC và biến tần Đồng thời, chúng em cũng xây dựng lưu đồ thuật toán cho vi điều khiển và lập trình PLC Cuối cùng, chúng em tiến hành thi công lắp ráp mô hình hoàn chỉnh theo yêu cầu của đề tài.
THI CÔNG MÔ HÌNH PHÂN LOẠI MÀU CÀ CHUA
Các Bước Thực Hiện Thi Công Mô Hình
- Bước 1: thiết kế lắp động cơ và băng tải chuyển động
- Bước 2: Lắp các linh kiện cảm biến vật cản, cảm biến màu sắc, buồng quét hình ảnh, cần gạt và động cơ servo vào băng tải
- Bước 3: Lắm máng cho băng tải
- Bước 4: Kết nối các linh kện với arduino Nano
- Bước 5: Kết nối nguồn vào mô hình
-Bước 6: Chạy thử mô hình.
Thi Công Mô Hình
- Lắp động cơ vào băng tải giúp cho băng tải hoạt động
- Lắp cảm biến vào vị trí định trước để phát hiện được cà chua đi qua
Hình 5 1 Lắp ráp động cơ và cảm biến vào băng tải
- Thiết kế khay đựng cà chua khi đã được phân loại theo màu và lắp ráp vào mô hình
Hình 5 2 Thiết kế máng chứa sản phẩm
- Lắp ráp các linh kiện vào board theo sơ đồ đấu dây
Hình 5 3 Board mạch hoàn chỉnh
- Kết nối board với các cảm biến và động cơ
Hình 5 4 Kết nối hoàn chỉnh
- Mô hình sau khi đã kết nối hoàn chỉnh và có thể hoạt động
Hình 5 5 Mô hình hoàn chỉnh
Nhận xét và đánh Giá
Giao diện quản lý của hệ thống được thiết kế trực quan, giúp dễ dàng giám sát và điều khiển Phần cứng được bố trí gọn gàng, thuận tiện cho việc chỉnh sửa Độ sai số của cảm biến duy trì trong mức cho phép 3%, với hiệu suất đạt khoảng 86% ± 3% Tuy nhiên, hệ thống vẫn chưa đạt tối đa do vòng cuộn lấy cà chua dễ bị kẹt, dẫn đến kết quả chỉ đạt khoảng 90% so với mục tiêu đề ra do còn tồn tại một số lỗi nhỏ trong quá trình hoạt động.
