Thiết kế và chế tạo hệ thống cấp bát tôly cho máy bán hàng tại HCMUTE

Mục tiêu chính của nghiên cứu HCMUTE này là thiết kế hệ thống cấp bát tô ly tự động cho máy bán hàng tự động tại HCMUTE. Nghiên cứu tập trung vào việc tạo ra một mô-đun cấp ly tự động, hiệu quả, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Phạm vi nghiên cứu bao gồm: thiết kế cơ khí, thiết kế điện - điều khiển, và lập trình cho hệ thống. Hệ thống cấp bát tô ly được thiết kế để đáp ứng nhu cầu cung cấp số lượng lớn ly (dưới 100 ly), với khả năng hoạt động ổn định và chính xác. Nghiên cứu cũng xem xét các yếu tố như lựa chọn vật liệu, tính toán kích thước, và tối ưu hóa hiệu suất hoạt động. Giải pháp tự động hóa này được kỳ vọng sẽ nâng cao hiệu quả và tính tự động hóa của máy bán hàng tự động.

Nghiên cứu HCMUTE này áp dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm. Phần lý thuyết bao gồm nghiên cứu tài liệu liên quan đến máy bán hàng tự động, cơ khí chế tạo máy, và điện tử điều khiển. Các tính toán thiết kế, lựa chọn linh kiện, và lập trình nhúng được thực hiện dựa trên các nguyên lý khoa học và kỹ thuật. Phần thực nghiệm bao gồm việc chế tạo mô hình, thử nghiệm và đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống cấp bát tô ly. Dữ liệu thu thập được từ quá trình thử nghiệm được sử dụng để đánh giá hiệu quả của giải pháp tự động hóa và đề xuất các cải tiến cần thiết. Việc triển khai hệ thống cấp bát tô ly được thực hiện theo các bước cụ thể, từ thiết kế đến chế tạo và thử nghiệm.

Thiết kế cơ khí của hệ thống cấp bát tô ly tập trung vào việc tối ưu hóa hiệu suất hoạt động và đảm bảo tính bền vững. Các bộ phận được thiết kế với vật liệu phù hợp, đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình vận hành. Bộ phận cấp ly sử dụng cơ cấu lấy ly tự động, giúp tách từng ly riêng lẻ từ chồng ly. Bộ phận cấp đá được thiết kế với khả năng giữ nhiệt tốt, đảm bảo đá không bị tan chảy trong quá trình chờ đợi. Bộ phận cấp trân châu/thạch được thiết kế để định lượng chính xác lượng trân châu/thạch cần thiết cho mỗi ly. Thiết kế cỗ khí được mô phỏng trên phần mềm SolidWorks, đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của thiết kế. Việc sử dụng In 3D có thể được xem xét để tạo mẫu và thử nghiệm nhanh chóng.

Thiết kế điện - điều khiển sử dụng vi điều khiển Arduino Mega 2560 để điều khiển các động cơ và cảm biến. Các cảm biến tiệm cận được sử dụng để phát hiện vị trí của ly và các thành phần khác. Mô đun relay được sử dụng để điều khiển các động cơ công suất lớn. Màn hình LCD hiển thị thông tin trạng thái của hệ thống. Phần lập trình sử dụng ngôn ngữ C++, với các thuật toán điều khiển được thiết kế để đảm bảo hoạt động chính xác và ổn định của hệ thống cấp bát tô ly. Internet vạn vật (IoT) có thể được tích hợp để giám sát từ xa và quản lý hệ thống. Việc sử dụng điện tử hiện đại đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy cao của hệ thống.

Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ thống cấp bát tô ly hoạt động ổn định và hiệu quả. Hệ thống đáp ứng được yêu cầu về tốc độ cấp ly, độ chính xác trong định lượng các thành phần, và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Tiết kiệm chi phí đạt được nhờ việc giảm bớt nhân công phục vụ. Tăng hiệu quả hoạt động nhờ việc tự động hóa quá trình cấp ly, giúp tăng năng suất của máy bán hàng tự động. Phân tích chi phí đầu tư và lợi ích kinh tế cho thấy tính khả thi cao của việc ứng dụng hệ thống này trong thực tế. Thách thức trong quá trình triển khai được nêu rõ, cùng với các giải pháp khắc phục.

Hệ thống cấp bát tô ly có khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều loại máy bán hàng tự động, không chỉ giới hạn ở máy bán trà sữa. Hệ thống có thể được tùy chỉnh để phù hợp với các loại ly, tô khác nhau. Phát triển hệ thống trong tương lai có thể bao gồm tích hợp Internet vạn vật (IoT) để giám sát từ xa và quản lý hoạt động của hệ thống. Cải tiến hệ thống có thể tập trung vào việc tăng tốc độ hoạt động, nâng cao độ chính xác, và giảm thiểu chi phí sản xuất. Quản lý kho nguyên liệu cũng cần được tối ưu hóa để đảm bảo hoạt động liên tục của hệ thống. Việc nghiên cứu các nguyên lý hoạt động khác nhau có thể dẫn đến việc tối ưu hóa thiết kế trong tương lai.