Как сделать счетчик монет: 3 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

В этом руководстве будет описано, как создать счетчик монет в копилке с помощью GreenPAK ™. Этот счетчик-копилка будет состоять из трех основных компонентов:

• GreenPAK SLG46531V: GreenPAK служит интерпретатором между датчиками и отображаемыми значениями. Это также ИС, отвечающая за снижение энергопотребления всей схемы за счет реализации ШИМ для управления вторым компонентом.
• CD4026: CD4026 - это специализированная ИС для управления 7-сегментными светодиодными дисплеями. Он очень похож на CD4033, который также можно использовать для управления дисплеями, используемыми в этой инструкции. Однако рекомендуется использовать CD4026, поскольку его вывод Display Enable IN позволит нам снизить энергопотребление за счет реализации ШИМ.
• DC05: DC05 - это 7-сегментный светодиодный дисплей, который мы собираемся использовать. Существует несколько моделей дисплеев, различающихся по размеру и цвету. Выберите тот, который больше всего подходит вам по вкусу.

Ниже мы описали шаги, необходимые для понимания того, как решение было запрограммировано для создания счетчика монет. Однако, если вы просто хотите получить результат программирования, загрузите программное обеспечение GreenPAK, чтобы просмотреть уже заполненный файл дизайна GreenPAK. Подключите GreenPAK Development Kit к компьютеру и нажмите программу для создания счетчика монет.

Шаг 1: Работа системы

В системе используются четыре 7-сегментных светодиодных дисплея (DC05), на каждом из которых может отображаться число от 0 до 9. Используя четыре дисплея, мы можем достичь диапазона от 0 до 9999, что является достаточно высоким балансом для типичной копилки.. На рисунке 1 показана распиновка DC05.

Каждому DC05 требуется драйвер для хранения и отображения значения. CD4026 и CD4033 - отличные варианты на выбор, а с диапазоном рабочего напряжения от 5 до 20 вольт мы можем использовать их даже для больших рекламных щитов. Оба драйвера будут проходить последовательность от 0 до 9 с каждым импульсом, отправленным на ЧАСЫ (вывод 1 на рисунке 2).

В этом руководстве мы будем использовать CD4026 из-за возможностей, которые он предлагает для экономии энергии. На рисунке 2 показана распиновка CD4026.

Каждый раз, когда CD4026 получает импульс на входе «CLOCK», он увеличивает свой внутренний счетчик. Когда значение счетчика равно 9 и CD4026 синхронизируется на дополнительное время, он выдает импульс «CARRY OUT» и возвращается к 0. Таким образом, вы можете реализовать счетчик от 0 до 9999, подключив сигналы «CARRY OUT» к следующий CD4026 в массиве. Наша задача - преобразовать номиналы монет в импульсы для первого CD4026, а он сделает все остальное. На рисунке 3 показана основная концепция с двумя наборами CD4026 и DC05.

GreenPAK отвечает за распознавание типа монеты и присвоение каждой монеты правильного количества импульсов. Для этого руководства мы будем использовать монеты стоимостью 1, 2, 5 и 10 мексиканских песо. Однако все обсуждаемые здесь методы применимы к любой валюте, в которой используются монеты. Теперь нам нужно разработать способ различать разные монеты. Это можно сделать несколькими способами, в том числе с учетом состава металла и диаметра монеты. Этот Instructable будет использовать последний метод.

В таблице 1 показаны все диаметры монет MXN, используемых в этом Руководстве, а также диаметр монет США для сравнения.

Есть несколько способов определить диаметр монеты. Например, мы могли бы использовать пластину с отверстиями размером с монету, как на рисунке 4. Используя оптический датчик, мы могли бы сигнализировать каждый раз, когда монета проходит через отверстие, и отправлять соответствующее значение в импульсах. Это решение больше и громоздче, чем то, которое мы будем использовать для этого руководства, но его может быть проще создать для любителя.

В нашем решении будет использоваться механизм, взятый из сломанной игрушки, показанный на рисунке 5. Построить копию из дерева будет относительно простой задачей.

Монеты могут быть вставлены в прорезь на левом краю механизма, показанного на Рисунке 5. Этот прорезь будет смещен вниз на определенное расстояние, зависящее от диаметра монеты. Металлический элемент, обведенный желтым кружком, будет использоваться для обозначения размера монеты, а пружина вернет прорезь в исходное положение. Этот датчик будет активировать многократное считывание каждый раз, когда монета вставлена; например, когда вставлена монета номиналом 10 мексиканских песо, датчик на короткое время коснется значений 1, 2 и 5. Мы должны учесть это в следующей части дизайна.

Шаг 2: Реализация дизайна GreenPAK

Система работает следующим образом:

1. Датчик находится в исходном положении.

2. Вставлена монета.

3. Датчик перемещается от наименьшего диаметра к правильному в зависимости от диаметра монеты.

4. Пружина возвращает датчик в исходное положение.

Например, монета 10 MXN будет перемещать датчик из начальной позиции в позицию 1 MXN, затем в позицию 2 MXN, затем в позицию 5 MXN, пока, наконец, не достигнет позиции 10 MXN, прежде чем вернуться в исходное положение.

Чтобы решить эту проблему, мы реализуем одностороннюю ASM внутри GreenPAK, как показано на рисунке 6.

Когда датчик находится в исходном положении, состояние ASM определяет, сколько импульсов система собирается отправить.

Чтобы система могла посылать импульсы, должны быть выполнены три условия:

1. Система должна быть в допустимом состоянии (1 MXN, 2 MXN, 5 MXN или 10 MXN).
2. Датчик должен находиться в исходном положении.
3. Для отправки должен быть импульс.

Подсчет импульсов - сложная задача, потому что счетчик будет выводить ВЫСОКИЙ уровень при достижении значения, а также отправит ВЫСОКИЙ уровень при сбросе счетчика. Если счетчик не сброшен, выход останется ВЫСОКИМ.

Решение довольно простое, но найти его сложно: считать до достоинства монеты плюс один и сбросить основной осциллятор с возвратом переднего фронта датчика в исходное положение. Это создаст первый импульс, который заставит счетчик текущего состояния считать до номинала монеты. Затем добавьте логический элемент ИЛИ к выходу на входе CLK (вместе с сигналом генератора), чтобы выполнить сброс системы.

На рисунке 7 изображена эта техника.

После подсчета стоимости монеты система отправляет сигнал сброса обратно в ASM, чтобы вернуться в INIT.

Подробный обзор ASM представлен на рисунке 8.

RESET_10_MXN использует систему, немного отличающуюся от описанной выше, с использованием дополнительного состояния для перезапуска всего ASM, поскольку каждое состояние может иметь ограниченное количество соединений. RESET_10_MXN был достигнут переходом в состояние RESET, которое было единственным состоянием, в котором на выходе ASM OUT5 было НИЗКОЕ значение. Это успешно возвращается в состояние INIT без каких-либо проблем.

CNT2, CNT3, CNT 4 и CNT5 имеют одинаковые параметры, за исключением значения счетчика, показанного на рисунке 9.

Поскольку CD4026 использует нарастающий фронт сигнала для продвижения своей последовательности, эта система считает значения нарастающего фронта. Для отладки была выбрана низкая частота. Было бы полезно использовать более высокие частоты, и это может быть сделано без особых проблем.

Чтобы реализовать эту инструкцию в любой другой валюте, просто настройте счетчик на значение монеты плюс один.

Использование других датчиков сделало бы эту систему намного проще, но производственные затраты были бы выше, чем решение этих проблем с помощью программирования.

Шаг 3: результаты теста

Полная настройка проекта показана на рисунке 10.

Диаметры были скорректированы для работы с разными монетами, а номинал может быть изменен с помощью файла.gp5.

Выводы

Благодаря линейке продуктов GreenPAK разработать такую систему, как эта копилка, легко и доступно. Проект может быть дополнительно улучшен за счет использования сигнала ШИМ для управления входом включения дисплея CD4026. Вы также можете использовать GreenPAK для создания функции пробуждения / сна, чтобы снизить энергопотребление системы. Эту простую систему можно использовать для управления различными системами приема монет, такими как торговые автоматы, игровые автоматы или шкафчики для монет.