Πώς να φτιάξετε έναν μετρητή νομισμάτων: 3 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Αυτό το Εγχειρίδιο θα περιγράψει πώς να δημιουργήσετε έναν μετρητή κουμπαράς με ένα GreenPAK. Αυτός ο πάγκος κουμπαράς θα χρησιμοποιεί τρία κύρια στοιχεία:

• GreenPAK SLG46531V: Το GreenPAK χρησιμεύει ως διερμηνέας μεταξύ των αισθητήρων και των τιμών οθόνης. Είναι επίσης το IC υπεύθυνο για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας ολόκληρου του κυκλώματος, εφαρμόζοντας το PWM για την οδήγηση του δεύτερου εξαρτήματος.
• Το CD4026: Το CD4026 είναι ένα ειδικό IC για την οδήγηση των οθονών LED 7 τμημάτων. Είναι αρκετά παρόμοιο με το CD4033, το οποίο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την οδήγηση των οθονών που χρησιμοποιούνται σε αυτό το Instructable. Ωστόσο, συνιστάται η χρήση του CD4026 καθώς η καρφίτσα του Display Enable IN θα μας επιτρέψει να μειώσουμε την κατανάλωση ενέργειας εφαρμόζοντας ένα PWM.
• Το DC05: Το DC05 είναι η οθόνη LED 7 τμημάτων που πρόκειται να χρησιμοποιήσουμε. Υπάρχουν πολλά μοντέλα οθόνης που διαφέρουν σε μέγεθος και χρώμα. Επιλέξτε αυτό που σας αρέσει περισσότερο στο γούστο σας.

Παρακάτω περιγράψαμε τα βήματα που απαιτούνται για να καταλάβουμε πώς έχει προγραμματιστεί η λύση για τη δημιουργία ενός μετρητή νομισμάτων. Ωστόσο, εάν θέλετε απλώς να λάβετε το αποτέλεσμα προγραμματισμού, κατεβάστε το λογισμικό GreenPAK για να δείτε το ήδη ολοκληρωμένο GreenPAK Design File. Συνδέστε το GreenPAK Development Kit στον υπολογιστή σας και πατήστε το πρόγραμμα για να δημιουργήσετε τον μετρητή νομισμάτων.

Βήμα 1: Λειτουργία συστήματος

Το σύστημα χρησιμοποιεί τέσσερις οθόνες LED 7 τμημάτων (DC05), καθεμία από τις οποίες μπορεί να εμφανίσει έναν αριθμό μεταξύ 0 και 9. Χρησιμοποιώντας τέσσερις οθόνες, μπορούμε να επιτύχουμε εύρος από 0 έως 9999, το οποίο είναι αρκετά υψηλό υπόλοιπο για έναν τυπικό κουμπαρά Το Το σχήμα 1 δείχνει το Pinout του DC05.

Κάθε DC05 απαιτεί ένα πρόγραμμα οδήγησης για την αποθήκευση και την εμφάνιση της τιμής. Τα CD4026 και CD4033 είναι εξαιρετικές επιλογές για να διαλέξετε και με εύρος λειτουργίας από 5 έως 20 βολτ, μπορούμε να τα χρησιμοποιήσουμε ακόμη και για μεγάλες διαφημιστικές πινακίδες. Και οι δύο οδηγοί θα μετακινηθούν μέσω της ακολουθίας από 0 έως 9 με κάθε παλμό να αποστέλλεται στο CLOCK (Καρφίτσα 1 στο Σχήμα 2).

Σε αυτό το Instructable, θα χρησιμοποιήσουμε το CD4026, λόγω των δυνατοτήτων που προσφέρει για εξοικονόμηση ενέργειας. Το σχήμα 2 δείχνει το Pinout του CD4026.

Κάθε φορά που το CD4026 λαμβάνει έναν παλμό στην είσοδό του "CLOCK", αυξάνει τον εσωτερικό του μετρητή. Όταν η τιμή του μετρητή είναι 9 και το CD4026 χρονομετρηθεί επιπλέον, εξάγει έναν παλμό στο "CARRY OUT" και κυλάει στο 0. Με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να εφαρμόσετε έναν μετρητή από 0-9999 συνδέοντας τα σήματα "CARRY OUT" το επόμενο CD4026 στη συστοιχία. Η δουλειά μας είναι να μεταφράσουμε τις τιμές των νομισμάτων σε παλμούς για το πρώτο CD4026 και θα κάνει τα υπόλοιπα. Το σχήμα 3 δείχνει τη βασική ιδέα με δύο σύνολα CD4026 και DC05.

Το GreenPAK είναι υπεύθυνο για την αναγνώριση του είδους του νομίσματος και την εκχώρηση του σωστού αριθμού παλμών στο καθένα. Για αυτό το Instructable, θα χρησιμοποιήσουμε κέρματα αξίας 1, 2, 5 και 10 MXN. Ωστόσο, όλες οι τεχνικές που συζητούνται εδώ μπορούν να εφαρμοστούν σε οποιοδήποτε νόμισμα χρησιμοποιεί νομίσματα. Τώρα, πρέπει να επινοήσουμε έναν τρόπο διάκρισης μεταξύ διαφορετικών νομισμάτων. Υπάρχουν πολλές μέθοδοι για να γίνει αυτό, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης της μεταλλικής σύνθεσης του νομίσματος και της διαμέτρου του νομίσματος. Αυτό το Instructable θα χρησιμοποιήσει την τελευταία μέθοδο.

Ο Πίνακας 1 δείχνει όλες τις διαμέτρους των κερμάτων MXN που χρησιμοποιούνται σε αυτό το Instructable, καθώς και τη διάμετρο των αμερικανικών κερμάτων για σύγκριση.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να προσδιορίσετε τη διάμετρο ενός νομίσματος. Για παράδειγμα, θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε μια πλάκα με τρύπες μεγέθους νομίσματος όπως στο σχήμα 4. Χρησιμοποιώντας έναν οπτικό αισθητήρα, θα μπορούσαμε να σηματοδοτήσουμε κάθε φορά που ένα νόμισμα περνά μέσα από μια τρύπα και να στέλνουμε την αντίστοιχη τιμή σε παλμούς. Αυτή η λύση είναι μεγαλύτερη και πιο ογκώδης από αυτήν που θα χρησιμοποιήσουμε για αυτό το Instructable, αλλά μπορεί να είναι ευκολότερη η κατασκευή του για χομπίστες.

Η λύση μας θα χρησιμοποιήσει έναν μηχανισμό βγαλμένο από ένα σπασμένο παιχνίδι, που φαίνεται στο Σχήμα 5. Θα ήταν σχετικά απλή εργασία η κατασκευή ενός αντιγράφου χρησιμοποιώντας ξύλο.

Τα κέρματα μπορούν να εισαχθούν στην υποδοχή στο αριστερό άκρο του μηχανισμού στο Σχήμα 5. Αυτή η υποδοχή θα ωθηθεί προς τα κάτω κατά μια ορισμένη απόσταση με βάση τη διάμετρο του νομίσματος. Το μεταλλικό κομμάτι κυκλωμένο με κίτρινο χρώμα θα χρησιμοποιηθεί για να σηματοδοτήσει το μέγεθος του νομίσματος και το ελατήριο θα σπρώξει την υποδοχή πίσω στην αρχική θέση. Αυτός ο αισθητήρας θα ενεργοποιεί πολλαπλές ενδείξεις κάθε φορά που τοποθετείται ένα νόμισμα. Για παράδειγμα, όταν εισαχθεί ένα κέρμα 10 MXN, ο αισθητήρας θα αγγίξει σύντομα τις τιμές 1, 2 και 5. Πρέπει να το λάβουμε υπόψη στο επόμενο μέρος του σχεδίου.

Βήμα 2: Εφαρμογή σχεδιασμού GreenPAK

Το σύστημα λειτουργεί με τον ακόλουθο τρόπο:

1. Ο αισθητήρας βρίσκεται στην αρχική θέση.

2. Εισάγεται ένα νόμισμα.

3. Ο αισθητήρας μετακινείται από τη μικρότερη διάμετρο στη σωστή, με βάση τη διάμετρο του νομίσματος.

4. Το ελατήριο επιστρέφει τον αισθητήρα στην αρχική του θέση.

Για παράδειγμα, ένα νόμισμα 10 MXN θα μετατοπίσει τον αισθητήρα από την αρχική θέση στη θέση 1 MXN, στη συνέχεια τη θέση 2 MXN, στη συνέχεια τη θέση 5 MXN, μέχρι να φτάσει τελικά στη θέση 10 MXN πριν επιστρέψει στην αρχική θέση.

Για να αντιμετωπίσουμε αυτό το πρόβλημα, θα εφαρμόσουμε έναν μονόδρομο ASM μέσα στο GreenPAK, που φαίνεται στο σχήμα 6.

Μόλις ο αισθητήρας βρίσκεται στην αρχική θέση, η κατάσταση του ASM καθορίζει πόσους παλμούς πρόκειται να στείλει το σύστημα.

Για να στείλει το σύστημα οι παλμοί, πρέπει να πληρούνται τρεις προϋποθέσεις:

1. Το σύστημα πρέπει να βρίσκεται σε έγκυρη κατάσταση (1 MXN, 2 MXN, 5 MXN ή 10 MXN).
2. Ο αισθητήρας πρέπει να βρίσκεται στην αρχική θέση.
3. Πρέπει να υπάρχει παλμός για να σταλεί.

Η μέτρηση των παλμών είναι μια δύσκολη εργασία, επειδή ο μετρητής θα βγάλει ένα Υ HIGHΗΛΟ όταν επιτευχθεί η τιμή και θα στείλει επίσης ένα Υ HIGHΗΛΟ όταν επαναρυθμιστεί ο μετρητής. Εάν δεν γίνει επαναφορά του μετρητή, τότε η έξοδος θα παραμείνει Υ HIGHΗΛΗ.

Η λύση είναι μάλλον απλή, αλλά δύσκολο να βρεθεί: μετρήστε στην τιμή του νομίσματος συν ένα και επαναφέρετε τον κύριο ταλαντωτή με την ανερχόμενη άκρη του αισθητήρα να επιστρέφει στην αρχική θέση. Αυτό θα δημιουργήσει έναν πρώτο παλμό που θα κάνει τον μετρητή της τρέχουσας κατάστασης να μετρά μέχρι την τιμή του νομίσματος. Στη συνέχεια, προσθέστε μια πύλη OR στην έξοδο στην είσοδο CLK (μαζί με το σήμα από τον ταλαντωτή) για να επιτύχετε επαναφορά του συστήματος.

Το σχήμα 7 απεικονίζει αυτήν την τεχνική.

Αφού μετρήσει στην τιμή του νομίσματος, το σύστημα στέλνει ένα σήμα επαναφοράς πίσω στο ASM για να επιστρέψει στο INIT.

Μια στενή ματιά στο ASM παρέχεται στο σχήμα 8.

Το RESET_10_MXN χρησιμοποιεί ένα ελαφρώς διαφορετικό σύστημα από αυτό που περιγράφηκε παραπάνω, χρησιμοποιώντας μια επιπλέον κατάσταση για επανεκκίνηση ολόκληρου του ASM, καθώς υπάρχει περιορισμένος αριθμός συνδέσεων που μπορεί να έχει κάθε κατάσταση. Το RESET_10_MXN επιτεύχθηκε μεταβαίνοντας στην κατάσταση RESET, η οποία ήταν η μόνη κατάσταση όπου το ASM's OUT5 ήταν ΧΑΜΗΛΟ. Αυτό επιστρέφει με επιτυχία στην κατάσταση INIT χωρίς κανένα πρόβλημα.

Τα CNT2, CNT3, CNT 4 και CNT5 μοιράζονται τις ίδιες παραμέτρους, εκτός από την τιμή του μετρητή που φαίνεται στο σχήμα 9.

Καθώς το CD4026 χρησιμοποιεί την ανερχόμενη άκρη του σήματος για να προωθήσει την ακολουθία του, αυτό το σύστημα μετρά τις τιμές της ανερχόμενης ακμής. Επιλέχθηκε μια χαμηλή συχνότητα για σκοπούς εντοπισμού σφαλμάτων. Η χρήση υψηλότερων συχνοτήτων θα ήταν χρήσιμη και μπορεί να γίνει χωρίς μεγάλα προβλήματα.

Για να εφαρμόσετε αυτό το Instructable σε οποιοδήποτε άλλο νόμισμα, απλώς προσαρμόστε τον μετρητή στην αξία του νομίσματος συν ένα.

Η χρήση άλλων αισθητήρων θα έκανε αυτό το σύστημα πολύ πιο απλό, αλλά το κόστος παραγωγής θα ήταν υψηλότερο από την επίλυση αυτών των ζητημάτων μέσω προγραμματισμού.

Βήμα 3: Αποτελέσματα δοκιμών

Η πλήρης ρύθμιση του έργου φαίνεται στο σχήμα 10.

Οι διαμέτρους προσαρμόστηκαν ώστε να λειτουργούν με διαφορετικά νομίσματα και η ονομαστική τους αξία μπορεί να αλλάξει αλλάζοντας χρησιμοποιώντας το αρχείο.gp5.

Συμπεράσματα

Χάρη στη σειρά προϊόντων GreenPAK, είναι εύκολο και προσιτό να αναπτυχθεί ένα σύστημα όπως αυτός ο κουμπαράς. Το έργο θα μπορούσε να ενισχυθεί περαιτέρω χρησιμοποιώντας ένα σήμα PWM για την οδήγηση του CD4026 Display Enable IN. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε το GreenPAK για να δημιουργήσετε μια λειτουργία αφύπνισης/ύπνου για να μειώσετε την κατανάλωση ενέργειας του συστήματος. Αυτό το απλό σύστημα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο μιας ποικιλίας συστημάτων αποδοχής νομισμάτων, όπως αυτόματων πωλητών, μηχανών arcade ή θυρίδων κερμάτων.