Trong bài này, xin được trình bày nhiệm vụ và nguyên lý hoạt động của máy lạnh tự động bán nước giải khát bằng tiền xu với các bộ phận: Nhận dạng tiền xu, hiển thị tiền, thối tiền, bảng yêu cầu chọn sản phẩm, bộ phận tách ly, bộ phận chiết rót nước, bộ điều khiển lập trình…
Máy lạnh tự động bán nước giải khát bằng tiền xu Việt Nam được thiết kế gồm 10 khối (xem hình 1). Các khối phải được lắp đặt ở những vị trí tối ưu nhất bên trong thân máy nhằm đảm bảo độ chính xác giữa các bộ phận và chiếm ít không gian.
hình 1: sơ đồ tổng quát
1. Nguyên lý hoạt động của máy
Khi khách hàng đưa tiền vào khe bỏ tiền xu, bộ phận nhận dạng tiền xu của máy sẽ xác định giá trị tiền xu và xác định tiền xu thật hay giả. Khi tiền xu thật thì máy sẽ hiển thị giá trị tiền trên màn hình, còn khi tiền xu giả thì máy sẽ đưa tiền xu đó ra ngoài. Tiền sẽ được lưu giữ tạm thời cho đến khi có yêu cầu của khách hàng mua hoặc từ chối mua. Khách hàng sẽ chọn các sản phẩm cần mua bằng cách nhấn nút theo từng sản phẩm được trưng bày đã đặt trước. Nếu giá sản phẩm thấp hơn hoặc bằng số tiền cho vào máy thì máy sẽ tiến hành giao dịch. Bộ phận lập trình điều khiển sẽ thông qua các mạch điều khiển và cảm biến để điều khiển bộ phận cấp và tách ly, đưa ly vào đúng vị trí cần rót nước giải khát, điều khiển bộ chiết rót đưa nước giải khát dinh dưỡng từ các bồn chứa đã được làm lạnh vào ly chờ sẵn, theo đúng lượng nước được định trước, khi có đèn báo khách hàng lấy ly nước giải khát đã được rót xong để dùng. Nếu khách hàng không còn giao dịch nữa thì nhấn nút nhận tiền dư kết thúc một chu trình giao dịch. Tiền xu được phân biệt bởi 4 tính chất đặt trưng cơ bản là: khối lượng, đường kính, bề dày, vật liệu. Điều này giúp cho việc nhận dạng trở nên chính xác hơn. Bộ nhận dạng được dùng để nhận dạng 3 loại tiền xu Việt Nam là 1.000đ, 2.000đ, 5.000đ (xem hình 2)
Hình 2: Sơ đồ nguyên lý 1 tầng mạch nhận dạng xu.
Một máy bán hàng cần phải có cơ cấu trả lại tiền thừa cho khách hàng. Cơ cấu trả tiền phải chính xác và nhanh chóng, đảm bảo trả đúng số tiền còn lại. Dựa trên nguyên lý tách từng đồng tiền xu được chứa sẵn trong máy. Trong máy thực tế ta có thể sử dụng nhiều ống chứa giá trị tiền xu khác nhau và lập trình cho cơ cấu loại tiền trả lại khách đúng giá trị số tiền còn lại của khách hàng. Các ống chứa tiền trả cho khách phải có cảm biến nhận dạng khi hết tiền sẽ chuyển sang ống chứa tiền khác hoặc báo phải nạp thêm tiền cho máy. Đồng xu được tách từng đồng ra khỏi ống chứa tiền trả lại khách sao cho đúng số tiền còn lại của khách hàng. (xem hình 3)
Hình 3: Sơ đồ mặt cắt ống đựng tiền xu
Mỗi khi có tín hiệu bán các loại nước, một ly giấy được đưa ra ngoài vào đúng vị trí rót nước của máy. Miếng gạt, miếng đỡ được gắn đồng trục với nhau và được lắp vào trục động cơ. Khi có tín hiệu bán nước thì động cơ quay, lúc này miếng gạt đi vào khe hở giữa 2 ly dưới cùng và tách ly dưới cùng ra khỏi tất cả ly còn lại, miếng đỡ quay theo và mở cho ly nằm dưới cùng trong ống ly được tách ra, lúc này miếng gạt có nhiệm vụ đỡ không cho toàn bộ phần ly phía trên rớt xuống. Một công tắc hành trình được bố trí sao cho khi ly rơi miếng gạt chạm vào công tắc hành trình làm đảo chiều quay động cơ và trở về vị trí ban đầu (vị trí ban đầu là miếng gạt nằm phía ngoài ống ly còn miếng đỡ sẽ đỡ ống ly lại không cho ly rớt xuống).
Để ly không bị kẹt, động cơ phải quay đều và chậm, khi động cơ quay đủ hành trình thì ly phải được tách ra. Để đảm bảo độ chính xác thì khi chạm hành trình, sau 1 khoảng thời gian động cơ mới được đảo chiều. Công việc này thực hiện bởi phần mềm.
2. Mạch điều khiển động cơ
Nhận tín hiệu từ bộ lập trình hoặc từ các mạch điều khiển sẽ điều khiển các động cơ trong máy thực hiện theo đúng chương trình đã xác lập. (xem hình 4)
Hình 4: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển động cơ
Programmable logic control (PLC) là thiết bị điều khiển logic lập trình được, hay khả trình, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Thay cho việc phải thể hiện thuật toán đó bằng các mạch số. Như vậy với chương trình điều khiển plc trở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn. (xem hình 5)
máy lạnh tự động bán nước giải khát bằng tiền xu Việt Nam (xem hình 6) được trình bày trên có các đặc điểm nổi bật sau:
* Nhận dạng được các loại tiền xu của Việt Nam đang lưu hành (1.000đ, 2.000đ và 5.000đ).
* Bán các loại nước giải khát dinh dưỡng bằng ly.
* Bảo quản nước giải khát dinh dưỡng bằng hệ thống lạnh nhằm đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm tốt nhất.
* Bán được các sản phẩm khác ngoài nước giải khát dinh dưỡng như bánh, kẹo, khăn giấy…
* Đảm bảo độ chính xác và giao dịch nhanh chóng.
* Đảm bảo thẩm mỹ và an toàn để đặt máy tại các nơi công cộng.Ngoài ra, máy còn có thể thống kê số sản phẩm đã bán, số tiền đã tích lũy và các chức năng khác.
