Come fare un contatore di monete: 3 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Questo Instructable descriverà come creare un contamonete salvadanaio con un GreenPAK™. Questo contatore salvadanaio utilizzerà tre componenti principali:

• GreenPAK SLG46531V: GreenPAK funge da interprete tra i sensori e i valori visualizzati. È anche l'IC responsabile della riduzione del consumo energetico dell'intero circuito, implementando il PWM per pilotare il secondo componente.
• Il CD4026: Il CD4026 è un circuito integrato dedicato per il pilotaggio dei display a LED a 7 segmenti. È abbastanza simile al CD4033, che può essere utilizzato anche per pilotare i display utilizzati in questo Instructable. Tuttavia, si consiglia di utilizzare il CD4026 poiché il suo pin Display Enable IN ci consentirà di ridurre il consumo energetico implementando un PWM.
• Il DC05: Il DC05 è il display a LED a 7 segmenti che utilizzeremo. Esistono diversi modelli di display che variano per dimensioni e colore. Scegli quello che più piace ai tuoi gusti.

Di seguito abbiamo descritto i passaggi necessari per capire come è stata programmata la soluzione per creare un contamonete. Tuttavia, se desideri solo ottenere il risultato della programmazione, scarica il software GreenPAK per visualizzare il file di progettazione GreenPAK già completato. Collega il kit di sviluppo GreenPAK al tuo computer e premi il programma per creare il contatore di monete.

Passaggio 1: funzionamento del sistema

Il sistema utilizza quattro display LED a 7 segmenti (DC05), ognuno dei quali può visualizzare un numero compreso tra 0 e 9. Utilizzando quattro display, possiamo ottenere un intervallo da 0 a 9999, che è un saldo abbastanza alto per un tipico salvadanaio. La Figura 1 mostra il Pinout del DC05.

Ogni DC05 richiede un driver per memorizzare e visualizzare il valore. Il CD4026 e il CD4033 sono ottime opzioni tra cui scegliere, e con una gamma da 5 a 20 volt di funzionamento, possiamo usarli anche per grandi cartelloni pubblicitari. Entrambi i driver si sposteranno nella sequenza da 0 a 9 con ogni impulso inviato a CLOCK (Pin 1 in Figura 2).

In questo Instructable, useremo il CD4026, a causa delle possibilità che offre per risparmiare energia. La Figura 2 mostra il Pinout del CD4026.

Ogni volta che il CD4026 riceve un impulso sul suo ingresso “CLOCK”, incrementa il suo contatore interno. Quando il valore del contatore è 9 e il CD4026 viene sincronizzato un tempo aggiuntivo, emette un impulso su "CARRY OUT" e passa a 0. In questo modo è possibile implementare un contatore da 0-9999 collegando i segnali "CARRY OUT" a il prossimo CD4026 nell'array. Il nostro compito è tradurre i valori delle monete in impulsi per il primo CD4026, e lui farà il resto. La Figura 3 mostra il concetto di base con due serie di CD4026 e DC05.

Il GreenPAK è responsabile del riconoscimento del tipo di moneta e dell'assegnazione del corretto numero di impulsi a ciascuna di esse. Per questo Instructable, utilizzeremo monete del valore di 1, 2, 5 e 10 MXN. Tuttavia, tutte le tecniche discusse qui possono essere applicate a qualsiasi valuta che utilizza monete. Ora, dobbiamo escogitare un modo per distinguere tra diverse monete. Esistono diversi metodi per farlo, incluso l'utilizzo della composizione metallica della moneta e del diametro della moneta. Questo Instructable utilizzerà quest'ultimo metodo.

La tabella 1 mostra tutti i diametri delle monete MXN utilizzate in questo Instructable, nonché il diametro delle monete statunitensi per il confronto.

Esistono diversi modi per determinare il diametro di una moneta. Ad esempio, potremmo utilizzare una piastra con fori delle dimensioni di una moneta come in Figura 4. Utilizzando un sensore ottico, potremmo segnalare ogni volta che una moneta passa attraverso un foro e inviare il valore corrispondente in impulsi. Questa soluzione è più grande e più ingombrante di quella che useremo per questo Instructable, ma potrebbe essere più facile da costruire per un hobbista.

La nostra soluzione utilizzerà un meccanismo estratto da un giocattolo rotto, mostrato nella Figura 5. Sarebbe un compito relativamente semplice costruire una replica usando il legno.

Le monete possono essere inserite nella fessura sul bordo sinistro del meccanismo in Figura 5. Questa fessura sarà forzata verso il basso di una certa distanza in base al diametro della moneta. Il pezzo metallico cerchiato in giallo servirà per segnalare la dimensione della moneta, e la molla riporterà la fessura nella posizione di partenza. Questo sensore attiverà letture multiple ogni volta che viene inserita una moneta; ad esempio, quando viene inserita una moneta da 10 MXN, il sensore toccherà brevemente i valori di 1, 2 e 5. Di questo dobbiamo tenerne conto nella parte successiva del progetto.

Passaggio 2: implementazione della progettazione GreenPAK

Il sistema funziona nel seguente modo:

1. Il sensore è nella posizione di partenza.

2. Viene inserita una moneta.

3. Il sensore si sposta dal diametro più piccolo a quello corretto, in base al diametro della moneta.

4. La molla riporta il sensore nella posizione iniziale.

Ad esempio, una moneta da 10 MXN sposterà il sensore dalla posizione iniziale alla posizione 1 MXN, quindi la posizione 2 MXN, quindi la posizione 5 MXN, fino ad arrivare infine alla posizione 10 MXN prima di tornare alla posizione iniziale.

Per gestire questo problema, implementeremo un ASM unidirezionale all'interno di GreenPAK, mostrato nella Figura 6.

Una volta che il sensore è nella posizione di partenza, lo stato dell'ASM determina quanti impulsi il sistema invierà.

Affinché il sistema possa inviare gli impulsi, devono essere soddisfatte tre condizioni:

1. Il sistema deve essere in uno stato valido (1 MXN, 2 MXN, 5 MXN o 10 MXN).
2. Il sensore deve essere nella posizione di partenza.
3. Ci deve essere un impulso da inviare.

Il conteggio degli impulsi è un compito difficile, perché il contatore emetterà un ALTO quando viene raggiunto il valore e invierà anche un ALTO quando il contatore viene ripristinato. Se il contatore non viene azzerato, l'uscita rimarrà ALTA.

La soluzione è piuttosto semplice, ma difficile da trovare: contare fino al valore della moneta più uno e azzerare l'oscillatore principale con il fronte di salita del sensore che torna alla posizione di partenza. Questo creerà un primo impulso che farà contare il contatore dello stato attuale fino al valore della moneta. Quindi, aggiungi una porta OR all'uscita nell'ingresso CLK (insieme al segnale dall'oscillatore) per ottenere un ripristino del sistema.

La Figura 7 illustra questa tecnica.

Dopo aver contato fino al valore della moneta, il sistema invia un segnale di reset all'ASM per tornare a INIT.

Uno sguardo ravvicinato all'ASM è fornito nella Figura 8.

RESET_10_MXN utilizza un sistema leggermente diverso da quello descritto sopra, utilizzando uno stato aggiuntivo per riavviare l'intero ASM, poiché esiste una quantità limitata di connessioni che ogni stato può avere. Il RESET_10_MXN è stato ottenuto passando allo stato RESET, che era l'unico stato in cui OUT5 dell'ASM era LOW. Questo torna correttamente allo stato INIT senza problemi.

CNT2, CNT3, CNT 4 e CNT5 condividono gli stessi parametri, tranne il valore del contatore mostrato in Figura 9.

Poiché il CD4026 utilizza il fronte di salita del segnale per far avanzare la sua sequenza, questo sistema conta i valori del fronte di salita. È stata selezionata una frequenza bassa per scopi di debug. Usare frequenze più alte sarebbe utile e si può fare senza grossi problemi.

Per implementare questo Instructable in qualsiasi altra valuta, è sufficiente regolare il contatore al valore della moneta più uno.

L'utilizzo di altri sensori renderebbe questo sistema molto più semplice, ma i costi di produzione sarebbero superiori rispetto alla risoluzione di questi problemi attraverso la programmazione.

Passaggio 3: risultati del test

La configurazione completa del progetto è mostrata in Figura 10.

I diametri sono stati regolati per funzionare con monete diverse e la denominazione può essere modificata modificando utilizzando il file.gp5.

Conclusioni

Grazie alla linea di prodotti GreenPAK, è facile ed economico sviluppare un sistema come questo salvadanaio. Il progetto potrebbe essere ulteriormente migliorato utilizzando un segnale PWM per pilotare il CD4026 Display Enable IN. Puoi anche utilizzare GreenPAK per generare una funzione di riattivazione/riposo per ridurre il consumo energetico del sistema. Questo semplice sistema può essere utilizzato per controllare una varietà di sistemi di accettazione monete, come distributori automatici, macchine da sala giochi o armadietti per monete.