วิธีทำตัวนับเหรียญ: 3 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

คำแนะนำนี้จะอธิบายวิธีสร้างเครื่องนับเหรียญกระปุกออมสินด้วย GreenPAK™ เคาน์เตอร์กระปุกออมสินนี้จะใช้สามองค์ประกอบหลัก:

• GreenPAK SLG46531V: GreenPAK ทำหน้าที่เป็นล่ามระหว่างเซ็นเซอร์และค่าที่แสดง นอกจากนี้ยังเป็น IC ที่รับผิดชอบในการลดการใช้พลังงานของวงจรทั้งหมดด้วยการใช้ PWM เพื่อขับเคลื่อนส่วนประกอบที่สอง
• CD4026: CD4026 เป็น IC เฉพาะสำหรับการขับเคลื่อนจอแสดงผล LED 7 ส่วน มันค่อนข้างคล้ายกับ CD4033 ซึ่งสามารถใช้เพื่อขับเคลื่อนจอแสดงผลที่ใช้ในคำแนะนำนี้ได้ อย่างไรก็ตาม ขอแนะนำให้ใช้ CD4026 เนื่องจากพิน Display Enable IN จะช่วยให้เราลดการใช้พลังงานลงได้โดยใช้ PWM
• DC05: DC05 เป็นจอแสดงผล LED 7 ส่วนที่เราจะใช้ มีจอแสดงผลหลายรุ่นที่มีขนาดและสีแตกต่างกัน เลือกอันที่ถูกใจคุณมากที่สุด

ด้านล่างนี้ เราได้อธิบายขั้นตอนที่จำเป็นเพื่อให้เข้าใจว่าโซลูชันได้รับการตั้งโปรแกรมเพื่อสร้างตัวนับเหรียญอย่างไร อย่างไรก็ตาม หากคุณต้องการเพียงแค่ผลลัพธ์ของการเขียนโปรแกรม ให้ดาวน์โหลดซอฟต์แวร์ GreenPAK เพื่อดูไฟล์การออกแบบ GreenPAK ที่เสร็จสมบูรณ์แล้ว เสียบ GreenPAK Development Kit เข้ากับคอมพิวเตอร์ของคุณและกดโปรแกรมเพื่อสร้างตัวนับเหรียญ

ขั้นตอนที่ 1: การทำงานของระบบ

ระบบใช้จอแสดงผล LED 7 ส่วน (DC05) สี่จอ ซึ่งแต่ละจอสามารถแสดงตัวเลขได้ระหว่าง 0 ถึง 9 การใช้จอแสดงผลสี่จอ เราสามารถบรรลุช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 9999 ซึ่งเป็นยอดดุลที่สูงพอสำหรับกระปุกออมสินทั่วไป. รูปที่ 1 แสดง Pinout ของ DC05

DC05 ทุกตัวต้องการไดรเวอร์ในการจัดเก็บและแสดงค่า CD4026 และ CD4033 เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมให้เลือก และด้วยช่วงการทำงานตั้งแต่ 5 ถึง 20 โวลต์ เราสามารถใช้ได้แม้กับป้ายโฆษณาขนาดใหญ่ ไดรเวอร์ทั้งสองจะเคลื่อนที่ตามลำดับจาก 0 ถึง 9 โดยแต่ละพัลส์จะถูกส่งไปยัง CLOCK (พิน 1 ในรูปที่ 2)

ในคำแนะนำนี้ เราจะใช้ CD4026 เนื่องจากมีความเป็นไปได้ที่จะประหยัดพลังงาน รูปที่ 2 แสดง Pinout ของ CD4026

ทุกครั้งที่ CD4026 ได้รับพัลส์จากอินพุต "CLOCK" จะเพิ่มตัวนับภายใน เมื่อค่าตัวนับเป็น 9 และ CD4026 ถูกตอกย้ำเวลาเพิ่มเติม มันจะส่งสัญญาณพัลส์ที่ “CARRY OUT” และหมุนไปที่ 0 วิธีนี้คุณสามารถใช้ตัวนับตั้งแต่ 0-9999 โดยเชื่อมต่อสัญญาณ “CARRY OUT” กับ CD4026 ถัดไปในอาร์เรย์ งานของเราคือการแปลงค่าเหรียญเป็นพัลส์สำหรับ CD4026 ตัวแรก และส่วนที่เหลือจะดำเนินการเอง รูปที่ 3 แสดงแนวคิดพื้นฐานที่มี CD4026 และ DC05 สองชุด

GreenPAK มีหน้าที่ในการจำแนกประเภทของเหรียญและกำหนดจำนวนพัลส์ที่ถูกต้องให้กับแต่ละเหรียญ สำหรับคำแนะนำนี้ เราจะใช้เหรียญมูลค่า 1, 2, 5 และ 10 MXN อย่างไรก็ตาม เทคนิคทั้งหมดที่กล่าวถึงในที่นี้สามารถนำไปใช้กับสกุลเงินใดก็ได้ที่ใช้เหรียญ ตอนนี้ เราต้องคิดค้นวิธีแยกแยะระหว่างเหรียญต่างๆ มีหลายวิธีในการทำเช่นนี้ รวมถึงการใช้องค์ประกอบโลหะของเหรียญและเส้นผ่านศูนย์กลางของเหรียญ คำแนะนำนี้จะใช้วิธีหลัง

ตารางที่ 1 แสดงเส้นผ่านศูนย์กลางทั้งหมดของเหรียญ MXN ที่ใช้ในคำแนะนำนี้ รวมถึงเส้นผ่านศูนย์กลางของเหรียญสหรัฐฯ สำหรับการเปรียบเทียบ

มีหลายวิธีในการกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของเหรียญ ตัวอย่างเช่น เราสามารถใช้เพลตที่มีรูขนาดเท่าเหรียญได้ดังในรูปที่ 4 การใช้เซ็นเซอร์ออปติก เราสามารถส่งสัญญาณทุกครั้งที่เหรียญผ่านรู และส่งค่าที่สอดคล้องกันเป็นพัลส์ โซลูชันนี้ใหญ่กว่าและเทอะทะกว่าที่เราจะใช้สำหรับคำแนะนำนี้ แต่อาจสร้างได้ง่ายกว่าสำหรับมือสมัครเล่น

วิธีการแก้ปัญหาของเราจะใช้กลไกที่นำออกจากของเล่นที่แตกหัก ดังแสดงในภาพที่ 5 การสร้างแบบจำลองโดยใช้ไม้จะเป็นงานที่ค่อนข้างง่าย

สามารถใส่เหรียญในช่องที่ขอบด้านซ้ายของกลไกในรูปที่ 5 ช่องนี้จะถูกกดลงตามระยะที่กำหนดตามเส้นผ่านศูนย์กลางของเหรียญ ชิ้นส่วนโลหะที่วงกลมสีเหลืองจะใช้เพื่อบอกขนาดของเหรียญ และสปริงจะดันช่องกลับเข้าไปในตำแหน่งเริ่มต้น เซ็นเซอร์นี้จะเปิดใช้งานการอ่านหลายครั้งทุกครั้งที่ใส่เหรียญ ตัวอย่างเช่น เมื่อใส่เหรียญ 10 MXN เซ็นเซอร์จะแตะค่า 1, 2 และ 5 สั้นๆ เราต้องคำนึงถึงสิ่งนี้ในส่วนถัดไปของการออกแบบ

ขั้นตอนที่ 2: การนำการออกแบบ GreenPAK ไปใช้

ระบบทำงานในลักษณะต่อไปนี้:

1. เซ็นเซอร์อยู่ในตำแหน่งเริ่มต้น

2. ใส่เหรียญ

3. เซ็นเซอร์จะเคลื่อนจากเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กที่สุดไปยังเส้นผ่านศูนย์กลางที่ถูกต้อง โดยพิจารณาจากเส้นผ่านศูนย์กลางของเหรียญ

4. สปริงจะส่งกลับเซ็นเซอร์ไปยังตำแหน่งเริ่มต้น

ตัวอย่างเช่น เหรียญ 10 MXN จะย้ายเซ็นเซอร์จากตำแหน่งเริ่มต้นไปที่ตำแหน่ง 1 MXN จากนั้นไปที่ตำแหน่ง 2 MXN จากนั้นไปที่ตำแหน่ง 5 MXN จนกว่าจะถึงตำแหน่ง 10 MXN ก่อนจะกลับสู่ตำแหน่งเริ่มต้น

เพื่อจัดการกับปัญหานี้ เราจะใช้ ASM แบบทางเดียวภายใน GreenPAK ดังแสดงในรูปที่ 6

เมื่อเซ็นเซอร์อยู่ในตำแหน่งเริ่มต้น สถานะของ ASM จะกำหนดจำนวนพัลส์ที่ระบบจะส่ง

เพื่อให้ระบบส่งพัลส์ต้องเป็นไปตามเงื่อนไขสามประการ:

1. ระบบต้องอยู่ในสถานะที่ถูกต้อง (1 MXN, 2 MXN, 5 MXN หรือ 10 MXN)
2. เซ็นเซอร์ต้องอยู่ในตำแหน่งเริ่มต้น
3. ต้องมีชีพจรที่จะส่ง

การนับพัลส์เป็นงานที่ยาก เนื่องจากตัวนับจะส่งออกเป็น HIGH เมื่อถึงค่า และจะส่ง HIGH เมื่อตัวนับถูกรีเซ็ต หากไม่ได้รีเซ็ตตัวนับ เอาต์พุตจะยังคงสูง

วิธีแก้ปัญหาค่อนข้างง่าย แต่หาได้ยาก: นับเป็นมูลค่าเหรียญบวกหนึ่ง แล้วรีเซ็ตออสซิลเลเตอร์หลักโดยให้ขอบที่ยกขึ้นของเซ็นเซอร์กลับสู่ตำแหน่งเริ่มต้น สิ่งนี้จะสร้างพัลส์แรกที่จะทำให้ตัวนับสถานะปัจจุบันนับจนถึงค่าเหรียญ จากนั้น เพิ่มเกท OR เข้ากับเอาต์พุตในอินพุต CLK (พร้อมกับสัญญาณจากออสซิลเลเตอร์) เพื่อให้เกิดการรีเซ็ตระบบ

รูปที่ 7 แสดงเทคนิคนี้

หลังจากนับเป็นมูลค่าเหรียญ ระบบจะส่งสัญญาณรีเซ็ตกลับไปยัง ASM เพื่อกลับไปยัง INIT

การดู ASM อย่างใกล้ชิดมีให้ในรูปที่ 8

RESET_10_MXN ใช้ระบบที่แตกต่างจากที่อธิบายไว้ข้างต้นเล็กน้อย โดยใช้สถานะพิเศษเพื่อรีสตาร์ท ASM ทั้งหมด เนื่องจากมีการเชื่อมต่อที่จำกัดในแต่ละสถานะ RESET_10_MXN ทำได้โดยไปที่สถานะ RESET ซึ่งเป็นสถานะเดียวที่ OUT5 ของ ASM อยู่ในระดับต่ำ สิ่งนี้จะกลับสู่สถานะ INIT ได้สำเร็จโดยไม่มีปัญหาใดๆ

CNT2, CNT3, CNT 4 และ CNT5 ใช้พารามิเตอร์เดียวกัน ยกเว้นค่าของตัวนับที่แสดงในรูปที่ 9

เนื่องจาก CD4026 ใช้ขอบที่เพิ่มขึ้นของสัญญาณเพื่อเลื่อนลำดับ ระบบนี้จะนับค่าของขอบที่เพิ่มขึ้น เลือกความถี่ต่ำเพื่อจุดประสงค์ในการดีบัก การใช้ความถี่สูงจะเป็นประโยชน์และสามารถทำได้โดยไม่มีปัญหาใหญ่

เพื่อนำคำแนะนำนี้ไปใช้ในสกุลเงินอื่น ๆ เพียงแค่ปรับตัวนับให้เป็นมูลค่าของเหรียญบวกหนึ่ง

การใช้เซ็นเซอร์อื่นจะทำให้ระบบนี้ง่ายขึ้นมาก แต่ต้นทุนการผลิตจะสูงกว่าการแก้ปัญหาเหล่านี้ผ่านการเขียนโปรแกรม

ขั้นตอนที่ 3: ผลการทดสอบ

การตั้งค่าโครงการที่สมบูรณ์จะแสดงในรูปที่ 10

เส้นผ่านศูนย์กลางถูกปรับให้ใช้งานได้กับเหรียญต่างๆ และสามารถเปลี่ยนแปลงค่าได้โดยใช้ไฟล์.gp5

บทสรุป

ด้วยสายผลิตภัณฑ์ GreenPAK การพัฒนาระบบอย่างกระปุกออมสินนี้ทำได้ง่ายและราคาไม่แพง โครงการนี้สามารถปรับปรุงเพิ่มเติมได้โดยใช้สัญญาณ PWM เพื่อขับเคลื่อน CD4026 Display Enable IN คุณยังสามารถใช้ GreenPAK เพื่อสร้างฟังก์ชัน Wake/sleep เพื่อลดการใช้พลังงานของระบบ ระบบที่เรียบง่ายนี้สามารถใช้ควบคุมระบบรับเหรียญได้หลากหลาย เช่น ตู้จำหน่ายสินค้าอัตโนมัติ เครื่องอาร์เคด หรือตู้ล็อคเกอร์หยอดเหรียญ