Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Máy Bán Hàng Tự Động Sử Dụng Vi Điều Khiển PIC16F877A

Đồ án nghiên cứu tốt nghiệp đại học máy bán hàng tự động, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài toán ., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

• Tác giả: Nguyễn Văn Hiệu
• Người hướng dẫn: Ths. Trần Tấn Phúc
• Trường học: Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Điện Tử - Viễn Thông
• Đề tài: Máy Bán Hàng Tự Động
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT ĐỒ ÁN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan
• 1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.3. Nhiệm vụ đồ án
• 2. CHƯƠNG 2: VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A VÀ CÁC THÀNH PHẦN LIÊN QUAN
• 2.1. Vi điều khiển PIC16F877A
• 2.2. Cảm biến màu TCS34725
• 2.3. CCS C Compiler
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Thiết Kế Máy Bán Hàng Tự Động Sử Dụng Vi Điều Khiển PIC16F877A

Máy bán hàng tự động là một giải pháp hiện đại giúp người tiêu dùng mua sắm nhanh chóng và tiện lợi. Đề tài này tập trung vào việc thiết kế một máy bán hàng tự động sử dụng vi điều khiển PIC16F877A và cảm biến màu TCS34725. Hệ thống này không chỉ giúp nhận diện tiền mặt mà còn đảm bảo tính chính xác trong giao dịch. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa trong lĩnh vực bán lẻ đang ngày càng trở nên phổ biến, mang lại nhiều lợi ích cho cả người tiêu dùng và nhà cung cấp.

1.1. Lịch sử và sự phát triển của máy bán hàng tự động

Máy bán hàng tự động đã có mặt từ lâu và trải qua nhiều giai đoạn phát triển. Từ những chiếc máy đơn giản chỉ có khả năng bán đồ uống, đến những hệ thống phức tạp hiện nay, máy bán hàng tự động đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày.

1.2. Tại sao chọn vi điều khiển PIC16F877A cho thiết kế này

Vi điều khiển PIC16F877A được lựa chọn vì tính linh hoạt và khả năng xử lý tốt. Nó hỗ trợ nhiều giao thức giao tiếp và có khả năng điều khiển nhiều thiết bị ngoại vi, giúp tối ưu hóa hiệu suất của máy bán hàng tự động.

II. Thách thức trong việc thiết kế máy bán hàng tự động hiện đại

Việc thiết kế một máy bán hàng tự động không chỉ đơn thuần là lắp ráp các linh kiện. Có nhiều thách thức cần phải vượt qua, từ việc nhận diện tiền mặt đến quản lý hàng tồn kho. Hệ thống cần phải đảm bảo tính chính xác và an toàn trong giao dịch. Các vấn đề như nhận diện sai mệnh giá tiền hay thiếu hàng hóa có thể gây ra sự không hài lòng cho khách hàng.

2.1. Vấn đề nhận diện tiền mặt

Một trong những thách thức lớn nhất là việc nhận diện mệnh giá tiền mặt. Hệ thống cần phải có khả năng phân biệt các loại tiền khác nhau một cách chính xác để tránh sai sót trong giao dịch.

2.2. Quản lý hàng tồn kho hiệu quả

Quản lý hàng tồn kho là một yếu tố quan trọng trong thiết kế máy bán hàng tự động. Hệ thống cần phải theo dõi số lượng hàng hóa còn lại và thông báo cho người quản lý khi cần bổ sung.

III. Phương pháp thiết kế máy bán hàng tự động sử dụng PIC16F877A

Để thiết kế máy bán hàng tự động, cần thực hiện một quy trình rõ ràng từ việc chọn linh kiện đến lập trình và thử nghiệm. Việc sử dụng CCS C Compiler để lập trình cho vi điều khiển PIC16F877A là một bước quan trọng trong quá trình này. Hệ thống cũng cần được mô phỏng trên phần mềm như Proteus trước khi triển khai thực tế.

3.1. Lựa chọn linh kiện và thiết kế mạch điện

Việc lựa chọn linh kiện phù hợp là rất quan trọng. Cảm biến màu TCS34725 sẽ được sử dụng để nhận diện tiền, trong khi các linh kiện khác sẽ hỗ trợ cho việc điều khiển và giao tiếp.

3.2. Lập trình và phát triển phần mềm

Lập trình cho vi điều khiển PIC16F877A sử dụng CCS C Compiler giúp tạo ra các thuật toán xử lý dữ liệu từ cảm biến và điều khiển hoạt động của máy bán hàng tự động.

3.3. Mô phỏng và thử nghiệm hệ thống

Mô phỏng hệ thống trên Proteus giúp kiểm tra hiệu suất và độ tin cậy của máy bán hàng tự động trước khi triển khai thực tế. Điều này giúp phát hiện và khắc phục các lỗi tiềm ẩn.

IV. Ứng dụng thực tiễn của máy bán hàng tự động

Máy bán hàng tự động không chỉ mang lại sự tiện lợi cho người tiêu dùng mà còn giúp các doanh nghiệp tiết kiệm chi phí nhân công. Hệ thống này có thể được triển khai ở nhiều địa điểm khác nhau như trường học, bệnh viện, và trung tâm thương mại. Việc tích hợp công nghệ mới vào máy bán hàng tự động sẽ nâng cao trải nghiệm mua sắm cho khách hàng.

4.1. Lợi ích cho người tiêu dùng

Người tiêu dùng có thể mua sắm nhanh chóng mà không cần phải chờ đợi. Hệ thống cũng đảm bảo tính chính xác trong giao dịch, giúp tiết kiệm thời gian.

4.2. Lợi ích cho doanh nghiệp

Doanh nghiệp có thể giảm thiểu chi phí nhân công và tăng cường khả năng phục vụ khách hàng. Hệ thống tự động hóa giúp quản lý hàng tồn kho hiệu quả hơn.

V. Kết luận và hướng phát triển trong tương lai

Máy bán hàng tự động sử dụng vi điều khiển PIC16F877A và cảm biến màu TCS34725 là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực tự động hóa. Hệ thống này không chỉ mang lại tiện ích cho người tiêu dùng mà còn mở ra nhiều cơ hội cho các doanh nghiệp. Trong tương lai, việc tích hợp thêm các công nghệ mới như thanh toán điện tử và trí tuệ nhân tạo sẽ giúp nâng cao hiệu suất và trải nghiệm người dùng.

5.1. Tiềm năng phát triển công nghệ tự động hóa

Công nghệ tự động hóa đang phát triển mạnh mẽ và có tiềm năng lớn trong nhiều lĩnh vực. Việc áp dụng công nghệ mới sẽ giúp cải thiện hiệu suất và tính chính xác của máy bán hàng tự động.

5.2. Hướng đi mới cho máy bán hàng tự động

Trong tương lai, máy bán hàng tự động có thể được tích hợp với các công nghệ như thanh toán điện tử và trí tuệ nhân tạo, giúp nâng cao trải nghiệm mua sắm cho người tiêu dùng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ ---------------o0o--------------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC MÁY BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG GVHD: Ths. Trần Tấn Phúc SVTH: Nguyễn Văn Hiệu MSSV: 1913402 TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 5 NĂM 2024 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc.

-----✩----- -----✩----- Số: ______ /BKĐT Khoa: Điện – Điện tử Bộ Môn: Điện Tử NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1. HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN VĂN HIỆU MSSV: 1913402 2. NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG LỚP: DD19DV03 3. Đề tài: Máy bán hàng tự động 4.

Nhiệm vụ (Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu): - Nghiên cứu lý thuyết: Cần nắm vững lý thuyết liên quan đến đề tài, bao gồm vi điều khiển PIC16F877A, cảm biến màu TCS34725, LED UV, CCS C Compiler, và Proteus. - Chọn và lập trình phần cứng: Chọn các thành phần phần cứng phù hợp và lập trình chúng để hoạt động theo yêu cầu của đề tài. - Lập trình phần mềm: Viết chương trình điều khiển cho vi điều khiển PIC16F877A sử dụng CCS C Compiler. - Thiết kế và thử nghiệm hệ thống: Thiết kế hệ thống sao cho nó có thể hoạt động ổn định và đáng tin cậy.

Ngày giao nhiệm vụ đồ án:. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:. Họ và tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn. Nội dung và yêu cầu ĐATN đã được thông qua Bộ Môn.

năm 20 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN: Người duyệt (chấm sơ bộ):. Ngày bảo vệ :. Điểm tổng kết:. Lời cảm ơn GVHD: Ths.

Trần Tấn Phúc LỜI CẢM ƠN Khi nhìn lại hành trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến thầy Trần Tấn Phúc và thầy Nguyễn Tuấn Hùng, người đã đề xuất đề tài đồ án và hỗ trợ em không mệt mỏi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện. Thầy không chỉ là người hướng dẫn chuyên môn, mà còn là nguồn cảm hứng giúp em đối mặt với những thách thức và khó khăn trong quá trình nghiên cứu. Sự am hiểu sâu rộng và cách tiếp cận khoa học của thầy đã giúp em mở rộng kiến thức và cải thiện kỹ năng nghiên cứu của mình. Em cũng xin cảm ơn thầy vì đã luôn sẵn lòng lắng nghe và giải đáp mọi thắc mắc, từ nhỏ nhất đến phức tạp nhất, giúp em vượt qua những băn khoăn và tiếp tục tiến bộ.

Những lời khuyên và hỗ trợ của thầy trong suốt quá trình làm đồ án không chỉ là nguồn động viên quan trọng mà còn là kim chỉ nam cho những quyết định và hướng đi trong nghiên cứu của em. Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn một lần nữa đến thầy Trần Tấn Phúc, người thầy với lòng nhiệt huyết và tâm huyết với nghề. Những bài học và kinh nghiệm mà thầy đã chia sẻ không chỉ là đóng góp vô giá cho đồ án này mà còn là hành trang vô cùng quý báu cho con đường sự nghiệp tương lai của em. Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 05 năm 2024.

Sinh viên Nguyễn Văn Hiệu i Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Trần Tấn Phúc TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án này trình bày về việc thiết kế và triển khai một máy bán hàng tự động có khả năng nhận tiền, kiểm tra số tiền và bán hàng theo yêu cầu của khách hàng chỉ khi có số dư hợp lệ và sản phẩm còn hàng. Mục tiêu chính của dự án là tạo ra một hệ thống bán hàng tự động linh hoạt, an toàn và tiện lợi cho người sử dụng, đồng thời đảm bảo tính chính xác và trải nghiệm mua sắm tốt nhất cho khách hàng. Máy bán hàng tự động này được điều khiển bởi vi điều khiển PIC16F877A và tích hợp cảm biến màu TCS34725 để nhận dạng sản phẩm dựa trên màu sắc.

Chúng tôi đã phát triển phần mềm bằng ngôn ngữ lập trình C và CCS C Compiler để điều khiển hoạt động của máy và xử lý dữ liệu từ cảm biến. Khách hàng có thể chọn và nhập số lượng sản phẩm mà họ muốn mua thông qua giao diện người dùng trên máy. Sau đó, hệ thống sẽ kiểm tra số dư trong máy và số lượng sản phẩm còn lại trong kho trước khi tiếp tục giao dịch. Nếu cả hai điều kiện đều hợp lệ, máy sẽ tính toán tổng giá trị của đơn hàng và hiển thị số tiền cần thanh toán.

Khách hàng có thể thanh toán bằng tiền mặt, và máy sẽ nhận và kiểm tra số tiền đã thanh toán. Nếu số tiền thanh toán hợp lệ và có đủ sản phẩm trong kho, máy sẽ tự động phát hành sản phẩm ra theo số lượng và loại được chọn. Tuy nhiên, nếu số dư không đủ hoặc sản phẩm đã hết hàng, máy sẽ thông báo cho khách hàng biết và yêu cầu thanh toán lại hoặc hủy bỏ đơn hàng. Đồ án này mang lại sự tiện lợi và nhanh chóng trong quá trình mua sắm và thanh toán, đồng thời đảm bảo tính an toàn và chính xác trong các giao dịch mua bán, góp phần nâng cao trải nghiệm mua sắm của người tiêu dùng và thúc đẩy sự phát triển của công nghệ tự động hóa trong lĩnh vực bán lẻ.

ii Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Trần Tấn Phúc MỤC LỤC 1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước .1 Vi điều khiển PIC16F877A .2 Cảm biến màu TCS34725 .5 Giao thức I2C giao tiếp giữa vi điều khiển Pic16F87a và TCS34725 .6 Cơ chế làm việc chung của máy bán hàng .7 Cơ chế nhận diện tiền .8 Cơ chế hoạt động của phần lò xo đẩy hàng. THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN CỨNG. THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN MỀM.

KẾT QUẢ THỰC HIỆN. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .2 Hướng phát triển. TÀI LIỆU THAM KHẢO. 48 iii Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths.

Trần Tấn Phúc 1.1 Tổng quan Máy bán hàng tự động là một phần không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại, giúp cung cấp các sản phẩm một cách nhanh chóng và tiện lợi mà không cần sự can thiệp của con người. Các máy bán hàng tự động hiện nay sử dụng nhiều công nghệ khác nhau để nhận biết mệnh giá tiền, từ các hệ thống quét mã vạch đến các hệ thống nhận dạng hình ảnh phức tạp. Trong đề tài này, chúng tôi tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển một hệ thống máy bán hàng tự động sử dụng vi điều khiển PIC16F877A, cảm biến màu TCS34725 và LED UV để xác định mệnh giá tiền. Mục tiêu của chúng tôi là tạo ra một hệ thống nhận biết tiền tệ chính xác, nhanh chóng và đáng tin cậy, giúp cải thiện hiệu suất và tiện ích của máy bán hàng tự động.

Nhiệm vụ của đề tài đồ án này bao gồm: - Thiết kế và lập trình hệ thống nhận biết mệnh giá tiền sử dụng vi điều khiển PIC16F877A và cảm biến màu TCS34725. - Phát triển thuật toán để xử lý dữ liệu từ cảm biến và xác định mệnh giá tiền. - Viết chương trình điều khiển cho PIC16F877A sử dụng CCS C Compiler. - Đánh giá hiệu suất và độ chính xác của hệ thống.

Đề tài này không chỉ đóng góp vào lĩnh vực máy bán hàng tự động, mà còn mở rộng khả năng ứng dụng của vi điều khiển và cảm biến trong nhiều lĩnh vực khác. Chúng tôi hy vọng rằng công trình nghiên cứu này sẽ là một bước tiến quan trọng trong việc phát triển các hệ thống tự động hóa hiệu quả và tiện lợi hơn nữa trong tương lai. 1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Trần Tấn Phúc 1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1.1 Nghiên cứu về máy bán hàng tự động sử dụng vi điều khiển Có nhiều nghiên cứu đã được thực hiện về việc sử dụng vi điều khiển trong máy bán hàng tự động.

Một số nghiên cứu đã tập trung vào việc sử dụng vi điều khiển PIC16F877A để điều khiển các hoạt động của máy bán hàng tự động [1] [2] [3] [4] [5]. Các nghiên cứu này đã phát triển các thuật toán và phương pháp để tối ưu hóa hiệu suất và độ tin cậy của máy bán hàng tự động.2 Nghiên cứu về cảm biến màu TCS34725 Cảm biến màu TCS34725 đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng, bao gồm nhận dạng màu sắc [6] [7] [8] [9] [10]. Cảm biến này cung cấp giá trị cảm biến ánh sáng đỏ, xanh lá cây, xanh dương (RGB) và rõ ràng. Bộ lọc chặn tia hồng ngoại, tích hợp trên chip và định vị cho các photodiode cảm biến màu, giảm thiểu thành phần phổ tia hồng ngoại của ánh sáng đến và cho phép đo màu được thực hiện chính xác.3 Nghiên cứu về việc lập trình PIC16F877A sử dụng CCS C Compiler CCS C Compiler đã được sử dụng trong nhiều nghiên cứu để lập trình vi điều khiển PIC16F877A.

Các nghiên cứu này đã phát triển các thuật toán và phương pháp để tối ưu hóa hiệu suất và độ tin cậy của vi điều khiển. Tổng quan, các nghiên cứu đã có đã cung cấp nhiều kiến thức quý giá về việc sử dụng vi điều khiển, cảm biến màu và CCS C Compiler trong máy bán hàng tự động. Tuy nhiên, việc kết hợp các công nghệ này để phát triển một hệ thống máy bán hàng tự động hiệu quả và đáng tin cậy vẫn còn là một thách thức và cần được nghiên cứu thêm. Đề tài đồ án này nhằm mục đích khám phá và giải quyết thách thức này.

2 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Trần Tấn Phúc 1.3 Nhiệm vụ đồ án Dựa trên yêu cầu của đề tài, dưới đây là các nhiệm vụ cụ thể cần thực hiện: Nội dung 1: Tìm hiểu lý thuyết về vi điều khiển PIC16F877A và cảm biến màu TCS34725 Đầu tiên, chúng ta cần nắm vững kiến thức về vi điều khiển PIC16F877A và cảm biến màu TCS34725. Điều này bao gồm việc hiểu rõ về cấu trúc, nguyên lý hoạt động, cách lập trình và sử dụng chúng trong các ứng dụng thực tế. Nội dung 2: Thiết kế hệ thống nhận biết mệnh giá tiền Chúng ta cần thiết kế một hệ thống có khả năng nhận biết mệnh giá tiền mặt.

Hệ thống này sẽ sử dụng vi điều khiển PIC16F877A để điều khiển hoạt động, cảm biến màu TCS34725 để nhận biết mệnh giá tiền, và LED UV để chiếu sáng lên tiền mặt. Nội dung 3: Lập trình cho vi điều khiển PIC16F877A Chúng ta cần viết chương trình bằng ngôn ngữ C, sử dụng CCS C Compiler, để điều khiển vi điều khiển PIC16F877A. Chương trình này sẽ xử lý dữ liệu từ cảm biến màu TCS34725 và quyết định mệnh giá của tiền mặt.