Một giải pháp cải thiện độ chính xác của phép đo lưu lượng sử dụng cảm biến yf-s401 trong máy pha chế đồ uống

Nội dung text: Một giải pháp cải thiện độ chính xác của phép đo lưu lượng sử dụng cảm biến yf-s401 trong máy pha chế đồ uống

1. P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 SCIENCE - TECHNOLOGY MỘT GIẢI PHÁP CẢI THIỆN ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA PHÉP ĐO LƯU LƯỢNG SỬ DỤNG CẢM BIẾN YF-S401 TRONG MÁY PHA CHẾ ĐỒ UỐNG A SOLUTION FOR ACCURACY IMPROVEMENT OF WATER FLOW MEASUREMENT BASED ON YF-S401 SENSOR IN DRINK MIXER MACHINE Hoàng Mạnh Kha*, Lê Anh Tuấn, Nguyễn Thị Diệu Linh công nghệ điện tử, truyền thông, sức lao động của con TÓM TẮT người đang từng bước được thay thế bằng các thiết bị điện Máy pha chế đồ uống đang được ứng dụng ngày càng nhiều trong các cửa tử hiện đại. Tiêu biểu cho các sản phẩm thay thế sức người hàng dịch vụ đồ uống cũng như tại các gia đình. Trong tất cả các máy pha chế, đang được triển khai rộng rãi trong thực tế có thể kể đến ngoài việc đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, độ chính xác trong việc đo lưu như máy giặt, máy rửa bát đĩa, máy pha cà phê tự động, lượng là yếu tố được quan tâm nhiều nhất. Do giá thành của các máy pha chế đồ Hiện nay, tại các cửa hàng cung cấp các dịch vụ như đồ uống thông thường cần đảm bảo ở mức vừa phải, việc sử dụng các cảm biến lưu uống, việc pha chế các loại đồ uống thường vẫn đang được lượng quá đắt tiền là không khả thi. Hiện nay, một trong các cảm biến đo lưu thực hiện một cách thủ công như đo tỉ lệ các loại nguyên lượng đang được sử dụng phổ biến trong các máy pha chế là cảm biến YF-S401. liệu bằng các cốc có vạch đo thể tích. Điều này dẫn đến Bài báo này đề xuất giải pháp tăng độ chính xác của phép đo lưu lượng sử dụng hiệu quả làm việc thấp, đồng thời độ chính xác về tỉ lệ các cảm biến YF-S401 dựa trên hai giải pháp nhỏ: (i) xử lý nhiễu tín hiệu tại đầu ra nguyên liệu khác nhau trong thành phẩm cuối cùng cũng của cảm biến và (ii) thực hiện hiệu chỉnh cảm biến trước khi sử dụng. Kết quả không cao, đặc biệt mức độ chính xác phụ thuộc vào thao thực nghiệm cho thấy các giải pháp đề xuất đã cải thiện đáng kể độ chính xác của tác và tính cẩn thận của người pha chế. phép đo lưu lượng. Cùng với sự phát triển của khoa học - kỹ thuật, hiện nay Từ khóa: Lưu lượng, máy pha chế, nhiễu tín hiệu. trên thế giới đã ra đời rất nhiều sản phẩm máy pha chế đồ ABSTRACT uống hay robot pha đồ uống tự động nhằm phục vụ nhu cầu con người. Các thiết bị pha chế đồ uống có thể dược Drink mixer machines are present in many drinking shops as well as in many phân loại thành Robot tự động và máy pha chế đồ uống. families. In these machines, besides the hygiene and food safety, the precision of Robot là thiết bị có thể thay thế hoàn toàn con người trong water flow measurement is considered as the most important. Due to the fact that quá trình hoạt động. Máy tự động là thiết bị vẫn cần có sự drink mixer machines need to be kept at a reasonable cost, using expensive water điều khiển của con người. flow sensor to satisfy the mentioned requirement is not feasible. Recently, the water flow sensor named YF-S401 has been utilized in many drink mixer machines. Robot tipsy [1] This paper proposes a solution for accuracy improment of water flow measurement Tại Mỹ, hãng Robotic Innovations đã phát triển thành using YF-S401 based on two tasks: (i) noise suppresion at the output of sensor and công loại robot có thể pha chế cocktail thuần thục như con (ii) sensor calibration. The experimental results showed that our proposal helps to người và đưa vào sử dụng tại các trung tâm thương mại giải drammatically improve the water flow measurement performance. trí, tiêu biểu như Tipsy Robot. Hệ thống robot Tipsy có thể Keywords: Water flow, drink mixer machine, noise. tùy chỉnh và có thể có hai, ba hoặc thậm chí nhiều cánh tay robot hoạt động độc lập với nhau. Người dùng có thể yêu cầu đồ uống ưa thích theo hàm lượng khác nhau qua máy Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội tính và thẻ tín dụng. Thời gian chờ trung bình 70 giây cho *Email: khahoang@haui.edu.vn một ly đồ uống, mỗi giờ robot bán được 50 đến 60 ly. Khi Ngày nhận bài: 20/01/2021 hoàn thành một ly cocktail tên của khách sẽ hiển thị trên Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 15/3/2021 màn hình, người dùng quét mã vạch và đến nhận đồ uống. Ngày chấp nhận đăng: 25/8/2021 Robot Sawyer [2] Tại Nhật Bản có rất nhiều địa điểm đã dùng Robot thay 1. GIỚI THIỆU thế cho người pha chế đồ uống. Ví dụ như tại quán cà phê Trong thời đại phát triển mạnh mẽ các ứng dụng phục Henn-na Café tại một trung tâm thương mại ở Shibuya, vụ hoạt động cuộc sống của con người dựa trên nền tảng Tokyo, Nhật Bản đã xuất hiện Robot mang tên Sawyer có thể Website: Vol. 57 - No. 4 (Aug 2021) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 49
2. KHOA H ỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 tự động pha chế và phục vụ nhiều loại đồ uống mà không - Thiết kế mạch điện tử để xử lý nhiễu tại đầu ra cảm biến. cần bất kỳ sự can thiệp nào của con người. Để mua cà phê, - Quy trình hiệu chỉnh cảm biến bán tự động trong quá khách hàng chỉ cần chọn đồ uống và mua vé tại một máy trình sử dụng. bán hàng tự động. Robot sẽ quét mã QR in trên tấm vé để Bố cục nội dung của bài báo như sau: Mục 2 trình bày xác định loại đồ uống mà khách hàng chọn và bắt đầu pha các nội dung chính trong thiết kế máy pha chế đồ uống. chế. Quá trình pha chế chỉ diễn ra trong vài phút. Giới thiệu về cảm biến lưu lượng YF-S401 và một số vấn đề Robot Barbot [3] cần được quan tâm khi sử dụng cảm biến YF-S401 được Lập trình viên người Na Uy Lukas Šidlauskas đã sáng chế trình bày trong mục 3. Mục 4 trình bày giải pháp để xử lý ra robot Barbot có khả năng tạo ra những ly cocktail với các nhiễu và quy trình thực hiện tự động hiệu chỉnh cảm biến. linh kiện điện tử giá rẻ. Những gì người uống cần làm là mở Các kết quả thực nghiệm để đánh giá hiệu quả của đề xuất ứng dụng (hỗ trợ iOS, Android), chọn loại cocktail và gửi được trình bày trong mục 5. Mục 6 trình bày các kết luận yêu cầu cho Barbot thực hiện. Hệ thống Barbot được làm từ của bài báo. bo mạch IoT Arduino Mega 2560, Genuino Mega 2560 cùng 2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY PHA CHẾ ĐỒ UỐNG một số linh kiện điện tử khác. Trong nội dung nghiên cứu này, máy pha chế đồ uống Robot Café X [4] được thiết kế với các tính năng cơ bản như sau: Mạch điện Tại California, các cửa hàng cà phê lớn như tử và chương trình điều khiển cho máy pha chế có khả Intelligentsia, Ritual hay Equator đã hợp tác với công ty năng bơm và đo thể tích các nguyên liệu thành phần từ 6 Công nghệ Café X để tạo nên những con robot pha chế tự bình chứa với độ chính xác 5%. Có tích hợp kết nối động trị giá 25.000 USD. Nó là Robot pha chế duy nhất tại Bluetooth để nhận lệnh thực thi pha chế đồ uống từ người cửa hàng Café X ở San Francisco với khả năng phục vụ dùng qua ứng dụng trên điện thoại thông minh. Ứng dụng được 120 suất đồ uống trong vòng 1 giờ. Chính việc không trên điện thoại thông minh: Kết nối được với mạch điều phải trả lương cho nhân viên đã khiến menu đồ uống có khiển trung tâm của máy pha chế, cho phép người dùng giá rẻ đến vậy. lựa chọn 10 đồ uống mặc định (chế độ Auto) hoặc tự chọn Máy pha cocktail Somabar [5] tỉ lệ theo nhu cầu riêng của bản thân (chế độ Manual). Năm 2015, một nhóm nghiên cứu phát triển tới từ Los Sơ đồ khối máy pha chế đồ uống được thể hiện trên Angeles Mỹ đã đưa ra thị trường máy pha chế tự động có hình 1. tên là Somabar. Somabar được ra đời với mục tiêu giúp cho mọi người có thể thưởng thức những ly Cocktail chất lượng không thua gì tại các quán bar ngay tại nhà mình thông qua app điều khiển trên các thiết bị di động như điện thoại hay máy tính bảng của mình thông qua hệ thống App smartphone. Somebar có sẵn 6 ống đựng nguyên liệu pha chế để người dùng tự đổ những thành phần muốn pha vào và người dùng chỉ cần thiết lập các thông số về thành phần, máy sẽ tự tính toán, pha trộn các ly cocktail theo yêu cầu. MonsiRobotic bartender [6] Xuất hiện vào năm 2014, MonsiRobotic là sản phẩm trí tuệ của Barry Givens, đồng sáng lập - CEO của công ty Monsieur có trụ sở ở Atlanta, Mỹ. Thiết bị này là máy pha chế cocktail có thể tạo ra đến 300 loại thức uống. Hiện nay, tại Việt Nam cũng đã có hai nhóm sinh viên tại Đại học Duy Tân [7] và Đại học FPT [8] cũng đã tiến hành Hình 1. Sơ đồ khối mạch điều khiển máy pha chế đồ uống chế tạo thử nghiệm máy pha chế đồ uống và đã có những Thuật toán điều khiển máy pha chế đồ uống kết quả bước đầu. Tuy nhiên các thiết kế tại Việt Nam mới Để thực hiện viết chương trình điều khiển cho máy pha chỉ dừng lại ở ý tưởng và thực thi các chức năng cơ bản, chế đồ uống, thuật toán điều khiển được thực hiện như còn độ chính xác của phép đo lưu lượng, một trong các vấn hình 2. Quá trình thực hiện lưu đồ thuật toán cụ thể như đề cốt lõi của hệ thống, thì hầu như chưa được đề cập đến. sau: Khởi tạo cho vi điều khiển gồm các lệnh để cấu hình Vì vậy, để triển khai thực tiễn các máy pha chế đồ uống cho vi điều khiển như thiết lập cấu hình các cổng vào/ra, sản xuất được tại Việt Nam với giá thành rẻ, bài báo này thiết lập cấu hình và chế độ hoạt động các cổng giao tiếp trình bày giải pháp để nâng cao độ chính xác phép đo lưu theo các chuẩn như UART, thiết lập cấu hình và chế độ hoạt lượng sử dụng cảm biến lưu lượng giá rẻ YF-S410 [9]. Bài động của các Timer, ADC và thiết lập cấu hình ngắt. Khởi báo trình bày hai giải pháp xử lý nhiễu và sai số của cảm tạo cho module Bluetooth và các thiết bị ngoại vi: là quá biến như sau: trình vi điều khiển thực hiện các lệnh cấu hình cho thiết bị 50 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ● Tập 57 - Số 4 (8/2021) Website:
3. P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 SCIENCE - TECHNOLOGY ngoài để hoạt động đúng theo chức năng mong muốn. cảm biến với độ chính xác mong muốn, tùy theo từng cảm Chờ nhận dữ liệu từ module Bluetooth HC-05, đọc và kiểm biến khác nhau, người dùng cần thực hiện quy trình hiệu tra lệnh nhận được để thực hiện điều khiển quá trình pha chỉnh cảm biến trước và trong quá trình sử dụng. trộn nguyên liệu tạo đồ uống mong muốn. Màn hình LCD Thêm vào đó, qua quá trình đo tín hiệu đầu ra của cảm hiển thị trạng thái hoạt động của thiết bị (đang pha chế, đã biến, nhóm tác giả nhận thấy nhiễu xung kim tại đầu ra hoàn thành, ). của cảm biến xuất hiện khá nhiều (xem hình 3 để thấy kết quả đo thực tế). Nguyên nhân là do không gian trong máy pha chế đồ uống để lắp động cơ máy bơm và cảm biến khá hẹp, các đầu ra của cảm biến bị nhiễu khi động cơ máy bơm hoạt động. Trong khi đó, việc kiểm soát lưu lượng của cảm biến này dựa trên việc giám sát số xung (sườn dương hoặc sườn âm) tại đầu ra của cảm biến. Do đó, việc xuất hiện xung kim tại đầu ra cảm biến dẫn kết quả đo lưu lượng không còn đáng tin cậy. Thực tế cho thấy thường lượng nước bơm ra ít hơn so với yêu cầu. Việc này có thể ảnh hưởng đến hoạt động kinh doanh của cửa hàng nếu khách hàng phàn nàn về việc đồ uống có thể tích ít hơn so với menu. Hình 2. Thuật toán chương trình điều khiển máy pha chế đồ uống 3. CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG YF-S401 Hình 3. Tín hiệu đầu ra của cảm biến YF-S401 khi động cơ máy bơm hoạt động Cảm biến lưu lượng nhỏ YF-S401 được đấu nối tiếp với 4. GIẢI PHÁP TĂNG ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA PHÉP ĐO LƯU đường ống dẫn, sử dụng bánh quay để xác định lượng LƯỢNG nước đã chảy qua đường ống. Bánh quay có gắn một bản Với các phân tích và quá trình khảo sát như trình bày có từ tính, một cảm biến từ hiệu ứng Hall được gắn ở phía trong mục 3, việc ứng dụng cảm biến YF-S401 trong các còn lại của mặt nhựa để đo xem bánh quay đã quay bao máy pha chế thực tế cần phải có giải pháp tăng cường độ nhiêu vòng. chính xác của kết quả đo lưu lượng. Một số thông số kỹ thuật chính của cảm biến theo Trong mục này, hai giải pháp được nhóm tác giả thực datasheet: hiện sẽ được trình bày chi tiết. - Công thức tính lưu lượng nước: 1 lít nước tương ứng 4.1. Thiết kế mạch điện tử xử lý nhiễu tại đầu ra của cảm với 5880 xung vuông tại đầu ra của cảm biến. biến - Điện áp làm việc: 5 - 24VDC Một trong các giải pháp rất đơn giản nhưng hiệu quả về - Dòng điện làm việc: 15mA (tại 5VDC) thiết kế mạch điện tử để xử lý nhiễu tín hiệu là áp dụng các - Áp suất nước tối đa: < 0,8MPa bộ lọc tích cực thông thấp để lọc bỏ các thành phần tín o hiệu có tần số cao hơn tần số tín hiệu mong muốn cũng - Nhiệt độ hoạt động: lớn nhất 80 C. được áp dụng nhiều trong quá trình thiết kế mạch điện tử - Nhiệt độ chất lỏng: lớn nhất 120oC. [10-12]. Để thực hiện xử lý nhiễu trong mạch điều khiển - Sai số: 5%. máy pha chế, nhóm tiến hành đo và khảo sát các xung ghi Với các thông số kỹ thuật chính như trên, ta có thể nhận nhận được tại đầu ra của cảm biến khi chạy máy bơm. Kết thấy tham số danh định của cảm biến là 5880 xung/l, tuy quả đo cho thấy các xung không mong muốn xuất hiện có nhiên sai số của cảm biến là 5%, vì vậy để có thể sử dụng độ rộng xung khoảng cỡ xấp xỉ 1us (như thể hiện trên hình 3) tương ứng với tần số xấp xỉ 1MHz. Trong khi đó, theo Website: Vol. 57 - No. 4 (Aug 2021) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 51
4. KHOA H ỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 thông số kỹ thuật của cảm biến, tần số xung vuông lớn Để tiếp tục tăng hiệu quả chống nhiễu, nhóm tác giả nhất của cảm biến ứng với tốc độ bơm 6 lít/phút (tốc độ tối thực hiện đưa tín hiệu đầu ra của bộ lọc tích cực thông thấp đa mà cảm biến có thể đo được) là 5880*6/60 ~ 588 (Hz). Từ qua một mạch so sánh nhằm gia tăng khả năng loại bỏ đó, nhóm tác giả đề xuất sử dụng bộ lọc tích cực thông xung nhiễu được đưa đến vi điều khiển. Mạch so sánh được thấp [10-12] (hình 4) có tần số cắt fc ~ 600Hz để loại bỏ toàn thể hiện trên hình 6. bộ các thành phần tần số cao và giữ lại các xung có ý nghĩa trong tín hiệu đầu ra của cảm biến. Các phần tử trong mạch lọc thông thấp được xác định từ công thức: 1 fc (1) 2πR1 C 1 Trong đó: R có đơn vị là Ohm (Ω), C có đơn vị là Farad (F) và fc có đơn vị là Hz. Như vậy, để có tần số cắt như mong muốn là 600Hz, giả sử ta chọn C1 = 100nF, sử dụng công thức (1) ta xác định được R1 = 2,657kΩ, theo giá trị thực tế ta chọn R1 = 2,7kΩ. Khi đó xác định lại tần số cắt theo (1) ta được fc = 589Hz. Tần số này hoàn toàn phù hợp với tần số cắt mong muốn được tính từ thông số của cảm biến lưu lượng. Hình 6. Mạch so sánh lọc các xung có biên độ nhỏ hơn 3,5V 4.2. Đề xuất quy trình hiệu chỉnh cảm biến bán tự động Sau khi xử lý triệt nhiễu xung kim tại đầu ra của cảm biến, do bản thân cảm biến cũng có sai số, quá trình hiệu chỉnh cảm biến để đảm bảo hoạt động đúng yêu cầu là cần thiết. Thông thường, người dùng cảm biến sẽ thực hiện Hình 4. Mạch lọc tích cực thông thấp hiệu chỉnh một lần trước khi sử dụng bằng các phương pháp khác nhau, chủ yếu là dùng phương pháp thủ công Đáp ứng biên độ - tần số của mạch lọc tích cực thông như bơm chính xác một thể tích nước nào đó rồi ghi nhận thấp hình 4 được thể hiện như kết quả mô phỏng hình 5. số xung tại đầu ra của cảm biến. Cách làm này thường sẽ đảm bảo hoạt động của cảm biến trong thời gian đầu sử dụng sau khi hiệu chỉnh. Với các thiết bị có sử dụng vi mạch khả trình để đo và kiểm soát lưu lượng, các tham số thu được của hoạt động hiệu chỉnh cảm biến sẽ được sử dụng để viết chương trình điều khiển. Tuy nhiên, trong thực tế, các thiết bị thương mại không chỉ cần hoạt động chính xác trong một khoảng thời gian ngắn như vậy. Sau một thời gian hoạt động đủ lâu, các thiết bị thường sẽ có sai số trong quá trình hoạt động mà không thể hiệu chỉnh lại được do chương trình điều khiển đã được cố định từ khi sản xuất thiết bị. Thực tế nhiều thiết bị cho Hình 5. Đáp ứng biên độ - tần số của mạch lọc tích cực thông thấp phép người sử dụng có thể hiệu chỉnh cảm biến tại chỗ mà không cần sự có mặt của chuyên gia hay người phát triển Như thể hiện trên hình 5, tại tần số cắt fc = 589Hz thì biên độ của tín hiệu đầu ra giảm 3 dB so với tín hiệu đầu sản phẩm. Với mô hình máy pha chế đồ uống đang được vào. Với tín hiệu đầu vào có biên độ đỉnh-đỉnh là 5V thì biên nghiên cứu, nhóm tác giả thực hiện hiệu chỉnh cảm biến bán tự động cho từng cảm biến theo quy trình như sau: độ tín hiệu đầu ra là 5/ 2 (V). Như vậy, nếu xung nhiễu tại tần số 589Hz có biên độ xấp xỉ 5V thì đầu ra của mạch lọc - Lấy đầy nước vào các bình chứa nguyên liệu (0,5 vẫn tồn tại xung nhiễu với biên độ xấp xỉ 3,5V, biên độ này lít/bình). vẫn đủ lớn để vi điều khiển nhận biết và đếm xung, do đó - Chuyển thiết bị sang chế độ hiệu chỉnh cảm biến. chưa hoàn toàn loại bỏ được thành phần xung nhiễu không - Bật các máy bơm bằng thao tác trên phím điều khiển mong muốn. của máy bơm. 52 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ● Tập 57 - Số 4 (8/2021) Website:
5. P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 SCIENCE - TECHNOLOGY - Sau khi bơm hết các bình nước, chương trình sẽ tự 5 500 495 động cập nhật các tham số và công thức tính lưu lượng của 6 490 500 cảm biến căn cứ vào số xung thực tế đếm được cho từng cảm biến. 7 500 500 - Kết thúc quá trình hiệu chỉnh cảm biến và chuyển về 8 500 495 chế độ hoạt động bình thường. 9 500 500 5. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 10 505 505 Đánh giá khả năng xử lý nhiễu và tác dụng của đề xuất Thử nghiệm trong điều kiện nguồn không ổn định, đến dung tích nước được bơm: nhóm tác giả thực hiện vòi dẫn bình thường bơm 10 lần cho mỗi bơm trong máy pha chế, mỗi lần bơm Bảng 2 trình bày kết quả đo thử nghiệm 10 lần cho 2 500ml vào một bình chứa. Kết quả cho thấy nếu không áp máy bơm 1 và 4 trong điều kiện nguồn nuôi không ổn định dụng giải pháp dùng tụ lọc, lượng nước được bơm vào và vòi dẫn ở điều kiện bình thường. Việc thử nghiệm nguồn bình trung bình (sau 10 lần bơm) chỉ đạt xấp xỉ 200ml. nuôi không ổn định được thực hiện bằng cách sử dụng Trong khi đó kết quả dung tích nước bơm được sau khi có nguồn một chiều điều chỉnh được điện áp ra để cấp nguồn tụ lọc trung bình đạt xấp xỉ 500ml. Kết quả đó thể hiện rõ cho thiết bị, người thực hiện thử nghiệm điều chỉnh tăng lưu lượng nước đo được sau khi lắp tụ lọc đạt độ chính xác giảm nguồn nuôi trong phạm vi không quá 2VDC so với gần 100% so với độ chính xác chỉ đạt khoảng 40% trước khi điện áp 12VDC. Kết quả bơm cho thấy sai số lớn nhất (giá trị lắp tụ lọc. in đậm) của thể tích cần bơm là 3%. Như vậy đáp ứng được Đánh giá khả năng thực hiện hiệu chỉnh cảm biến bán yêu cầu kỹ thuật đặt ra của sản phẩm. Điều đó cho thấy, để tự động, nhóm tác giả thực hiện việc chạy thử hai chương tiếp tục hoàn thiện sản phẩm và hạn chế ảnh hưởng của trình điều khiển: chương trình 1 chạy theo thông số danh nguồn cấp không ổn định, cần phải có giải pháp để hiệu định của cảm biến, chương trình 2 chạy chương trình thực chỉnh lại các tham số của chương trình điều khiển thích hiện hiệu chỉnh cảm biến bán tự động theo quy trình đã nghi với nguồn nuôi. trình bày trong mục 4.2. Kết quả cho thấy kết quả đo lưu Bảng 2. Kết quả kiểm tra hoạt động khi nguồn không ổn định, vòi dẫn lượng sau khi chạy chương trình hiệu chỉnh cảm biến cho bình thường sai số trung bình tuyệt đối trong khoảng nhỏ hơn 2%, trong Lần thử nghiệm Bơm 1 (ml) Bơm 4 (ml) khi chương trình chạy theo thông số danh định thì luôn có 1 495 500 sai số trung bình tuyệt đối khoảng 10%. Điều đó thể hiện chương trình hiệu chỉnh cảm biến đã phát huy tác dụng. 2 495 505 Ngoài ra, để đánh giá mức độ chính xác và độ ổn định 3 495 505 của máy pha chế đồ uống trong các điều kiện khác nhau của 4 510 500 nguồn cấp và vòi dẫn, nhóm tác giả thực hiện bơm cố định 5 505 500 500ml mỗi loại nguyên liệu vào 6 bình chứa khác nhau (có 6 500 505 khắc vạch tại vị trí thể tích 500ml). Nguyên liệu để thử 7 515 500 nghiệm dùng nước lọc. Để kiểm soát xem mỗi loại nguyên liệu có được bơm đúng theo thể tích mong muốn không, 8 495 495 người kiểm tra thực hiện đọc thể tích đã được bơm vào mỗi 9 505 505 bình chứa theo vạch có sẵn. Độ chính xác và ổn định được 10 515 500 đánh giá bằng cách tổng hợp theo bảng cho mỗi trường hợp Thử nghiệm trong điều kiện nguồn ổn định, vòi dẫn thử nghiệm, thực hiện 10 lần pha trộn cho mỗi trường hợp. có lúc bị tắc Thử nghiệm trong điều kiện nguồn ổn định, vòi dẫn Bảng 3 trình bày kết quả đo thử nghiệm 10 lần cho 2 bình thường máy bơm 1 và 4 trong điều kiện nguồn nuôi ổn định và vòi Bảng 1 trình bày kết quả đo thử nghiệm 10 lần cho 2 dẫn có lúc bị kẹt. Kết quả bơm cho thấy sai số lớn nhất (giá máy bơm 1 và 4 trong điều kiện nguồn nuôi ổn định và vòi trị in đậm) của thể tích cần bơm là 2%. Như vậy đáp ứng dẫn ở điều kiện bình thường. Kết quả bơm cho thấy sai số được yêu cầu kỹ thuật đặt ra của sản phẩm. Kết quả cho lớn nhất (giá trị in đậm) của thể tích cần bơm là 2%. Như thấy việc đôi khi bị kẹt/tắc ống bơm hầu như không ảnh vậy đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật đặt ra của sản phẩm. hưởng đến dung tích cần bơm. Bảng 1. Kết quả kiểm tra hoạt động khi nguồn ổn định, vòi dẫn bình thường Bảng 3. Kết quả kiểm tra hoạt động khi nguồn ổn định, vòi dẫn có lúc bị tắc Lần thử nghiệm Bơm 1 (ml) Bơm 4 (ml) Lần thử nghiệm Bơm 1 (ml) Bơm 4 (ml) 1 495 495 1 490 495 2 490 500 2 510 500 3 490 500 3 495 500 4 505 500 4 500 500 Website: Vol. 57 - No. 4 (Aug 2021) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 53
6. KHOA H ỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 5 495 495 6 495 495 TÀI LIỆU THAM KHẢO 7 505 500 [1]. 8 500 495 [2]. 9 505 500 [3]. 10 505 500 -robot-0318aa Thử nghiệm trong điều kiện nguồn không ổn định, [4]. vòi dẫn có lúc bị tắc -che-20180509162426608.htm Bảng 4 trình bày kết quả đo thử nghiệm 10 lần cho 2 [5]. máy bơm 1 và 4 trong điều kiện nguồn nuôi không ổn định craft-cocktail-appliance và vòi dẫn có lúc bị kẹt. Kết quả bơm cho thấy sai số lớn [6]. nhất (giá trị in đậm) của thể tích cần bơm là 3%. Như vậy -intelligent-robotic-bart đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật đặt ra của sản phẩm. [7]. Bảng 4. Kết quả kiểm tra hoạt động khi nguồn không ổn định, vòi dẫn bị tắc -giao-cong-nghe-cho-doanh-nghiep-775037.html [8]. Lần thử nghiệm Bơm 1 (ml) Bơm 4 (ml) che-do-uong-dieu-khien-bang-smartphone/ 1 495 500 [9]. Water Flow Sensor YF-S401 Datasheet 2 505 495 [10]. Eugen Raduca, 2003. Study of the Low-Pass and High-Pass, First and 3 490 505 Second Order Actives Filters. VII th International Symposium Interdisciplinary 4 505 500 Regional Research - ISIRR 2003, Romania, Volume 7. 5 495 495 [11]. Bruce Carter, L.P. Huelsman, 2001. Handbook Of Operational Amplifier 6 500 500 Active RC Networks. Application Report, Texas Instruments. 7 510 500 [12]. Deliyannis, Theodore L. et al., 1999. "Frontmatter", Continuous-Time 8 485 495 Active Filter Design. Boca Raton: CRC Press LLC. 9 495 500 10 500 505 Các kết quả thử nghiệm cho thấy các giải pháp đề xuất AUTHORS INFORMATION đã cải thiện đáng kể độ chính xác của phép đo lưu lượng, Hoang Manh Kha, Le Anh Tuan, Nguyen Thi Dieu Linh ngay cả khi có xảy ra một số thay đổi bất thường của Faculty of Electronics Engineering, Hanoi University of Industry nguồn cấp hay vòi dẫn bị tắc, nghẽn. 6. KẾT LUẬN Bài báo này trình bày việc thiết kế hệ thống máy pha chế đồ uống điều khiển qua điện thoại thông minh. Để giảm thiểu chi phí của máy pha chế, cảm biến thông dụng YF-S401 được sử dụng để đo lưu lượng. Hai giải pháp để cải thiện độ chính xác phép đo lưu lượng đã được đề xuất trong bài báo, một là triệt nhiễu tại đầu ra của cảm biến, hai là thực hiện hiệu chỉnh cảm biến bán tự động. Hiệu quả của các giải pháp đề ra đã được khảo sát, kết quả thực nghiệm cho thấy độ chính xác của phép đo lưu lượng đã được cải thiện, giúp cho sản phẩm từng bước tiếp cận được với sản phẩm thương mại. LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu này được tài trợ bởi Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội thông qua đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ mã số 36-2019-RD/HĐ-ĐHCN. 54 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ● Tập 57 - Số 4 (8/2021) Website: