Com fer un comptador de monedes: 3 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Aquest instructiu descriurà com crear un comptador de monedes de guardiola amb un GreenPAK ™. Aquest taulell de guardioles utilitzarà tres components principals:

• GreenPAK SLG46531V: GreenPAK serveix com a intèrpret entre els sensors i els valors de visualització. També és l'IC responsable de reduir el consum d'energia de tot el circuit, implementant PWM per accionar el segon component.
• El CD4026: el CD4026 és un CI dedicat a la conducció de pantalles LED de 7 segments. És força similar al CD4033, que també es pot utilitzar per conduir les pantalles que s’utilitzen en aquest manual instructiu. Tanmateix, es recomana utilitzar el CD4026 ja que el pin Display Enable IN ens permetrà reduir el consum d’energia mitjançant la implementació d’un PWM.
• El DC05: el DC05 és la pantalla LED de 7 segments que farem servir. Hi ha diversos models de pantalla que varien en mida i color. Trieu el que més us agradi.

A continuació es descriuen els passos necessaris per entendre com s'ha programat la solució per crear un comptador de monedes. Tot i això, si només voleu obtenir el resultat de la programació, descarregueu-vos el programari GreenPAK per veure el fitxer de disseny GreenPAK ja completat. Connecteu el kit de desenvolupament GreenPAK a l'ordinador i premeu el programa per crear el comptador de monedes.

Pas 1: Funcionament del sistema

El sistema utilitza quatre pantalles LED de 7 segments (DC05), cadascuna de les quals pot mostrar un número entre 0 i 9. Mitjançant quatre pantalles, podem assolir un rang de 0 a 9999, que és un saldo prou alt per a una guardiola típica. La figura 1 mostra el Pinout del DC05.

Cada DC05 requereix que un controlador emmagatzemi i mostri el valor. El CD4026 i el CD4033 són excel·lents opcions per triar i, amb un rang d’operació de 5 a 20 volts, els podem utilitzar fins i tot per a grans cartelleres. Tots dos controladors es desplaçaran per la seqüència de 0 a 9 amb cada impuls enviat a CLOCK (Pin 1 de la Figura 2).

En aquest manual, farem servir el CD4026, a causa de les possibilitats que ofereix per estalviar energia. La figura 2 mostra el Pinout del CD4026.

Cada vegada que el CD4026 rep un impuls a la seva entrada “CLOCK”, augmenta el seu comptador intern. Quan el valor del comptador és 9 i el CD4026 es marca una vegada més, emet un impuls a "CARRY OUT" i passa a 0. D'aquesta manera, podeu implementar un comptador de 0-9999 connectant els senyals de "CARRY OUT" a el següent CD4026 a la matriu. La nostra feina consisteix a traduir els valors de la moneda en polsos per al primer CD4026, i farà la resta. La figura 3 mostra el concepte bàsic amb dos conjunts de CD4026 i DC05.

El GreenPAK s’encarrega de reconèixer el tipus de moneda i assignar el nombre correcte de pulsacions a cadascuna. Per a aquesta instrucció, utilitzarem monedes valorades en 1, 2, 5 i 10 MXN. Tot i això, totes les tècniques que es comenten aquí es poden aplicar a qualsevol moneda que utilitzi monedes. Ara hem d’idear una manera de distingir entre diferents monedes. Hi ha diversos mètodes per fer-ho, incloent la utilització de la composició metàl·lica de la moneda i el diàmetre de la moneda. Aquest instructable utilitzarà aquest darrer mètode.

A la taula 1 es mostren tots els diàmetres de les monedes MXN que s’utilitzen en aquesta instrucció, així com el diàmetre de les monedes nord-americanes per comparar-les.

Hi ha diverses maneres de determinar el diàmetre d’una moneda. Per exemple, podríem utilitzar una placa amb forats de la mida de la moneda, com a la figura 4. Mitjançant un sensor òptic, podríem assenyalar cada vegada que una moneda travessa un forat i enviar el valor corresponent en polsos. Aquesta solució és més gran i més voluminosa que la que utilitzarem per a aquest instructiu, però pot ser més fàcil de construir per a un aficionat.

La nostra solució utilitzarà un mecanisme extret d’una joguina trencada, que es mostra a la figura 5. Seria una tasca relativament senzilla construir una rèplica amb fusta.

Les monedes es poden inserir a la ranura situada a la vora esquerra del mecanisme de la figura 5. Aquesta ranura es veurà forçada a una certa distància en funció del diàmetre de la moneda. La peça metàl·lica encerclada en groc s’utilitzarà per assenyalar la mida de la moneda i la molla tornarà a empènyer la ranura a la posició inicial. Aquest sensor activarà diverses lectures cada vegada que s'insereixi una moneda; per exemple, quan s'insereix una moneda de 10 MXN, el sensor tocarà breument els valors d'1, 2 i 5. Ho hem de tenir en compte a la següent part del disseny.

Pas 2: implementació del disseny de GreenPAK

El sistema funciona de la següent manera:

1. El sensor es troba a la posició inicial.

2. S'insereix una moneda.

3. El sensor es mou del diàmetre més petit al correcte, en funció del diàmetre de la moneda.

4. La molla torna el senor a la posició inicial.

Per exemple, una moneda de 10 MXN desplaçarà el sensor de la posició inicial a la posició 1 MXN, després a la posició 2 MXN i després a la posició 5 MXN, fins arribar finalment a la posició 10 MXN abans de tornar a la posició inicial.

Per solucionar aquest problema, implementarem un ASM unidireccional dins del GreenPAK, que es mostra a la figura 6.

Un cop el sensor es troba a la posició inicial, l'estat de l'ASM determina quants impulsos enviarà el sistema.

Perquè el sistema enviï els impulsos, s'han de complir tres condicions:

1. El sistema ha d’estar en un estat vàlid (1 MXN, 2 MXN, 5 MXN o 10 MXN).
2. El sensor ha d’estar a la posició inicial.
3. Cal enviar un pols.

Comptar els impulsos és una tasca difícil, perquè el comptador emetrà un HIGH quan s’assoleixi el valor, i també enviarà un HIGH quan es restableixi el comptador. Si no es restableix el comptador, la sortida es mantindrà ALTA.

La solució és bastant senzilla, però difícil de trobar: compteu fins al valor de la moneda més un i restabliu l’oscil·lador principal amb la vora ascendent del sensor que torna a la posició inicial. Això crearà un primer pols que farà que el comptador de l’estat actual compti fins al valor de la moneda. A continuació, afegiu una porta O a la sortida a l'entrada CLK (juntament amb el senyal de l'oscil·lador) per aconseguir un restabliment del sistema.

La figura 7 representa aquesta tècnica.

Després de comptar fins al valor de la moneda, el sistema envia un senyal de restabliment a l'ASM per tornar a INIT.

A la figura 8 es proporciona una visió detallada de l’ASM.

RESET_10_MXN utilitza un sistema lleugerament diferent del descrit anteriorment, utilitzant un estat addicional per reiniciar tot l'ASM, ja que hi ha una quantitat limitada de connexions que pot tenir cada estat. El RESET_10_MXN es va aconseguir anant a l’estat RESET, que era l’únic estat en què l’ASM OUT5 era BAIX. Això torna correctament a l'estat INIT sense problemes.

CNT2, CNT3, CNT 4 i CNT5 comparteixen els mateixos paràmetres, excepte el valor del comptador que es mostra a la figura 9.

Com que el CD4026 utilitza la vora ascendent del senyal per avançar en la seqüència, aquest sistema compta els valors de la vora ascendent. Es va seleccionar una freqüència baixa per a la depuració. Utilitzar freqüències més altes seria útil i es pot fer sense problemes majors.

Per tal d’implementar aquesta instrucció en qualsevol altra moneda, només cal que ajusteu el comptador al valor de la moneda més una.

L’ús d’altres sensors farà que aquest sistema sigui molt més senzill, però els costos de producció serien superiors a la solució d’aquests problemes mitjançant la programació.

Pas 3: Resultats de les proves

La configuració completa del projecte es mostra a la Figura 10.

Els diàmetres es van ajustar perquè funcionessin amb diferents monedes i la denominació es pot canviar alterant mitjançant el fitxer.gp5.

Conclusions

Gràcies a la línia de productes GreenPAK, és fàcil i assequible desenvolupar un sistema com aquesta guardiola. El projecte es podria millorar encara més mitjançant l’ús d’un senyal PWM per conduir el CD4026 Display Enable IN. També podeu fer servir GreenPAK per generar una funció d’estela / son per reduir el consum d’energia del sistema. Aquest senzill sistema es podria utilitzar per controlar una gran varietat de sistemes que accepten monedes, com ara màquines expenedores, màquines recreatives o armaris de moneda.