Thiết Kế Chế Tạo Máy Cân Tự Động, In Giá Và Hạn Sử Dụng Của Sản Phẩm Rau Củ Quả Có Kết Nối Iot

Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

- Mục tiêu của nhóm khi thực hiện đồ án như sau:

+ Cân đúng giá trị sản phẩm trên băng tải khi hoạt động

+ In, dán nhãn lên sản phẩm với giá và hạn sử dụng của chúng

+ Điều khiển giảm sát hoạt của máy qua IoT

- Đề tài nghiên cứu bao gồm các nội dung sau:

+ Khảo sát hệ thống cân dựa trên các mô hình có sẵn

+ Nghiên cứu trên mô hình thực tế

+ Nghiên cứu hoạt động của hệ thống in và nhãn trên các máy có sẵn

+ Nghiên cứu hoạt động hệ thống IoT

Phạm vi đề tài

Việc lấy kết quả giá trị cân nặng của sản phẩm rau củ từ cảm biến khối lượng gặp phải một số giới hạn nhất định, bao gồm sự nhiễu do băng tải hoạt động và hao hụt khối lượng tự nhiên trong quá trình hô hấp, trao đổi chất của sản phẩm Điều này dẫn đến các sai số trong việc cân tự động trên băng tải Bên cạnh đó, cơ cấu dán nhãn tự động cũng đối mặt với những khó khăn cần được cải tiến Đề tài của nhóm em nhằm giải quyết vấn đề cân và dán nhãn thông tin rau củ quả trong các hệ thống siêu thị cửa hàng tiện lợi, đồng thời phát triển giao diện kết hợp với IoT để người dùng dễ dàng thao tác và giám sát một cách trực quan.

Bố cục

Bài viết này bao gồm 6 chương, trong đó nhóm chúng em sẽ trình bày các giải pháp và phương pháp thực hiện nhằm cải thiện hệ thống cân, cơ cấu dán nhãn và giao diện người dùng.

Chương 1: Tổng quan đề tài

Trong chương 1, chúng tôi sẽ phân tích nhu cầu cung ứng và sử dụng rau củ quả tại thành phố, từ đó lý giải lý do chọn đề tài Bài viết sẽ trình bày các mục tiêu nghiên cứu, phương pháp thực hiện, cùng với những nhiệm vụ cần giải quyết, giới hạn nghiên cứu và cấu trúc của đề tài.

Chương 2: Cở sở lý thuyết

Chương này trình bày phần cơ sở lý thuyết nêu rõ nhu cầu, đối tượng mà đề tài hướng đến và tổng quan tình hình công nghệ hiện tại

Chương 3: Phương án và chọn nguyên lý thiết hệ thống

Lên phương án thiết kế và chọn linh kiện, vật liệu để thi công hệ thống

Chương 4: Thiết kế hệ thống điện và lập trình

Chương này sẽ giải thích chi tiết về quy trình thiết kế mạch điện và bộ điều khiển máy, cũng như quá trình in nhãn sản phẩm và thiết kế giao diện người dùng cho kết nối IoT.

Chương 5: Kết quả, nhận xét và đánh giá

Chạy thực nghiệm thu thập dữ liệu để đánh giá các chức năng chính của máy, bao gồm khả năng cân tự động lấy khối lượng, in và dán nhãn, cùng với thao tác trên giao diện người dùng.

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển

Dựa trên những kết quả đã đạt được, chương này sẽ tổng kết những thành công và những điều còn thiếu sót, từ đó đề xuất hướng phát triển cho đề tài trong tương lai.

Nhu cầu và thực trạng hiện nay

Trước nhu cầu lớn về việc cân dán nhãn sản phẩm rau củ hiện nay, các siêu thị và bách hóa nhập khẩu hàng hóa với số lượng lớn để đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Điều này khiến các chủ doanh nghiệp tốn nhiều thời gian và chi phí trong việc kiểm tra, cân đo khối lượng sản phẩm Bên cạnh đó, việc in và dán nhãn thông tin giá cả cũng như hạn sử dụng lên sản phẩm trước khi bán ra là một thách thức không nhỏ.

Trên thị trường hiện nay, có nhiều sản phẩm hỗ trợ nhu cầu cân dán nhãn tự động cho siêu thị và bách hóa Mặc dù những sản phẩm này có khả năng đáp ứng nhu cầu của doanh nghiệp, nhưng để sở hữu hệ thống cân dán nhãn tự động cho rau củ, doanh nghiệp cần đầu tư một khoản chi phí lớn Hơn nữa, việc vận hành các hệ thống này cũng tiêu tốn nhiều chi phí nhân công.

Một số sản phẩm máy cân và dán nhãn tự động có trên thị trường hiện nay4 2.3 Tổng quan về cân dán nhãn có sử dụng IoT

Cân tĩnh

Cân tĩnh là loại cân thủ công yêu cầu nhân công thực hiện việc đo lường trực tiếp Quá trình này bao gồm việc đặt sản phẩm lên cân, ghi lại kết quả đo, sau đó hạ sản phẩm xuống và tiếp tục với sản phẩm kế tiếp.

Hình 2.3 Máy cân dán nhãn tự động FPD-AI - [nguồn: ishida.com]

Cân tự động liên tục

Cân băng tải là thiết bị cân tự động, cho phép cân liên tục các sản phẩm có số lượng lớn trên băng chuyền mà không cần phân chia khối lượng cụ thể, đồng thời băng chuyền vẫn hoạt động liên tục.

Cân tự động không liên tục

Đây là nhóm lớn nhất của các thiết bị cân tự động gồm nhiều nguyên tắc và cấu trúc đo khác nhau

Cân tự động không liên tục là cân khối lượng của các sản phẩm được phân chia rời rạc được xác định theo trình tự [6]

Các loại cân tự động

- Cân dán nhãn là thiết bị cân tự động xác định khối lượng và giá của sản phẩm

- Cân phễu có bộ phận tải dạng bể hoặc phễu để lấy vật liệu khối hoặc chất lỏng cần cân

Cân giá bưu phẩm và loại hàng là công cụ quan trọng giúp xác định phí bưu chính và cước vận chuyển dựa trên trọng lượng của bưu kiện Thang đo chỉ số bưu chính và tỷ lệ được sử dụng để tính toán các khoản phí này, đảm bảo tính chính xác và minh bạch trong quá trình giao nhận hàng hóa.

Cân kiểm tra được sử dụng để phân loại các vật phẩm có khối lượng khác nhau thành nhiều nhóm nhỏ dựa trên sự khác biệt về khối lượng Đối với các sản phẩm đóng gói sẵn có trọng lượng bằng nhau, cần kiểm tra xem trọng lượng thực tế của gói có phù hợp với hàm lượng danh nghĩa và trong giới hạn dung sai cho phép hay không, đồng thời các gói bên ngoài cũng được tự động sắp xếp theo dung sai.

Tổng quan máy dán nhãn

Tem nhãn trên sản phẩm cung cấp thông tin quan trọng như thời hạn sử dụng, trọng lượng, dung tích và thành phần, giúp người tiêu dùng sử dụng sản phẩm một cách an toàn và đúng cách Việc dán nhãn chính xác và hấp dẫn không chỉ nâng cao giá trị sản phẩm trong mắt người tiêu dùng mà còn đảm bảo thông tin đầy đủ Hiện nay, máy dán nhãn được chia thành hai loại chính: máy dán nhãn tự động và máy dán nhãn bán tự động.

Các loại máy dán nhãn phỗ biến hiện nay

- Nếu phân loại theo mức độ tự động hóa, có thể tạm chia máy dán nhãn thành 3 loại: + Máy dán nhãn tự động, dán decal, tem nhãn tự động

+ Máy dán nhãn bán tự động

+ Máy dán nhãn thủ công, vẫn cần thao tác điều khiển của con người

- Phân loại theo loại sản phẩm cần dán, có thể kể đến ứng dụng của máy dán tem nhãn cho:

Chai lọ có thể là chai tròn hoặc chai dẹp, với tùy chọn dán một mặt hoặc dán hai mặt, phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau Chúng được sử dụng để đựng nước tinh khiết, rượu, bia, nước ngọt, nước giải khát, nước mắm, dầu ăn, dầu nhớt, nước giặt tẩy, nước rửa chén, chai lọ thuốc, sản phẩm y tế, thực phẩm và cả hóa chất.

Các sản phẩm CAD, thẻ và linh kiện dạng thanh cần được dán thông số, in và dán tự động mã vạch, hạn sử dụng, ngày sản xuất tại các vị trí chính xác trên bề mặt Đồng thời, các sản phẩm dạng trụ và côn như bút viết, ống nghiệm, thuốc dạng ống và quả lọc của máy lọc nước cũng cần được chú ý đến việc dán nhãn và in thông tin.

Các sản phẩm điện tử bao gồm sạc, pin điện thoại, pin máy tính, và quạt tản nhiệt máy tính Ngoài ra, chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ quấn và dán tem cho dây cáp điện và dây tín hiệu.

Tổng quan về IoT và ứng dụng trong đề tài

Mạng lưới vạn vật kết nối Internet (IoT) là một hệ thống trong đó mọi đồ vật và con người đều có định danh riêng, cho phép truyền tải và trao đổi thông tin qua một mạng duy nhất mà không cần sự tương tác trực tiếp Sự phát triển của IoT xuất phát từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử và Internet, tạo thành một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau, với Internet và thế giới bên ngoài để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể.

Internet of Things (IoT) đơn giản là mạng lưới các thiết bị có khả năng kết nối với nhau qua các công nghệ như Wi-Fi, 3G, 4G, Bluetooth và ZigBee Theo Gartner, Inc., dự kiến sẽ có gần 26 tỷ thiết bị IoT vào năm 2020, trong khi ABI Research ước tính con số này sẽ vượt qua 30 tỷ với khái niệm "Kết nối mọi thứ" Một khảo sát gần đây từ Dự án Internet Pew Research cho thấy 83% chuyên gia công nghệ tin rằng Internet of Things, cùng với các hệ thống nhúng và tính toán đeo, sẽ có tác động mạnh mẽ và mang lại nhiều lợi ích cho xã hội.

9 ích đến năm 2025 Như vậy, rõ ràng là IoT sẽ bao gồm một số lượng rất lớn các thiết bị được kết nối với Internet (trích dẫn từ Wikipedia)

IoT có ứng dụng vô cùng lớn trong thời đại hiện nay, có thể kể ra một số ứng dụng như sau:

+ Quản lý các thiết bị cá nhân

+ Đồng hồ đo thông minh

+ Tự động hóa ngôi nhà

+ Quản lý và lập kế hoạch quản lý đô thị

+ Quản lý môi trường

+ Phản hồi trong các tinh huống khẩn cấp

Người dùng có thể điều khiển và giám sát hệ thống cân dán nhãn tự động qua giao diện thiết kế, nơi cung cấp đầy đủ thông tin về thông số cân, trạng thái hoạt động, giá cả và hạn sử dụng Họ cũng có khả năng nhập và thay đổi dữ liệu về các loại rau và giá cả một cách liên tục Ngoài ra, người dùng có thể tương tác qua website được thiết kế để đảm bảo sự dễ dàng và trực quan trong quá trình sử dụng.

: PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN NGUYÊN LÝ MÁY THIẾT KẾ HỆ

THỐNG (CÂN VÀ DÁN NHÃN)

Phương án thiết kế và chọn nguyên lý máy cho băng tải cân tự động

Tổng quan về cảm biến cân nặng

Loadcell là bộ phận quan trọng ảnh hưởng đến độ chính xác trong việc cân các vật có khối lượng nhất định Các nhà cung cấp cân đã chế tạo nhiều loại cân cho các mục đích sử dụng khác nhau Thực tế cho thấy, độ chính xác của cân liên quan trực tiếp đến tốc độ băng tải, sự ổn định và tính chất của sản phẩm được cân Độ chính xác thường tăng lên khi tốc độ và lưu lượng hàng băng tải giảm, và độ ổn định của sản phẩm trong quá trình cân càng cao thì độ chính xác càng lớn Vì vậy, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể, Loadcell được phân loại thành hai nhóm chính để phù hợp với từng ứng dụng.

Loadcell sử dụng nguyên lý đo độ biến dạng dùng mạch cầu Wheatstone

Loadcell được cấu tạo chủ yếu từ các điện trở strain gauges R1, R2, R3, R4, được kết nối thành một cầu điện trở Wheatstone Các điện trở này được dán chắc chắn vào bề mặt của thân Loadcell để đảm bảo độ chính xác trong việc đo lường.

Hình 3.1 Cầu điện trở Wheatstone - [nguồn: Mettler Toledo (2019)]

Điện áp kích thích được cung cấp cho ngõ vào của loadcell, cụ thể là tại hai góc (1) và (4) của cầu điện trở Wheatstone Điện áp tín hiệu ra sẽ được đo giữa hai góc còn lại Quá trình này diễn ra khi loadcell ở trạng thái cân.

11 bằng (trạng thái không tải), điện áp tín hiệu ra là số không hoặc gần bằng không khi bốn điện trở được gắn phù hợp về giá trị

Hình 3.2 Loadcell ở trạng thái không tải - [nguồn: Mettler Toledo (2019)]

Khi tải trọng tác động lên thân Loadcell, nó sẽ bị biến dạng, dẫn đến sự thay đổi chiều dài và tiết diện của các sợi kim loại trong điện trở strain gauges Sự thay đổi này làm thay đổi giá trị của điện trở strain gauges, từ đó gây ra sự thay đổi trong điện áp đầu ra Mặc dù sự thay đổi điện áp rất nhỏ, nhưng nó có thể được đo và chuyển đổi thành số liệu thông qua bộ khuếch đại của các bộ chỉ thị cân điện tử.

Một số loại Load cell phổ biến trên thì trường hiện nay:

Hình 3.3 Loadcell lò xo xoắn chống rung FCAL - [nguồn: Mt.com/product]

Hình 3.4 Loadcell TSA Mettler Toledo - [nguồn: Mt.com/product]

Hình 3.5 Loadcell SCB Mettler Toledo - [nguồn: Mt.com/product]

Hình 3.6 Loadcell SBD Mettler Toledo - [nguồn: Mt.com/product]

Các thiết bị này thường được sử dụng rộng rãi trong máy cân khối lượng, hệ thống cân định lượng, cân đóng bao, cân băng tải và cân kiểm tra.

Ngoài ra chúng còn được phân loại theo hình dạng và phân loại theo dạng tính hiệu truyền nhận

- Phân loại theo hình dạng:

- Phân loại theo dạng tính hiệu truyền nhận:

Tổng hợp các ưu điểm, nhược điểm của Loadcell ứng dụng mạch cầu Wheatstone Ưu điểm:

- Đa dạng: có nhiều lựa chọn cảm biến Loadcell

- Tích hợp: dễ dàng tích hợp cho nhiều ứng dụng

- Chi phí: thấp hơn so với công nghệ khác

- Nhiễu: nhiều phần mềm có loại bỏ nhiễu

- Độ chính sát bị giới hạn khi xử lý tín hiệu với vật có trọng lượng thấp

- Bị giới hạn do độ chính sát của các thành phần cơ khí

- Thời gian đo chậm hơn do tác động của lưu lượng sản phẩm, khối lượng sản phẩm và độ phân giải

- Hiệu suất bị giới hạn khi tăng tốc độ băng chuyền

Loadcell sử dụng nguyên lý đo biến dạng và phục hồi lực điện từ (EMFR)

Sự ra đời của bộ vi xử lý đã mang lại những bước tiến mới trong công nghệ cân, với nền tảng là công nghệ phục hồi lực điện từ (EMFR) nổi bật nhờ độ chính xác cao và hiệu suất ấn tượng Loadcell EMFR là các cảm biến thông minh, có khả năng kiểm soát và bù đắp cho nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất cân như tốc độ mẫu, biến động nhiệt độ và các yếu tố gây nhiễu khác.

Hình 3.7 Loadcell EMFR khi có tải tải - [nguồn: Mettler Toledo]

Khi tải được đặt lên Loadcell bị lệch, cuộn dây bên trong được giữ thăng bằng bởi lực trường của nam châm vĩnh cửu Khi cuộn dây di chuyển, cảm biến vị trí trong hệ thống phát hiện độ lệch của băng tải so với vị trí ban đầu Tín hiệu từ cảm biến gửi về bộ điều khiển, cho biết độ lệch của băng tải, từ đó bộ điều khiển tăng cường độ dòng điện qua cuộn dây để tạo ra lực từ trường, giúp cuộn dây trở lại vị trí ban đầu Cường độ dòng điện hiện tại tỷ lệ thuận với lực, cho phép xác định trọng lượng của tải thông qua việc đo cường độ dòng điện.

Tổng hợp các ưu điểm nhưu điểm của Loadcell ứng dụng công nghệ phục hồi lực điện từ (EMFR) Ưu điểm:

- Độ phân giải: Thực hiện được những phép đó có độ sai số rất nhỏ

- Thời gian đáp ứng: Thời gian lấy mẫu nhanh

- Độ chính xác: Độ chính xác cao liên tục trong suốt thời gian sử dụng nhờ công nghệ vi xử lý

- Khả năng chống nhiễu: Nhiều chức năng phần mềm để vô hiệu hóa cấu hình nhiễu

- Hiệu suất: Là những phương án tốt để thích ứng với quá trình sản xuất đòi hỏi độ chính xác và năng xuất cao

Thiết kế và lắp đặt hệ thống này có tính phức tạp cao và kích thước lớn hơn so với các công nghệ khác, do đó không phù hợp cho những dự án yêu cầu tối ưu hóa trong thi công và lắp đặt.

- Chi phí: Chi phí sử dụng cao hơn so với các công nghệ khác [6]

Các phương án lựa chọn Loadcell cho băng tải cân

Phương án 1: Cân băng tải dùng Loadcell sử dụng nguyên lý đo độ biến dạng sử dụng mạch cầu Wheatstone

Hình 3.8 Sơ đồ khối nguyên lý phương án 1

Trong phương án này, chúng tôi sử dụng Loadcell theo nguyên lý đo độ biến dạng với mạch cầu Wheatstone Sau khi được sơ chế và đóng gói, sản phẩm rau củ quả sẽ được di chuyển đến băng tải cân để tiến hành cân khối lượng Tại đây, sản phẩm sẽ được cân chính xác khi đi qua băng tải.

Loadcell được lắp đặt trên băng tải để đọc giá trị trọng lượng sản phẩm, sau đó chuyển đổi tín hiệu qua bộ chuyển đổi ADC 24 bit Thông tin này được gửi đến bộ điều khiển, kết hợp với dữ liệu sản phẩm trong cơ sở dữ liệu để xác định khối lượng, giá cả và hạn sử dụng của rau củ Đồng thời, băng tải tiếp tục vận chuyển sản phẩm đến máy dán nhãn để in thông tin giá và hạn sử dụng Người dùng cũng có khả năng giám sát và điều khiển hệ thống từ xa thông qua kết nối IoT.

Hình 3.9 Sơ đồ trực quan hệ thống phương án 1

Phương án 2: Cân băng tải dùng Loadcell sử dụng nguyên lý đo độ biến dạng và phục hồi lực điện từ (EMFR)

và phục hồi lực điện từ (EMFR)

Hình 3.10 Sơ đồ khối nguyên lý phương án 2

Phương án này tương tự như phương án 1, nhưng khác biệt ở chỗ sử dụng cân dựa trên nguyên lý đo độ biến dạng và phục hồi lực điện từ (EMFR) Mục tiêu là cải thiện và tăng độ chính xác trong việc cân khối lượng sản phẩm.

Sau khi sơ chế và đóng gói, sản phẩm rau củ quả được đưa đến băng tải để cân khối lượng bằng loadcell Giá trị khối lượng được chuyển đổi và gửi về bộ điều khiển, kết hợp với thông tin trong database để định giá sản phẩm Đồng thời, băng tải tiếp tục vận chuyển sản phẩm đến máy dán nhãn để in giá và hạn sử dụng Người dùng có thể giám sát và điều khiển hệ thống từ xa thông qua kết nối IoT.

18 Hình 3.11 Sơ đồ trực quan hệ thống phương án 2

Bảng 3.1 Bảng đánh giá tiêu chí phương án lựa chọn Loadcell

Loại cảm biến cân nặng

Thiết kế và lắp đặt Độ chính xác

-Dùng Loadcell sử dụng nguyên lý đo độ biến dạng, có chống rung nhiễu có chi phí thấp hơn Loadcell dùng công nghệ EMFR

-Có nhiều lựa chọn với nhiều chủng loại khác nhau phù hợp với các hệ thống cơ khí khác nhau

-Linh hoạt, dễ dàng lắp đặt, thiết kế đơn giản

Mặc dù công nghệ EMFR có độ chính xác cao hơn, nhưng vẫn có thể xảy ra nhiễu Tuy nhiên, phần mềm hỗ trợ có thể giúp khử nhiễu, nâng cao độ chính xác của kết quả.

-Dùng Loadcell sử dụng cộng nghệ đo độ biến dạng và phục hồi lực điện từ (EMFR) có chi phí cao hơn các công nghệ khác

-Có thiết kế phức tạp và kích lớn hơn các công nghệ khác

-Có độ chính xác cao

Sau khi đánh giá và cân nhắc các tiêu chí cho hai phương án, nhóm chúng em quyết định chọn thiết kế và chế tạo hệ thống dựa trên nguyên lý của phương án thứ nhất: Cân băng tải sử dụng Loadcell với nguyên lý đo độ biến dạng qua mạch cầu Wheatstone Chúng em cũng đã tìm ra phương án lắp đặt hệ thống tối ưu nhất, đảm bảo tính ứng dụng cao và giá thành hợp lý.

Tính toán thiết kế băng tải cân tự động

Phần thiết kế cơ khí của băng tải cân và dán nhãn bao gồm hai băng tải: một băng tải nhận sản phẩm để thực hiện cân và một băng tải tiếp theo di chuyển sản phẩm đến vị trí dán nhãn Cả hai băng tải này đều sử dụng dây để đảm bảo quá trình vận chuyển diễn ra hiệu quả.

Nhóm đã thiết kế 20 băng tải PVC dựa trên kiến thức đã học và nghiên cứu thêm thông tin từ mạng Đặc biệt, nhóm tham khảo các sản phẩm băng tải cân tự động của những công ty nước ngoài nổi tiếng trong lĩnh vực này như Mettler Toledo và Ishida.

Sử dụng dây băng tải PVC

Băng tải là thiết bị phổ biến trong các dây chuyền sản xuất thực phẩm, thủy hải sản và rau củ quả, nhờ vào tính tiện lợi và hiệu quả trong việc vận chuyển hàng hóa Do đó, sản phẩm này dễ dàng tìm thấy trên thị trường với mức giá phải chăng.

Với khả năng kết dính giữa các lớp tốt, sản phẩm này có khả năng chịu ma sát, chịu nhiệt và chống dính cao Nó ít bị giãn và hoạt động hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt.

- Với màu xanh, trắng chủ đạo độ dày băng tải PVC phổ biến từ 0.8-5 mm [10] Các phương pháp nối băng tải, ưu điểm và nhược điểm

Bảng 3.2 Bảng đánh giá tiêu chí phương án lựa chọn băng tải

Loại ghép nối Ưu điểm Nhược điểm

-Chất lượng mối nối tốt, đẹp

- Tuổi thọ của kết nối lâu nhất so với các kiểu nối khác

- Phải có nhiều dụng cụ và máy móc kèm theo

- Mối nối chắc, bền và đẹp hơn rất nhiều so với nối bản lề

- Sử dụng một loại keo đặc biệt

-Giá thành cao hơn dán bằng đinh ghim, tốn nhiều công sức cho người dán

Loại ghép nối Ưu điểm Nhược điểm

Nối bản lề- sâu ghim băng tải

-Thời gian ghép nối nhanh

- Được sử dụng nhiều giá thành thấp

- Dùng cho băng tải có độ dày lớn tải nặng

- Tuổi thọ băng tải thấp

- Lực kéo của băng tải giảm

Sau khi phân tích ưu nhược điểm của các loại mối nối, nhóm đã quyết định chọn băng tải sử dụng phương pháp nối chín lưu hóa Quyết định này nhằm nâng cao độ bền, tuổi thọ của băng tải và cải thiện tính thẩm mỹ.

- Chọn băng tải PVC màu xanh lá cây, độ dày 2mm sử dụng kiểu nối chín lưu hóa

3.2.3.2 Tính trục Rulo dẫn động cho băng tải

Bảng 3.3 Bảng thông số ban đầu của hệ thống băng tải Vận tốc băng tải (𝑉) 0,05 𝑚/𝑠

Chiều rộng băng tải (𝑏) 0,3𝑚 Đường kính trục (𝑑) 0,042 𝑚

Tải trọng phân bổ trên băng tải (𝑞) 30 𝑁/𝑚

Hình 3.12 Biểu đồ phân bố lực Lực tác dụng lên băng tải:

𝐹 = 𝑞 × 𝑙 = 30 × 0,45 = 13,5 (𝑁)(3.1) (3.1) Để có thể kéo sản phẩm thì:

Theo định lý 3 Newton 𝑁 = 𝐹 nên

• 𝑚 = 3 kg : Khối lượng phân bổ

• 𝐺 = 10 𝑚 𝑠⁄ 2 : Gia tốc trọng trường

• 𝑑 = 0,042 𝑚 : Đường kính trục quay

Thay vào phương trình (3.3), ta có

Theo phương trình 3.2 để kéo được vật thể thì lực kéo tác động lên băng tải:

Moment xoắn tại trục quay

Vận tốc góc trên trục quay được tính theo công thức:

• 𝑉 = 0,05 𝑚/𝑠: Vận tốc của băng tải

• 𝑅 = 0,021 𝑚: Bán kính con lăn

Vận tốc của trục quay:

Công suất tại trục quay:

• 𝑀 là moment xoắn tại trục quay

• 𝑁 là tốc độ của trục quay

• Thay vào công thức (3.7), ta có công suất tại trục quay là:

Hình 3.13 Sơ đồ lực tác dụng lên trục quay chủ động Trong đó:

• 𝐹 0 : lực căng ban đầu của băng tải

• 𝐹 1 : lực căng của băng tải phía chủ động

• 𝐹 2 : lực căng của băng tải tác dụng lên trục bị động

• Độ lớn của lực được tính theo công thức sau:

• 𝑑 : Đường kính con lăn

• 𝑎 = 180° góc tiếp xúc của băng tải với trục quay

Thay vào phương trình (3.12) và 3.13, ta có:

Hình 3.14 Sơ đồ lực tác dụng lên trục quay bị động Trong hình trên, dFc là lực ly tâm và F v là lực căng băng tải phụ

• q m = 0,25: khối lượng của 1 m băng tải

• V = 0,05: Vận tốc của băng tải

Thay vào phương trình (3.11), ta có lực ly tâm:

Lực tác dụng lên trục và ổ:

F 0 : Lực căng ban đầu a: góc ôm của băng tải nên:

Lực tác dụng lên trục (3.13):

Mô-ment xoắn dọc theo trục:

Mô-ment xoắn lớn nhất:

M = 123750(N mm) (3.23) Đường kính của con lăn được tính theo phương trình sau: d = √ M

• σ : Ứng suất uốn của vật liệu

• d = 42 mm: đường kính trục

Hình 3.15 Biểu đồ lực tác động lên trục quay băng tải và Moment

Vì 𝜎 = 17 (𝑀𝑃𝑎) ≪ 200 − 600 (𝑀𝑃𝑎) nên chọn vật liệu cho trục con lăn là hợp kim nhôm [1]

Trục rulo thiết kế trên phần mềm SolidWorks.

3.2.3.3 Tính toán chọn động cơ

Băng tải cân có chức năng chính là cân và di chuyển sản phẩm rau củ quả đến băng tải thứ hai để dán nhãn Để đảm bảo độ chính xác cao nhất về khối lượng, mỗi lần chỉ cho phép một gói hàng chạy qua băng tải do kích thước ngắn của nó Khối lượng sản phẩm được cân dao động từ 0.1 đến 3kg, với khối lượng tối đa trên băng tải không vượt quá 3kg tại một thời điểm.

- Các thông số ban đầu

+ Đường kính rulo: D = 42mm

+ Vận tốc của băng tải: v = 0,05 m/s

- Tính toán chọn động cơ:

Công suất cần thiết của động cơ :

N : Công suất của băng tải

𝜂 1 : Là hiệu suất của bộ truyền đai (=0,97)

𝜂 2 : Là hiệu suất của ổ bi (=0,995)

Ta chọn động cơ có công suất lớn hơn 1,55w [1]

Nhóm đã lựa chọn động cơ CHR-GM37-520 12V47RPM có encoder, nhằm đảm bảo công suất phù hợp và khả năng điều chỉnh nhiều dải tốc độ.

Hình 3.17 Motor CHR-GM37-520 12V47RPM Thông số của động cơ CHR-GM37-520 12V47RPM:

- Điện áp định mức: 12V

- Tốc độ: 47 vòng/phút (rpm - 12VDC)

- Lực xoắn (Moment xoắn dọc trục): 1.7 kG.cm

- Chiều dài hộp số giảm tốc: 22mm

- Moment xoắn cực đại: 7.5 kG.cm, 3.4A

- Encoder 2 kênh AB dạng cảm ứng hall 11 cặp từ Điện áp cấp 3 đến 5v Độ phân giải 330 xung/vòng

Chi tiết gá rulo giữ cho rulo ở vị trí cố định, giúp hệ thống băng tải hoạt động ổn định Nó được thiết kế để gắn ổ bi cho trục rulo, giảm ma sát và được gắn cố định vào khung nhôm định hình 20x40 bằng ốc M5 Thiết kế trên phần mềm SolidWorks đảm bảo độ bền và sự chắc chắn của chi tiết, góp phần vào sự ổn định của hệ thống.

Hình 3.18 Tấm gá trục rulo

Chi tiết gá rulo dẫn động có chức năng tương tự như gá rulo bị dẫn, đồng thời được sử dụng để lắp motor giảm tốc cho băng tải Nó cũng được gắn cố định vào khung nhôm định hình 20x40 bằng ốc M5.

Hình 3.19 Tấm gá trục rulo và động cơ Thông số kỹ thuật : Được thể hiện trong file bản vẽ đính kèm [2] [3]

Phương pháp gia công: Cả 2 chi tiết trên đều được gia công cắt bằng máy CNC

Băng tải cân được thiết kế tương tự như băng tải ngang thông thường, nhưng khác biệt ở chỗ được gắn trên hai Loadcell đặt dưới khung nhôm Việc bố trí này không chỉ giúp dễ dàng lắp ráp mà còn tạo điều kiện cho băng tải di chuyển linh hoạt hơn Đặc biệt, cách lắp đặt này còn giảm thiểu nhiễu trong quá trình hoạt động của băng tải Nhóm thử nghiệm đã so sánh phương án này với việc đặt Loadcell bên dưới dây băng tải.

Nhóm em chọn Loadcell dựa trên những ưu nhược điểm ở bảng 3.1

Hình 3.21 Loadcell thanh 10Kg - [nguồn: linkiendientucaka]

+ Chất liệu cảm biến Nhôm Độ dài dây: 180mm

+ Ảnh hưởng nhiệt độ tới độ nhạy %RO/ độ C: 0.003

+ Ảnh hưởng nhiệt độ tới điểm không %RO/ độ C: 0.02

+ Độ cân bằng điểm không %RO : +-0.1

+ Nhiệt độ hoạt động -20 ~ 65 độ C

Để chuyển đổi tín hiệu từ Loadcell, cần sử dụng mạch chuyển đổi tín hiệu ADC 24 bit HX711 Mạch này cung cấp độ phân giải cao với 24 bit và giao tiếp qua 2 dây (Clock và Data) để truyền dữ liệu về vi điều khiển.

Hình 3.22 HX711 và sơ đồ kết nối với Loadcell - [nguồn: linkiendientucaka]

- Thông số kỹ thuật HX711:

+ Điện áp hoạt động: 2.7~5VDC

+ Tốc độ lấy mẫu: 10 - 80 SPS tùy chỉnh)

+ Độ phân giải: 2 bit ADC

+ Độ phân giải điện áp: 40mV

3.2.3.6 Phần khung chân đế của băng tải

Nhóm dùng nhôm định hình 20x20 để làm khung chân đế băng tải

Hình 3.23 Nhôm định hình 20x20 - [nguồn: vatgia.com]

Hình 3.24 Khung chân đế nhôm 20x20

Phương án thiết kế và chọn máy in cho băng tải dán nhãn

Hiện nay, thị trường máy in tem dán nhãn rất đa dạng với nhiều công nghệ khác nhau như máy in kim, máy in nhiệt và máy in laser Trong bài viết này, chúng tôi tập trung vào các loại máy in nhỏ gọn, có tốc độ in nhanh và chất lượng in tốt, đặc biệt là máy in nhiệt và máy in laser.

Máy in laser là thiết bị sử dụng công nghệ quét chùm tia laser để in ấn trực tiếp lên giấy, mang lại khả năng in nhanh chóng và chất lượng cao cho các văn bản Đây là một trong những phương pháp in phổ biến, đặc biệt hiệu quả trên giấy trắng.

Máy in nhiệt là thiết bị in kỹ thuật số sử dụng đầu in nhiệt để tạo ra bản in bằng cách đốt nóng các điểm trên giấy in nhiệt có phủ hoặc giấy in nhiệt thông thường Thiết bị này được thiết kế chuyên dụng cho các siêu thị, cửa hàng, nhà hàng và quán cà phê.

- Có thể kể đến một số hãng như máy in nhiệt hàng đầu thế giới như: Brother, Dymo, Epson, Antech, … [11]

Bảng 3.4 Bảng tiêu chí chọn máy in

Loại máy in Ưu điểm Nhược điểm

- Tốc độ in nhanh, chất lượng in tốt

• - Không phải thay mực (do sử dụng công nghệ in nhiệt, Mực đã được nằm trên cuộn giấy Cảm nhiệt)

• - Tuổi thọ đầu in cao, khoảng 100km giấy in

-Chi phí bỏ ra cho máy in nhiệt là khá thấp, thấp hơn so với việc sử dụng máy in Laser

• -Có nhiều biến thể khác nhau, từ để bàn, gắn với PC cho đến những chiếc máy in cầm tay tiện dụng

- Chỉ in được những hóa đơn, khổ giấy nhỏ

Sử dụng giấy in bản A4, A5 nên bản in to, rõ ràng Có thể vừa dùng để in hóa đơn vừa in giấy tờ, văn bản cần thiết

- Thường xuyên bị kẹt giấy nếu giấy bị nhàu

- Có tiếng ồn khi in

- Sử dụng hộp mực nên sau một thời gian phải thay mực tốn thêm chi phí thay mực

- Mực in trên giấy sau 1 thời gian sẽ bị phai mờ dần nếu không được bảo quản tốt

Nhóm quyết định chọn máy in nhiệt với tiêu chí thiết kế nhỏ gọn, chi phí ban đầu thấp, tốc độ in và chất lượng in tốt, cùng với tuổi thọ cao Tuy nhiên, do đang sử dụng bộ điều khiển trung tâm Raspberry, nhóm cần cân nhắc lựa chọn dòng máy in có Drive hỗ trợ cho Raspberry Bên cạnh đó, để thiết kế cơ cấu dán nhãn lên bao bì sản phẩm, cần chọn loại giấy in nhiệt có keo dán Sau quá trình tìm hiểu thị trường, nhóm đã quyết định chọn máy in Brother QL700 để đáp ứng các yêu cầu này.

Hình 3.25 Máy in QL 700 – [nguồn tanphat.com.vn]

Bảng 3.5 Bảng thông số máy in QL700

Khả năng tương thích với tập tin cơ sở dữ liệu csv, txt, mdb, xls, Microsoft SQL Server Database

Tốc độ in tối đa (nhãn/ phút)

Bề rộng băng tối đa

Bề rộng in tối đa (mm) 59 mm

Chiều dài nhãn tối đa

37 Độ phân giải tối đa

300x600 Kích thước (WxDxH) 128x221x153 mm

: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LẬP TRÌNH

Tổng quan sơ đồ khối hệ thống

Từ yêu cầu của đề tài, dưới đây là sơ đồ khối của hệ thống chúng em đang dùng:

Hình 4 1 Sơ đồ khối của hệ thống

Khối xử lý trung tâm: có 3 chức năng chính

Nhận tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi như cảm biến, bàn phím và chuột, hệ thống sẽ xử lý và gửi tín hiệu đến các khối hiển thị, công suất và máy in.

- Là trung tâm của webserver có chức năng lưu trữ database cho phép người dùng truy cập và chỉnh sửa giá của sản phẩm trong cùng một mạng

- Là thiết bị cho phép người dùng có thể truy cập, giám sát hoạt động của hệ thống từ xa

- Khối hiển thị: có chức năng hiển thị kết quả nhận được từ khối xử lý trung tâm hiển thị lên màn hình

Khối công suất: bao gồm Module điều khiển động cơ L298 để điều khiển động cơ băng tải chạy

Khối nguồn sử dụng điện 220V để cung cấp năng lượng cho màn hình và máy in, đồng thời sử dụng nguồn 12V cho mạch cầu L298 Ngoài ra, khối nguồn còn hạ áp xuống 5V và 3.3V để cấp điện cho các cảm biến.

Khối cảm biến bao gồm cảm biến Loadcell để đo trọng lượng của vật và cảm biến hồng ngoại để xác định vị trí trên băng tải, sau đó gửi tín hiệu đến khối xử lý trung tâm.

Khối thu tín hiệu cân nặng: Sử dụng hai loadcell 10kg để lấy tín hiệu cân nặng đưa vào bộ chuyển đổi ADC HX711

Khối chuyển đổi tín hiệu ADC (HX711): nhận tín hiệu từ điện áp từ Loadcell chuyển đổi thành tín hiệu 24bit truyền vào khối xử lý trung tâm.

Thiết kế mạch

Thiết kế khối thu tín hiệu cân nặng và khối chyển đổi ADC HX711: 39 4.2.2 Khối cảm biến hồng ngoại

Chúng tôi sử dụng hai module cảm biến cân nặng với giá trị đo tối đa là 10kg trong hệ thống Do loadcell chỉ chuyển đổi tín hiệu cân nặng thành tín hiệu điện áp, nhóm đã tích hợp module chuyển đổi ADC HX711 để chuyển đổi tín hiệu điện áp sang tín hiệu số, giúp dễ dàng kết nối và xử lý trên Raspberry.

Module HX711 là một bộ chuyển đổi ADC 24 bit, lý tưởng cho việc sử dụng với cảm biến Loadcell Nó nổi bật với tốc độ nhanh, khả năng giảm nhiễu hiệu quả và sẵn có trên thị trường.

Các thông số cơ bản của HX711

- Điện áp hoạt động: 2.6 ~ 5.5 VDC

- Đóng gói: 16 pin SOP

- Độ phân giải: 24bit ADC

Hình 4 3 Sơ đồ kết nối HX711 với Raspberry

4.2.2 Khối cảm biến hồng ngoại:

Hệ thống của chúng tôi sử dụng bốn cảm biến hồng ngoại hoạt động với điện áp 5V, không thể trực tiếp đưa tín hiệu vào khối xử lý Thay vào đó, tín hiệu từ cảm biến được dùng để kích relay, cung cấp điện áp 3.3V cho Raspberry.

Cảm biến 1 có chức năng phát hiện khi có vật đi qua, cho phép đọc tín hiệu từ cảm biến Loadcell Cảm biến 2 sẽ gửi tín hiệu đến bộ xử lý để ngừng đọc cảm biến và tính toán, từ đó gửi giá trị đến máy in.

Cảm biến 3: khi phát hiện vật sẽ gửi tín hiệu xuống bộ xử lý để điều khiển motor kéo nhãn hoạt động

Hình 4 4 Sơ đồ kết Raspberry với cảm biến hồng ngoại

Cảm biến 4 là một loại cảm biến hồng ngoại được thiết kế giống như cảm biến dò line Khi phát hiện đường màu đen trên nhãn, nó sẽ gửi tín hiệu cho motor kéo nhãn dừng lại đúng vị trí.

Thiết kế khối công suất

Hình 4 5 Sơ đồ kết nối khối công suất

Hệ thống sử dụng mạch L298 để khuếch đại tín hiệu từ Raspberry tới ba motor Trong đó, motor M1 và M2 được sử dụng để điều khiển băng tải cân và băng tải dán nhãn, trong khi motor M3 có nhiệm vụ kéo nhãn ra khi nhận được tín hiệu kích từ cảm biến 3.

Khối xử lý trung tâm

Khối xử lý trung tâm sử dụng kit Raspberry Pi 3 Module B, là bộ xử lý chính cho hệ thống Người dùng có thể kết nối bàn phím và chuột để điều khiển Hệ điều hành Raspbian được cài đặt để thực hiện các tác vụ như đọc cảm biến và điều khiển động cơ Hệ thống cũng hỗ trợ kết nối IoT, mở rộng khả năng tương tác và điều khiển từ xa.

Nhóm đã chọn sử dụng kit Raspberry làm khối xử lý trung tâm cho hệ thống, vì ESP8266 không đáp ứng được yêu cầu cài driver cho máy in dán nhãn do nhà sản xuất cung cấp Raspberry Pi có tốc độ xử lý nhanh và hỗ trợ tốt cho việc giao tiếp với các thiết bị ngoại vi và module từ bên ngoài.

Sơ đồ kết nối chân GPIO của các thiết bị với Raspberry [4]

Hình 4 6 Sơ đồ chân Raspberry – [nguồn: raspberrypi.org]

Sau khi phát triển ý tưởng thiết kế hệ thống điện, nhóm đã chọn phần mềm EasyEDA để thiết kế mạch điện Phần mềm này hỗ trợ trực tuyến, cho phép nhiều người dùng cùng sửa chữa mạch liên tục, nâng cao hiệu quả làm việc nhóm Các thành viên có thể dễ dàng chỉnh sửa bản thiết kế và tận dụng thư viện linh kiện phong phú, chính xác với thông số các linh kiện trên thị trường, từ đó giúp nhóm quyết định sử dụng EasyEDA cho việc vẽ mạch.

Hình 4 7 Mạch PCB Sau khi thiết kế mạch nguyên lý và PBC nhóm chuyển sang quá trình gia công

Hình 4 8 Mạch sau khi gia công

Hình 4 9 Các bước thi công mạch

Lập trình hệ thống

Lưu đồ tổng quan của hệ thống

Hình 4 10 Sơ đồ khối giao tiếp của hệ thống Giải thích lưu đồ:

Dùng Raspberry làm khối sử lý trung tâm, sẽ thu nhận và điều khiển từng khối riêng biệt

Khối GUI, hay giao diện người dùng, là phần hiển thị trên màn hình tại nơi làm việc, đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển và hiển thị toàn bộ hoạt động của hệ thống.

Khối WEB có chức năng chính là cập nhật giá cả các loại rau trên trình duyệt web khi kết nối cùng mạng với Raspberry Người dùng có thể dễ dàng theo dõi giá cả ngay tại văn phòng mà không cần phải đến trực tiếp nơi sản xuất.

- Khối Database: là trung tâm chứa dữ liệu giá cả của các loại rau, để khối web có thể truy cập và chỉnh sửa giá.

Cách thức hoạt động của các khối

4.3.2.1 Khối GUI Để lập trình giao diện cho hệ thống, nhóm chúng em dùng ngôn ngữ Python để lập trình giao diện Vì khi chương trình giao diện của Python chạy chỉ hoạt động trong luồng giao diện, không thể xử lý các tác vụ giao tiếp với các GPIO bên ngoài, nên chúng em đã chia thành hai luồng xử lý chính: một luồng dùng để hiển thị giao diện cho người dùng sử dụng, một luồng để đọc các tín hiệu cảm biến và điều khiển các khối công suất Trong giao diện có hai trang chính: Home và Data

Hình 4 11 Giao diện màn hình chính

Hệ thống cung cấp cho người dùng cái nhìn tổng quan về thông tin khối lượng giá cả và thống kê năng suất làm việc của máy đối với từng loại rau Trước khi tiến hành cân, người dùng cần chọn loại rau phù hợp như hình dưới.

Hình 4 12 Thao tác chọn loại rau

Sau khi nhấn nút Start, hệ thống sẽ hoạt động

Trên màn hình chính, thông tin về khối lượng và giá thành hiện tại của gói hàng sẽ được hiển thị Ở góc phải màn hình, người dùng có thể thấy số lượng gói hàng cùng với tổng giá thành của chúng.

Bên cạnh đó, thiết bị còn được trang bị các phím chức năng như phím STOP để dừng băng tải, phím RESET giúp khôi phục tất cả thông số về trạng thái ban đầu, và phím CALC để điều chỉnh độ chính xác của cân sau nhiều lần sử dụng.

Cập nhật giá cả và quản lý các loại rau cần thiết một cách linh hoạt ngay trên máy, cho phép thêm hoặc xóa theo nhu cầu sử dụng tại từng địa điểm khác nhau.

Xử lý tín hiệu điều khiển trong GUI

Luồng xử lý tín hiệu và điều khiển thiết bị có nhiệm vụ đọc tín hiệu từ các cảm biến, xử lý thông tin và gửi dữ liệu về khối lượng đến giao diện Ngoài ra, nó còn điều khiển mạch công suất và máy in nhãn.

Hình 4 14 Lưu đồ nút nhấn trên GUI

49 Hình 4 15 Lưu đồ điều khiển

Giải thích lưu đồ:

Khai báo thư viện, thiết lập cấy hình kết nối máy in, khai báo các giá trị cảm biến ban đầu

Kiểm tra nút START trên giao diện; khi nhấn, giá trị sẽ được gán bằng 1, kích hoạt băng tải cân và băng tải dán nhãn Tiếp theo, kiểm tra cảm biến S1; khi có xung cạnh xuống, gán giá trị biến trung gian temp_s1=1 và bắt đầu đọc cảm biến HX711, gán giá trị đọc được vào biến weight.

Khi cảm biến S2 được kích hoạt, quá trình đọc cảm biến HX711 sẽ dừng lại Tiếp theo, hệ thống sẽ tính toán giá trị trung bình của biến weight và gửi giá trị này đến giao diện cũng như máy in để in nhãn Cuối cùng, biến trung gian temp_s2 sẽ được gán giá trị 1.

Khi temp_s2=2 sẽ kiểm tra cảm biến S3, khi S3 kích sẽ cho motor M3 chạy Motor M3 sẽ chạy cho đến khi cảm biến S4 được kích

4.3.2.2 Khối trình duyệt WEB Được thiết kế để người dùng có thể trực tiếp cập nhật giá cả tại văn phòng làm việc, các bộ phận quản lý bán hàng Để đảm bảo độ bảo mật người dùng cần đăng nhập tài khoản được đặt trước

Hình 4 16 Giao diện đăng nhập

Sau khi đăng nhập, người dùng sẽ truy cập vào giao diện bảng giá trên trình duyệt web, cho phép họ dễ dàng thay đổi thông tin các loại rau và cập nhật dữ liệu hàng ngày mà không cần phải thao tác trực tiếp trên máy.

Kết quả tổng quan

Sau một thời gian dài nghiên cứu tài liệu chuyên môn và tham khảo các nguồn thông tin trên Internet, cùng với sự hỗ trợ nhiệt tình từ giáo viên hướng dẫn, nhóm thực hiện đề tài đã hoàn thành công việc của mình.

Dự án "Thiết kế chế tạo máy cân tự động, in giá hạn và hạn sử dụng của sản phẩm rau củ quả có kết nối IoT" đã hoàn thành các yêu cầu đề ra Nhóm đã học hỏi nhiều vấn đề từ thiết kế đến thi công mô hình và sử dụng phần mềm Về phần cứng, nhóm nắm vững cách gia công lắp đặt nhôm định hình, thiết kế hệ thống điện và sử dụng máy in dán nhãn cùng kit Raspberry Về phần mềm, nhóm biết thiết kế mô phỏng hệ thống trên SolidWorks, thi công mạch PCB, lập trình cơ bản trên Python, và hiểu nguyên lý cũng như cách đọc cảm biến khối lượng, đồng thời tích lũy kinh nghiệm trong việc xử lý các vấn đề phát sinh trong quá trình lập trình.

Kết quả đạt được

Mô hình sản phẩm hoàn thiện

Sau khi lên phương án thiết kế, tính toán và thi công nhóm chúng em đã hoàn thiện máy cân dán nhãn tự động như sau

Hình 5.1 Mô hình máy hoàn thiện 3D

52 Hình 5.2 Vị trí các cụm chi tiết của máy cân dán nhãn 3D

Hình 5.3 Sản phẩm hoàn thiện

Hình 5.4 Các cụm chi tiết chính của sản phẩm hoàn thiện

Kết quả thực nghiệm cân tự động

Để đánh giá tính ổn định và độ chính xác của máy nhóm, tôi đã tiến hành cân và thu thập giá trị thực nghiệm, kết quả được trình bày trong bảng dưới đây.

Bảng 5.1 Thống kê khối lượng đo được sau 50 lần

Giá trị trung bình đọc được

Sai số Min Sai số max

Để đánh giá tính ổn định của hệ thống cân tự động, nhóm đã thực hiện 50 lần cân các sản phẩm với khối lượng lần lượt là 217g, 439g, 1034g và 1507g Kết quả đo lường được thể hiện qua biểu đồ dưới đây.

5.2.3 Kết quả thu được từ máy in nhãn

Hình 5.6 Sản phẩm dán nhãn cho đậu rồng Hình 5.5 Biểu đồ so sánh giá trị đo được và giá trị thực tế

Hình 5.7 Sản phẩm dán nhãn cho khổ qua

Nhận xét và đáng giá

Nhận xét kết quả đạt được

Từ những số liệu thu thập được nhóm rút ra các kết quả sau:

Cân tự động hiện tại chưa đạt được tính ổn định cao, với giá trị sai số từ 2g đến 3g trong khoảng khối lượng từ 200g đến 1000g Khi khối lượng vượt quá 1500g, giá trị sai số có xu hướng tăng và trở nên không ổn định Do đặc tính của rau củ có thể bị hao hụt khối lượng trong quá trình vận chuyển và bảo quản, mức sai số này được coi là chấp nhận được Hệ thống cân vẫn đảm bảo yêu cầu đã đề ra từ ban đầu.

- Về phần dán nhãn: đang còn gặp vấn đề khó khăn khi dán nhãn tự động lên gói rau củ

- Về phần người dùng: Giao diện điều khiển đơn giản, dễ dàng sử dụng phù hợp với các yêu cầu cơ bản của hệ thống.

Đánh giá kết quả đạt được

Sau thời gian tìm hiểu và nghiên cứu và thực hiện đề tài nhóm đã đưa ra được các đánh giá sau:

- Đề tài có tính ứng dụng cao vào thực tế

- Phạm vi sử dụng trong các nơi sản xuất rau củ quả, siêu thị, là nơi sản phẩm đầu cuối đến người tiêu dùng.

Hướng phát triển

Trong quá trình nghiên cứu, nhóm đã nhận diện những hạn chế của mô hình hiện tại và nhu cầu thiết yếu của đề tài Do đó, nhóm đã đề xuất một số hướng phát triển cho hệ thống nhằm nâng cao hiệu quả và hoàn thiện hơn.

- Hệ thống cần tăng tăng tốc độ dán nhãn để tăng năng xuất của toàn hệ thống

Áp dụng công nghệ xử lý ảnh giúp phát hiện các sản phẩm bị lỗi và hư hại trong quá trình vận chuyển, đồng thời hỗ trợ phát hiện các nhãn dán sai vị trí.

- Giảm thiểu sai số khi cân của hệ thống