Thiết kế hệ thống cơ điện tử Hệ thống phân loại rác sử dụng UHF RFID (1)

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CƠ KHÍ
----------------------

BÀI TẬP LỚN
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
Đề tài: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử phân loại rác
thải sử dụng RFID
Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Hà Nội-2021


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CƠ KHÍ
----------------------

BÀI TẬP LỚN
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

Giáo viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:

Hà Nội-2021

2

PHIẾU HỌC TẬP CÁ
NHÂN/NHĨM I. Thơng tin chung
1. Tên lớp:

ME6061.2

Khóa: 13

2. Tên nhóm: N01 Họ
và tên thành viên:

II. Nội dung học tập
1. Tên chủ đề: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử phân loại rác thải sử dụng RFID
2. Hoạt động của sinh viên
- Thiết lập danh sách yêu cầu
Nội dung 2: Thiết kế sơ bộ
- Xác định các vấn đề cơ bản
- Thiết lập cấu trúc chức năng
- Phát triển cấu trúc làm việc
- Lựa chọn cấu trúc làm việc
Nội dung 3: Thiết kế cụ thể
- Xây dựng các bước thiết kế cụ thể
- Tích hợp hệ thống
- Phác thảo sản phẩm bằng phần mềm CAD và/hoặc bằng bản vẽ phác. Áp dụng
các cơng cụ hỗ trợ: Mơ hình hóa mơ phỏng, CAD, HIL,… để thiết kế sản phẩm.

3. Sản phẩm nghiên cứu : Báo cáo thu hoạch bài tập lớn.
III. Nhiệm vụ học tập
1. Hoàn thành bài tập lớn theo đúng thời gian quy định (từ ngày 25/03/2021

đến ngày 02/05/2021).
2. Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề được giao trước hội đồng đánh
giá.
IV. Học liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án
1. Tài liệu học tập: Bài giảng môn học thiết kế hệ thống cơ điện tử và các tài
liệu tham khảo.
2. Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án (nếu
có): Máy tính.

KHOA CƠ KHÍ

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TS. Nguyễn Anh Tú

TS. Nguyễn Văn Trường
3


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................

Hà Nội, ngày

tháng năm 2021

Giáo viên hướng dẫn

4


ĐÁNH GIÁ, NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................

Hà Nội, ngày

tháng năm 2021

Giáo viên chấm phản biện

5


LỜI NÓI ĐẦU
Quản lý chất thải là một yêu cầu quan trọng đối với sự phát triển bền vững về
mặt sinh thái ở nhiều quốc gia. Phân loại rác hiệu quả là một vấn đề lớn trong xã hội
ngày nay. Ở Việt Nam, thị trường hàng tiêu dùng đã dẫn đến việc sản xuất và chất
thải ngày càng gia tăng. Nguyên nhân phần nào đó là ở hành vi của người tiêu dùng.
Nghịch lý thay, người tiêu dùng lại rất thờ ơ với việc bảo vệ mơi trường. Vì vậy,
chất thải cần được xử lý đúng cách để làm giảm tác động xấu tới môi trường.
Nhận dạng bằng tần số vơ tuyến (RFID) là một cơng nghệ điện tốn phổ biến

có thể được sử dụng để cải thiện việc quản lý chất thải bằng cách cung cấp khả năng
nhận dạng tự động sớm đối với chất thải ở cấp thùng. Chất thải được theo dõi bằng
thùng thông minh sử dụng hệ thống dựa trên RFID mà không cần sự hỗ trợ của hệ
thống thơng tin bên ngồi.
Thơng qua đề tài này nhóm em sẽ có nhứng điều kiện tốt nhất để học hỏi,
tích lũy kinh nghiệm quý báu bỏ sung vào hành trang của mình trên con đướng đã
chọn. Nhận thức tầm quan trọng đó chúng em đã làm việc nghiêm túc vận dụng
những kiến thức sẵn có của bản thân, những đóng góp ý kiến của bạn bè và đặc biệt
là sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Văn Trường để hồn thành bài tập lớn này.
Trong q trình thực hiện đề tài này có nhiều sai sót hi vọng quý thầy cô
thông cảm và chỉ giạy cho chúng em, xin chân thành cảm ơm quý thầy cô.

6


MỤC LỤC
Lời nói đầu .............................................................................................................. 6
DANH MỤC HÌNH ẢNH ...................................................................................... 9
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................. 11
DANH MỤC CÔNG THỨC ................................................................................ 12
Chương 1 phân tích nhiệm vụ thiết kế ...................................................................... 13
1.1 yêu cầu thị trường, công ty, môi trường ......................................................... 13
1.1.2 Nhu cầu thị trường ................................................................................... 13
1.1.3 Tìm kiếm và hình thành ý tưởng. ............................................................ 15
1.1.4 . Khảo sát thị trường ................................................................................ 20
1.2 Cấu tạo chung của hệ thống phân loại sản phẩm ............................................ 21
1.2.1 Phễu nguyên liệu ..................................................................................... 22
1.2.2 Bộ phận điều hướng rác thải ................................................................... 22
1.2.3 Vỏ thùng rác ............................................................................................ 23
1.2.1 Thiết bị đọc .............................................................................................. 24

1.2.2 Cụm thiết bị điều khiển. .......................................................................... 25
1.2.6 Thiết bị xử lý trung tâm. .......................................................................... 25
1.3 Lập kế hoạch và làm rõ nhiệm vụ ................................................................... 27
1.4 thiết lập danh sách yêu cầu ............................................................................. 28
Chương 2 Thiết kế sơ bộ ........................................................................................... 31
2.1 xác định các vấn đề cơ bản ............................................................................. 31
2.1.1 Các vấn đề ảnh hường trực tiếp đến chức năng và những ràng buộc cần
thiết ................................................................................................................... 31
2.1.2 Khái quát cho dữ liệu định tính về các vấn đề cơ bản ............................. 31
2.1.3 Hình thành vấn đề .................................................................................... 31
2.2 thiết lập cấu trúc chức năng. ........................................................................... 32
2.2.1 Cấu trúc tổng thể hệ thống ...................................................................... 32
2.2.2 Cấu trúc chức năng của hệ thống ............................................................ 32
2.3 Phát triển cấu trúc làm việc ............................................................................ 33
2.4 lựa chọn cấu trúc làm việc. ............................................................................. 34
2.4.1 Đánh giá định tính. .................................................................................. 34
Chương 3 thiết kế cụ thể ........................................................................................... 36
3.1 Nhận diện phương án và làm rõ các ràng buộc về không gian. ...................... 36
3.1.1 Bắt đầu với giải pháp nguyên tắc và danh sách yêu cầu ......................... 36

7


3.1.2 Xác định điều kiện biên hoặc không gian cưỡng bức của bước thiết kế cụ
thể ..................................................................................................................... 37
3.2 Xác lập các layout thô - xác định các bộ phận thực hiện chức năng chính. ... 38
3.3 Lựa chọn layout sơ bộ phù hợp ...................................................................... 39
3.4 Phát triển các layout sơ bộ. ............................................................................. 40
3.4.1 Phần phễu. ............................................................................................... 40
3.4.2 Phần vỏ. ................................................................................................... 40

3.4.3 Thiết bị đọc RFID .................................................................................... 42
3.4.4 Thẻ đọc RFID .......................................................................................... 43
3.4.5 Trục nối với cơ cấu phân loại rác. ........................................................... 45
3.4.6 Động cơ bước .......................................................................................... 45
3.4.7 Sơ đồ nối dây tổng thể ............................................................................. 46
3.5 Giải pháp cho các chức năng phụ trợ ............................................................. 47
3.6 Một số lỗi điều hành có thể xảy ra. ................................................................. 49
3.7 Thiết kế chi tiết ............................................................................................... 50
3.7.1
3.7.2
3.7.3
3.7.4
3.7.5

Phần phễu ................................................................................................ 50
Phần phân loại rác ................................................................................... 50
Khung ...................................................................................................... 51
Phần phân loại rác ................................................................................... 51
Cấu trúc khung tổng thể. ......................................................................... 52

Phụ lục ....................................................................................................................... 53
1. Tài liệu tham khảo ............................................................................................ 53
2. BẢN vẽ Hình chiếu các chi tiết ........................................................................ 54
3. bản vẽ phân rã ................................................................................................... 58
4. Sơ đồ nối dây chi tiết ........................................................................................ 59
Câu hỏi khảo sát .................................................................................................... 63

8

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1 Phân bố lượng rác cả nước trong một ngày............................................................. 13
Hình 2 Biện pháp xử lý rác thải...........................................................................................14
Hình 3 Mức giá trung bình của các loại cảm biến IoT (Đơn vị: USD)................................16
Hình 4 Thị trường quản lý rác thải thông minh – Tỷ lệ tăng trưởng theo vùng..................17
Hình 5 Các nhà sản xuất khác trên thị trường......................................................................18
Hình 6: Khảo sát thị trường................................................................................................. 20
Hình 7 Sơ đồ tổng quát hoạt động của máy phân loại rác sử dụng cơng nghệ RFID..........21
Hình 8 Phễu cấp ngun liệu...............................................................................................22
Hình 9 Bộ phận điều hướng rác thải....................................................................................22
Hình 10 Vỏ thùng rác...........................................................................................................23
Hình 12 UHF RFID Short Range Reader 0-30CM..............................................................24
Hình 13 Cụm điều khiển......................................................................................................25
Hình 14 STM32F4 Discovery..............................................................................................26
Hình 15 Cấu trục tổng thể....................................................................................................32
Hình 16 Cấu trúc chức năng của hệ thống...........................................................................32
Hình 17 Đánh giá kĩ thuật các concept................................................................................35
Hình 18 Phễu rót.................................................................................................................. 40
Hình 19 Kích thước phần vỏ................................................................................................40
Hình 20 Kích thước phần vỏ................................................................................................41
Hình 21 Phần vỏ...................................................................................................................41
Hình 22 Phần nắp.................................................................................................................42
Hình 23 Thơng số RFID UHF............................................................................................. 43
Hình 24 UHF tag ALIEN ALN-9640...................................................................................44
Hình 25 Chi tiết sản phẩm................................................................................................... 44
Hình 26 Sơ đồ tổng thể........................................................................................................ 46
Hình 27 Bản vẽ chi tiết phễu nguyên liệu............................................................................50
Hình 28 Bản vẽ chi tiết bộ phận phân loại rác.....................................................................50
Hình 29 Bản vẽ chi tiết máng trượt......................................................................................51
Hình 30 Bản vẽ chi tiết khung nắp trên............................................................................... 51

Hình 31 Bản vẽ bộ khung thiết kế....................................................................................... 52
Hình 32. Bản vẽ chi tiết khung máy.................................................................................... 54
Hình 33. Bản vẽ chi tiết cửa.................................................................................................55

9


Hình 34. Bản vẽ chi tiết cơ cấu phân loại rác......................................................................56
Hình 35. Bản vẽ chi tiết phễu...............................................................................................57
Hình 36 Bản vẽ phân rã....................................................................................................... 58
Hình 37. Sơ đồ nối dây cảm biến tiệm cận.......................................................................... 59
Hình 38. Sơ đồ nối dây UHF RFID..................................................................................... 60
Hình 39. Sơ đồ nối dây Step motor......................................................................................61
Hình 40. Sơ đồ nối dây màn hình........................................................................................ 62

10


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1 Kế hoạch phát triển thùng rác phân loại rác............................................................27
Bảng 2 Danh sách yêu cầu...................................................................................................30
Bảng 3 Cấu trúc làm việc của thùng rác thông minh...........................................................33
Bảng 4 Lựa chọn cấu trúc làm việc..................................................................................... 35
Bảng 5 Xác định các bộ phận thực hiện chức năng chính...................................................38
Bảng 6 Giải phápc cho các chức năng phụ trợ.................................................................... 48
Bảng 7 Các lỗi thường gặp và biện pháp khác phục............................................................49

11

DANH MỤC CƠNG THỨC
Cơng thức 1 Tính momen cần thiết cho động cơ.................................................................45

12


CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1.1 YÊU CẦU THỊ TRƯỜNG, CÔNG TY, MÔI TRƯỜNG
1.1.2 Nhu cầu thị trường
Rác thải hiện nay đang là vấn đề lớn có tính chất tồn cầu, ảnh hưởng nghiêm
trọng đến mơi trường sống nếu không được xử lý triệt để, đặcbiệt là ở các đô thị.
Tại Việt Nam, do tốc độ tăng trưởng đô thị nhanh, dân sốđô thị phát triển mạnh, rác
thải ngày càng trở thành vấn đề nóng, thời sự, đượcChính phủ, các Bộ, ngành, các
cấp chính quyền địa phương và cả xã hội quan tâm.
Hiện nay, lượng rác thải tại Việt Nam là khoảng 50.000 tấn/ngày, trong đó tại
các đơ thị là khoảng 35.000 tấn/ngày, còn lại là rác thải ở vùng nông thôn. Riêng tại
Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh mỗi ngày thải ra khoảng 7.000 – 8.000 tấn,
trong đó trên 80% được xử lý chủ yếu bằng cơng nghệ chơn lấp.

Hình 1 Phân bố lượng rác cả nước trong một ngày
Viện trưởng Viện Môi trường đô thị và công nghiệp Việt Nam cho biết, hiện
tại Việt Nam có khoảng 858 đơ thị, tỉ lệ đơ thị hóa là 39,3%, tổng lượng chất thải
rắn phát sinh hàng năm khoảng 15 triệu tấn, trong đó rác thải sinh hoạt đô thị phát
sinh khoảng 34.500 tấn mỗi ngày, rác thải công nghiệp khoảng 3,2 triệu tấn/năm,
tốc độ gia tăng rác thải hàng năm là từ 10 – 12%
Hiện trạng ô nhiễm môi trường tại các đô thị đặc biệt là các thành phố lớn
đang đứng trước rất nhiều thách thức, trong đó rác thải là một trong những vấn đề
nóng cần được giải quyết.
Trong khi đó, cơng nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt chủ yếu hiện nay vẫn là
công nghệ chôn lấp. Cụ thể, công nghệ đốt chiếm khoảng 14%, công nghệ ủ phân

13


hữu cơ khoảng 34% và công nghệ xử lý liên hợp kết hợp giữa ủ hữu cơ và đốt
chiếm khoảng 52%.

Hình 2 Biện pháp xử lý rác thải
Như vậy, với lượng rác thải rắn phát sinh hàng ngày lớn, trong khi đó các
phương tiện thu gom vận chuyển cũng như công nghệ xử lý chưa đáp ứng được yêu
cầu. Công tác phân loại và kiểm soát chất thải tại nguồn chưa tốt, các dự án về phân
loại rác chưa đạt hiệu quả.
Chôn lấp, ủ phân hữu cơ, đốt rác phát điện, đốt rác tiêu hủy, đốt rác tạo năng
lượng (điện năng và nhiệt năng), công nghệ tái chế, công nghệ thu hồi khí mêtan…
Mỗi loại hình sẽ phụ thuộc vào quy mô, lượng rác thải thu gom và công suất của lò
đốt rác và khả năng đầu ra, tiêu thụ của từng địa phương, đặc biệt cần cân nhắc về
chi phí vốn và bảo vệ mơi trường.
Theo đó, để trợ công nghệ xử lý chất thải đô thị tại Việt Nam, cần có nhiều biện
pháp quyết liệt. Trước hết phải phân loại rác tại nguồn, cần lập quy hoạch, các điểm
tập kết trung chuyển rác thải, cơ giới hóa các thiết bị phục vụ thu gom vận chuyển rác.
Từ đó, lựa chọn công nghệ xử lý chất thải rắn đạt hiệu quả kinh tế kỹ thuật, môi
trường và phù hợp với điều kiện từng vùng miền và từng địa phương.

14


1.1.3 Tìm kiếm và hình thành ý tưởng.

1.1.3.1

Tổng quan thị trường

Thị trường quản lý chất thải thông minh trị giá 1,77 tỷ USD vào năm 2020 và
dự kiến đạt 6,52 tỷ USD vào năm 2026, đạt tốc độ CAGR là 25,68%, trong giai
đoạn dự báo 2021-2026. Theo Ngân hàng Thế giới, trên toàn cầu, khoảng 1,3 tỷ tấn
chất thải được tạo ra mỗi năm và dự kiến sẽ đạt 2,3 tỷ vào năm 2020. Sự gia tăng
này có thể là do q trình đơ thị hóa và cơng nghiệp hóa diễn ra nhanh chóng giữa
các khu vực.
Quản lý rác thải thơng minh là một khía cạnh quan trọng trong q trình phát
triển thành phố thơng minh (cùng với quản lý nước, quản lý năng lượng, quản lý
giao thông, v.v.) nhằm cải thiện lối sống ở các khu vực đô thị. Việc áp dụng ngày
càng nhiều các sáng kiến thành phố thông minh giữa các khu vực hỗ trợ sự phát
triển của thị trường quản lý chất thải thông minh.
Ngành quản lý chất thải bao gồm các hoạt động khác nhau, chẳng hạn như thu
gom, vận chuyển, xử lý và tái chế. Ngành công nghiệp đang phải đối mặt với các
vấn đề về hiệu quả ở các giai đoạn quản lý chất thải khác nhau, cụ thể là chi phí vận
hành tương ứng với việc thu gom và vận chuyển chất thải, do đó dẫn đến việc ngày
càng áp dụng quản lý chất thải thông minh.
Sự phức tạp ngày càng tăng trong hậu cần thu gom chất thải và nhu cầu tuân
thủ các quy định liên quan đến xử lý chất thải đòi hỏi các giải pháp quản lý chất thải
tốt hơn, được thực hiện bằng cách sử dụng các công nghệ, chẳng hạn như cảm biến
IoT, RFID, GPS, v.v. Thị trường quản lý chất thải đang ở giai đoạn non trẻ, dự kiến
sẽ chứng kiến sự tăng trưởng lành mạnh do sự sẵn có của các cơng nghệ khả thi về
mặt thương mại và các lợi ích hoạt động.

1.1.3.2

Xu hướng chính của thị trường

Thu gom rác thơng minh thơng qua IoT để góp phần tăng trưởng thị trường
 Trong phân khúc thu gom thông minh, sự xuất hiện của IoT đã tạo ra

một cuộc cách mạng và giải quyết chi phí vận hành cho các cơng ty xử
lý chất thải. Các công ty cung cấp các giải pháp thông minh để thu gom
chất thải chủ yếu tập trung vào ba giải pháp - giám sát thơng minh, tối
ưu hóa tuyến đường và phân tích.
15


 Bằng cách triển khai các cảm biến, cơ sở hạ tầng mạng và nền tảng trực
quan hóa dữ liệu, các cơng ty quản lý chất thải đã có thể tạo ra những
hiểu biết sâu sắc có thể hành động để đưa ra các quyết định sáng suốt.
 Bằng cách sử dụng cảm biến mức đổ đầy (đôi khi cũng có camera) gần
thùng rác, các cơng ty đã có thể lập kế hoạch đội xe tải phù hợp với khối
lượng thùng rác, do đó giảm mức tiêu thụ nhiên liệu khơng cần thiết của
đội xe và góp phần giảm lượng khí thải carbon ở các thành phố.
 Các thành phố tự quản của một số thành phố trên khắp Hoa Kỳ, Các Tiểu
vương quốc Ả Rập Thống nhất, Vương quốc Anh, v.v., phối hợp với các
nhà đổi mới quản lý chất thải thông minh (như Enevo, Smartbin, Bigbelly,
v.v.) đang tiết kiệm khoảng 30% chi phí thu gom chất thải .
 Do sự hiện diện của các nhà cung cấp công nghệ có sẵn trên thị trường,
cùng với các sáng kiến thành phố thơng minh và giảm chi phí của cảm
biến IoT, thị trường đang được thúc đẩy theo hướng tăng trưởng mạnh
mẽ.

Hình 3 Mức giá trung bình của các loại cảm biến IoT (Đơn vị: USD)
Bắc Mỹ chiếm thị phần lớn nhất
 Bắc Mỹ bao gồm ngày càng nhiều thành phố thơng minh và những
thành phố hiện có đang được phát triển.
 Khoảng 22% các thành phố ở Hoa Kỳ và Canada đã và đang thực hiện
các chương trình chiến lược, so với chỉ 7% các thành phố trên toàn thế
giới.

16


 Chỉ riêng Hoa Kỳ đã đóng góp phần lớn lượng rác thải hàng năm được
tạo ra, khoảng 230 triệu tấn rác, phần đáng kể trong số đó được xử lý
bởi các đơn vị tư nhân.
 Nhờ các sáng kiến của chính phủ thúc đẩy tính bền vững, để khơng có
rác thải vào năm 2020 và sự thâm nhập của các sáng kiến thành phố
thông minh trên khắp khu vực đô thị tập trung cao, Bắc Mỹ dự kiến sẽ
chiếm thị phần lớn trong thị trường quản lý rác thải thơng minh.

Hình 4 Thị trường quản lý rác thải thơng minh – Tỷ lệ tăng trưởng theo vùng

1.1.3.3

Đối thủ cạch tranh

Thị trường quản lý chất thải thông minh được củng cố do một số người chơi
chiếm thị phần chính trên thị trường. Hơn nữa, sự thiếu ý thức của người dân đang
khiến người chơi khó tham gia thị trường. Một số công ty chủ chốt trên thị trường là
Dịch vụ Môi trường Suez, Dịch vụ Môi trường Veolia, Enevo, Pepperl + Fuchs
GmbH, Smartbin (OnePlus Systems Inc.), Tập đoàn IBM, Bigbelly Inc., Covanta
Holding Corporation, trong số những người khác.
 Tháng 4 năm 2019 - SUEZ và LyondellBasell hợp tác với Samsonite để
sản xuất bộ sưu tập vali đầu tiên được làm từ nhựa tái chế. Đây là chiếc
vali đầu tiên được làm từ chất thải nhựa sau người tiêu dùng, vỏ được
làm bằng polypropylene (PP) tái chế từ bao bì và vải bên trong của chai
PET tái chế. Sản phẩm không chỉ có trách nhiệm với mơi trường mà
cịn nhẹ và mạnh mẽ cho trải nghiệm du lịch tốt nhất.

 Tháng 2 năm 2019 - IBM đã công bố một danh mục giải pháp Internet
of Things (IoT) mới hỗ trợ trí tuệ nhân tạo (AI) và phân tích nâng cao
được thiết kế để giúp các tổ chức sử dụng nhiều tài sản, chẳng hạn như

17


Cơ quan Giao thông Nhanh Metropolitan Atlanta (MARTA), để cải
thiện việc bảo trì các chiến lược.

Hình 5 Các nhà sản xuất khác trên thị trường

1.1.3.4

Năng lực của công ty

 Thời gian sản xuất:10 sản phẩm/ tuần.
 Nhân lực: Có 100 nhân viên trong đó có 60 kĩ sư cơ khí, điện tử và cơ
điện tử.
 Chi nhánh: Gồm 1 chi nhánh với quy mô là 500 m2.
 Tự chế tạo:


Vỏ thùng rác



Phễu nhiên liệu



Bộ phận điều hướng rác thải

 Sử dụng module có sẵn:


RFID



Ốc vít, đai ốc



Động cơ



Bánh răng



Xích



Vi xử lý
18

 Chiến lược phát triển sản phẩm:


Tập trung vào nghiên cứu và phát triển hệ thống phân loại sản
phẩm bằng công nghệ RFID.



Cung cấp các bản dung thử cho thị trường.



Thường xuyên cải tiến và tối ưu hóa hệ thống để người dùng dễ
dàng sử dụng và đạt hiệu quả cao.



Vòng đời của một sản phẩm là: 10 năm



Cung cấp phiên bản cập nhật ra thị trường: 05 năm/1 phiên bản.

19


1.1.4 . Khảo sát thị trường

Hình 6: Khảo sát thị trường
20

1.2 CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
Hệ thống phân loại sản phẩm cần có những bộ phận sau:
 Phễu nguyên liệu
 Bộ phận điều hướng rác thải
 Vỏ thùng rác
 Thiết bị đọc
 Cụm thiết bị điều khiển
 Cụm thiết bị xử lý
Các thành phần trong hệ thống có một chức năng và nhiệm vụ nhất định và
được bố trí đồng bộ với nhau để đạt hiệu suất cao nhất. Việc phân chia các thành
phần như trên mang tính chất tương đối giúp chúng ta hình dung được sản phẩm.

Hình 7 Sơ đồ tổng quát hoạt động của máy phân loại rác sử dụng công nghệ RFID

21


1.2.1 Phễu ngun liệu
Phễu ngun liệu có mục đích để chứa và dự trữ túi rác trước khi xử lý có vai
trị định hướng ngun liệu để cung cấp cho bộ phận phân loại rác.

Hình 8 Phễu cấp nguyên liệu
Phễu là nơi chứa túi rác trước khi xử lý. Túi rác được cung cấp từ bên ngoài
bởi người dùng.
1.2.2 Bộ phận điều hướng rác thải
Với bộ phận này, rác thải sẽ được chuyển đến thùng rác tương ứng với loại vật
liệu chứa trong túi.

Hình 9 Bộ phận điều hướng rác thải

22


1.2.3 Vỏ thùng rác
Thiết kế vỏ thùng đã được phát triển để hài hịa với mơi trường đơ thị nhờ hình
dáng quen thuộc và hấp dẫn của nó. Dễ dàng lắp ráp, vỏ thùng rác có thể vận
chuyển trong bao bì, để giảm chi phí vận chuyển và bảo trì; giữ các khía cạnh thẩm
mỹ và giao tiếp.
Có thể chịu những tác nhân từ môi trường như thời tiết, va đập.

Hình 10 Vỏ thùng rác

23


1.2.1 Thiết bị đọc
RFID là viết tắt của từ Radio Frequency Identification, có nghĩa là "nhận dạng
qua tần số vơ tuyến", khi đó cả hai thiết bị hoạt động thu phát sóng trong cùng tần
số. Tần số thường được sử dụng trong thẻ RFID là 125Khz hoặc 900Mhz.
Thẻ RFID là công nghệ không sử dụng tia sáng như mã vạch, khơng tiếp xúc
trực tiếp.
Thơng tin có thể được truyền qua những khoảng cách nhỏ mà không cần một
tiếp xúc vật lý nào.
Một vài loại thẻ có thể đọc xuyên qua các môi trường vật lý như Bê tông,
tuyết, sương mù, băng đá, sơn, và các điều kiện môi trường thách thức khác.
Các tần số thường được sử dụng trong hệ thống RFID là 125Khz hoặc
900Mhz.

Hình 11 UHF RFID Short Range Reader 0-30CM
24


1.2.2 Cụm thiết bị điều khiển.
Thiết bị điều khiển bao gồm các cổng kết nối truyền thông giữa vi điều khiển
với các thiết bị ngoại vi như động cơ

Hình 12 Cụm điều khiển

1.2.6 Thiết bị xử lý trung tâm.
STM32 là một trong những dòng chip phổ biến của ST. Giá thành cũng khá rẻ
so với các loại vi điều khiển có chức năng tương tự. Mạch nạp cũng như cơng cụ
lập trình khá đa dạng và dễ sử dụng. STM32 là một trong số những dịng vi điều
khiển khơng những mạnh mẽ về cấu hình mà giá cả rất phải chăng, lại có sự hỗ trợ
lớn từ nhà sản xuất và cộng đồng nghiên cứu phát triển.
Sự tinh vi
Thoạt nhìn thì các ngoại vi của STM32 cũng giống như những vi điều khiển
khác, như hai bộ chuyển đổi ADC, timer, I2C, SPI, CAN, USB và RTC. Tuy nhiên
mỗi ngoại vi trên đều có rất nhiều đặc điểm thú vị. Ví dụ như bộ ADC 12-bit có tích
hợp một cảm biến nhiệt độ để tự động hiệu chỉnh khi nhiệt độ thay đổi và hỗ trợ
nhiều chế độ chuyển đổi. Mỗi bộ định thời có 4 khối capture compare (dùng để bắt
sự kiện với tính năng input capture và tạo dạng sóng ở ngõ ra với output compare),
mỗi khối định thời có thể liên kết với các khối định thời khác để tạo ra một mảng
các định thời tinh vi hơn.
STM32 có hỗ trợ thêm tối đa 12 kênh DMA (Direct Memory Access). Mỗi kênh
có thể được dùng để truyền dữ liệu đến các thanh ghi ngoại vi hoặc từ các thanh ghi

25