Jak zrobić licznik monet: 3 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Ta instrukcja opisuje, jak stworzyć liczarkę monet skarbonki za pomocą GreenPAK™. Ten licznik skarbonki będzie wykorzystywał trzy podstawowe elementy:

• GreenPAK SLG46531V: GreenPAK służy jako tłumacz między czujnikami a wyświetlanymi wartościami. Jest to również układ scalony odpowiedzialny za zmniejszenie zużycia energii przez cały obwód, poprzez wdrożenie PWM do napędzania drugiego komponentu.
• CD4026: CD4026 to dedykowany układ scalony do sterowania 7-segmentowymi wyświetlaczami LED. Jest dość podobny do CD4033, który może być również używany do sterowania wyświetlaczami używanymi w tej instrukcji. Jednak zaleca się użycie CD4026, ponieważ jego pin Display Enable IN pozwoli nam zmniejszyć zużycie energii poprzez wdrożenie PWM.
• DC05: DC05 to 7-segmentowy wyświetlacz LED, którego będziemy używać. Istnieje kilka modeli wyświetlaczy różniących się wielkością i kolorem. Wybierz ten, który najbardziej przypadnie Ci do gustu.

Poniżej opisaliśmy kroki potrzebne do zrozumienia, jak zaprogramowano rozwiązanie do tworzenia liczarki monet. Jeśli jednak chcesz tylko uzyskać wynik programowania, pobierz oprogramowanie GreenPAK, aby wyświetlić już ukończony plik projektu GreenPAK. Podłącz GreenPAK Development Kit do komputera i uruchom program, aby utworzyć licznik monet.

Krok 1: Działanie systemu

System wykorzystuje cztery 7-segmentowe wyświetlacze LED (DC05), z których każdy może wyświetlać liczbę od 0 do 9. Wykorzystując cztery wyświetlacze, możemy osiągnąć zakres od 0 do 9999, co jest wystarczającym saldem dla typowej skarbonki. Rysunek 1 pokazuje pinout DC05.

Każdy DC05 wymaga sterownika do przechowywania i wyświetlania wartości. Modele CD4026 i CD4033 to doskonałe opcje do wyboru, a przy zasilaniu od 5 do 20 V możemy je wykorzystać nawet przy dużych billboardach. Oba sterowniki będą przechodzić przez sekwencję od 0 do 9 z każdym impulsem wysłanym do ZEGARA (pin 1 na rysunku 2).

W tej instrukcji użyjemy CD4026, ze względu na możliwości, jakie oferuje w zakresie oszczędzania energii. Rysunek 2 pokazuje pinout CD4026.

Za każdym razem, gdy CD4026 odbiera impuls na swoim wejściu „CLOCK”, zwiększa swój wewnętrzny licznik. Gdy wartość licznika wynosi 9, a CD4026 jest taktowany dodatkowym czasem, wyprowadza impuls na „CARRY OUT” i przechodzi do 0. W ten sposób można zaimplementować licznik od 0-9999, podłączając sygnały „CARRY OUT” do następny CD4026 w tablicy. Naszym zadaniem jest przetłumaczenie wartości monet na impulsy dla pierwszego CD4026, a on zrobi resztę. Rysunek 3 przedstawia podstawową koncepcję z dwoma zestawami CD4026 i DC05.

GreenPAK odpowiada za rozpoznanie rodzaju monety i przypisanie każdej z nich odpowiedniej liczby impulsów. W przypadku tej instrukcji użyjemy monet o wartości 1, 2, 5 i 10 MXN. Jednak wszystkie omówione tutaj techniki można zastosować do dowolnej waluty, w której używane są monety. Teraz musimy wymyślić sposób na rozróżnienie różnych monet. Istnieje kilka metod, aby to zrobić, w tym wykorzystanie składu metalu monety i średnicy monety. Ten Instruktaż użyje tej drugiej metody.

Tabela 1 przedstawia wszystkie średnice monet MXN użytych w niniejszej instrukcji, a także średnice monet amerykańskich dla porównania.

Istnieje kilka sposobów na określenie średnicy monety. Na przykład moglibyśmy użyć płytki z otworami wielkości monety, jak na rysunku 4. Za pomocą czujnika optycznego moglibyśmy sygnalizować za każdym razem, gdy moneta przechodzi przez otwór, i wysyłać odpowiednią wartość w impulsach. To rozwiązanie jest większe i bardziej masywne niż to, którego użyjemy do tego Instructable, ale może być łatwiejsze do zbudowania dla hobbysty.

W naszym rozwiązaniu wykorzystamy mechanizm wyjęty z rozbitej zabawki, pokazany na rysunku 5. Zbudowanie repliki z drewna byłoby stosunkowo prostym zadaniem.

Monety można włożyć do szczeliny przy lewej krawędzi mechanizmu na Rysunku 5. Ta szczelina zostanie przesunięta w dół o pewną odległość w oparciu o średnicę monety. Metalowy kawałek zakreślony na żółto zostanie użyty do zasygnalizowania rozmiaru monety, a sprężyna przesunie szczelinę z powrotem do pozycji wyjściowej. Ten czujnik aktywuje wiele odczytów za każdym razem, gdy zostanie włożona moneta; na przykład po wrzuceniu monety 10 MXN czujnik na chwilę dotknie wartości 1, 2 i 5. Musimy to uwzględnić w dalszej części projektu.

Krok 2: Wdrożenie projektu GreenPAK

System działa w następujący sposób:

1. Czujnik znajduje się w pozycji wyjściowej.

2. Włożono monetę.

3. Czujnik przesuwa się od najmniejszej średnicy do prawidłowej na podstawie średnicy monety.

4. Sprężyna przywraca czujnik do pozycji wyjściowej.

Na przykład moneta 10 MXN przesunie czujnik z pozycji wyjściowej do pozycji 1 MXN, następnie pozycji 2 MXN, a następnie pozycji 5 MXN, aż do osiągnięcia pozycji 10 MXN przed powrotem do pozycji początkowej.

Aby poradzić sobie z tym problemem, zaimplementujemy jednokierunkowy ASM wewnątrz GreenPAK, pokazany na rysunku 6.

Gdy czujnik znajduje się w pozycji wyjściowej, stan ASM określa, ile impulsów ma wysłać system.

Aby system wysłał impulsy, muszą być spełnione trzy warunki:

1. System musi być w prawidłowym stanie (1 MXN, 2 MXN, 5 MXN lub 10 MXN).
2. Czujnik musi znajdować się w pozycji wyjściowej.
3. Musi być impuls do wysłania.

Zliczanie impulsów jest trudnym zadaniem, ponieważ licznik wyśle stan wysoki po osiągnięciu wartości, a także wyśle stan wysoki po zresetowaniu licznika. Jeśli licznik nie zostanie zresetowany, wyjście pozostanie w stanie wysokim.

Rozwiązanie jest dość proste, ale trudne do znalezienia: policz do wartości monety plus jeden i zresetuj główny oscylator, gdy narastające zbocze czujnika wróci do pozycji wyjściowej. Spowoduje to wytworzenie pierwszego impulsu, który sprawi, że licznik bieżącego stanu zliczy się do wartości monety. Następnie dodaj bramkę OR do wyjścia na wejście CLK (wraz z sygnałem z oscylatora), aby uzyskać reset systemu.

Rysunek 7 przedstawia tę technikę.

Po przeliczeniu do wartości monety system wysyła sygnał resetu z powrotem do ASM, aby powrócić do INIT.

Bliższe spojrzenie na ASM przedstawiono na rysunku 8.

RESET_10_MXN używa nieco innego systemu niż opisany powyżej, używając dodatkowego stanu do ponownego uruchomienia całego ASM, ponieważ istnieje ograniczona liczba połączeń, które może mieć każdy stan. RESET_10_MXN został osiągnięty poprzez przejście do stanu RESET, który był jedynym stanem, w którym OUT5 ASM było LOW. To pomyślnie powraca do stanu INIT bez żadnych problemów.

CNT2, CNT3, CNT 4 i CNT5 mają te same parametry, z wyjątkiem wartości licznika pokazanej na rysunku 9.

Ponieważ CD4026 wykorzystuje zbocze narastające sygnału do przyspieszenia swojej sekwencji, system ten zlicza wartości zbocza narastającego. Do celów debugowania wybrano niską częstotliwość. Korzystanie z wyższych częstotliwości byłoby przydatne i można to zrobić bez większych problemów.

Aby wdrożyć tę instrukcję w dowolnej innej walucie, po prostu dostosuj licznik do wartości monety plus jeden.

Zastosowanie innych czujników znacznie uprościłoby ten system, ale koszty produkcji byłyby wyższe niż rozwiązanie tych problemów poprzez programowanie.

Krok 3: Wyniki testu

Kompletną konfigurację projektu pokazano na rysunku 10.

Średnice zostały dostosowane do pracy z różnymi monetami, a nominał można zmienić za pomocą pliku.gp5.

Wnioski

Dzięki linii produktów GreenPAK opracowanie systemu takiego jak ta skarbonka jest łatwe i niedrogie. Projekt można dodatkowo ulepszyć, wykorzystując sygnał PWM do sterowania CD4026 Display Enable IN. Możesz także użyć GreenPAK do wygenerowania funkcji wybudzenia/uśpienia, aby obniżyć zużycie energii przez system. Ten prosty system może być używany do sterowania różnymi systemami przyjmowania monet, takimi jak automaty sprzedające, automaty do gier lub szafki na monety.