Kolikkolaskurin tekeminen: 3 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tässä ohjeessa kuvataan säästöpossun kolikkolaskurin luominen GreenPAK ™ -tekniikalla. Tämä säästöpossulaskuri käyttää kolmea pääkomponenttia:

• GreenPAK SLG46531V: GreenPAK toimii tulkkina anturien ja näyttöarvojen välillä. Se on myös IC, joka on vastuussa koko piirin tehonkulutuksen vähentämisestä toteuttamalla PWM toisen komponentin ajamiseen.
• CD4026: CD4026 on oma IC 7-segmenttisten LED-näyttöjen ohjaamiseen. Se on melko samanlainen kuin CD4033, jota voidaan käyttää myös tässä käyttöohjeessa käytettyjen näyttöjen ohjaamiseen. On kuitenkin suositeltavaa käyttää CD4026: ta sen Display Enable IN -nappina, jonka avulla voimme vähentää virrankulutusta ottamalla käyttöön PWM.
• DC05: DC05 on 7-segmenttinen LED-näyttö, jota aiomme käyttää. Näyttömalleja on useita, joiden koko ja väri vaihtelevat. Valitse se, joka miellyttää eniten makuasi.

Seuraavassa kuvataan vaiheet, jotka tarvitaan ymmärtämään, miten ratkaisu on ohjelmoitu luomaan kolikkolaskuri. Jos haluat vain saada ohjelmoinnin tuloksen, lataa GreenPAK -ohjelmisto nähdäksesi jo valmistuneen GreenPAK -suunnittelutiedoston. Liitä GreenPAK Development Kit tietokoneeseen ja luo kolikkolaskuri painamalla ohjelmaa.

Vaihe 1: Järjestelmän käyttö

Järjestelmä käyttää neljää 7-segmenttistä LED-näyttöä (DC05), joista jokainen voi näyttää numeron välillä 0 ja 9. Käyttämällä neljää näyttöä voimme saavuttaa vaihteluvälin 0–9999, joka on riittävän korkea saldo tyypilliselle säästöpossulle. Kuva 1 esittää DC05: n pinouttia.

Jokainen DC05 vaatii ohjaimen arvon tallentamiseen ja näyttämiseen. CD4026 ja CD4033 ovat erinomaisia vaihtoehtoja, ja 5-20 voltin käyttöalueella voimme käyttää niitä myös suurille mainostauluille. Molemmat kuljettajat siirtyvät sekvenssin läpi 0: sta 9: een, kun jokainen pulssi lähetetään CLOCK: iin (nasta 1 kuvassa 2).

Tässä oppaassa käytämme CD4026 -laitetta sen tarjoamien virran säästömahdollisuuksien vuoksi. Kuva 2 esittää CD4026: n pinouttia.

Joka kerta, kun CD4026 vastaanottaa pulssin "CLOCK" -tuloonsa, se lisää sisäistä laskuriaan. Kun laskurin arvo on 9 ja CD4026-kelloa kellotetaan lisää aikaa, se antaa pulssin “CARRY OUT” -toiminnolla ja kääntyy nollan yli. Tällä tavalla voit käyttää laskuria 0–9999 kytkemällä”CARRY OUT” -signaalit taulukon seuraava CD4026. Meidän tehtävämme on muuntaa kolikon arvot pulsseiksi ensimmäiselle CD4026: lle, ja se hoitaa loput. Kuva 3 esittää peruskäsitettä kahdella CD4026- ja DC05 -sarjalla.

GreenPAK vastaa kolikon tyypin tunnistamisesta ja oikean pulssimäärän määrittämisestä kullekin. Tässä ohjeessa käytämme kolikoita, joiden arvo on 1, 2, 5 ja 10 MXN. Kaikkia tässä käsiteltyjä tekniikoita voidaan kuitenkin soveltaa mihin tahansa valuuttaan, joka käyttää kolikoita. Nyt meidän on kehitettävä tapa erottaa eri kolikot. Tähän on useita menetelmiä, kuten kolikon metallikoostumuksen ja kolikon halkaisijan hyödyntäminen. Tämä Instructable käyttää jälkimmäistä menetelmää.

Taulukko 1 näyttää kaikki tässä käyttöohjeessa käytettyjen MXN -kolikoiden halkaisijat sekä Yhdysvaltain kolikoiden halkaisijat vertailua varten.

Kolikon halkaisijan voi määrittää useilla tavoilla. Voisimme esimerkiksi käyttää levyä, jossa on kolikon kokoisia reikiä, kuten kuvassa 4. Optisen anturin avulla voimme antaa signaalin joka kerta, kun kolikko kulkee reiän läpi, ja lähettää vastaava arvo pulsseina. Tämä ratkaisu on isompi ja isompi kuin se, jota käytämme tässä Instructable -ohjelmassa, mutta harrastajalle rakentaminen voi olla helpompaa.

Ratkaisumme käyttää mekanismia, joka on otettu pois rikkoutuneesta lelusta, kuten kuvassa 5. Olisi suhteellisen yksinkertainen tehtävä rakentaa kopio puusta.

Kolikot voidaan asettaa kuvion 5 mekanismin vasemmassa reunassa olevaan aukkoon. Tämä aukko pakotetaan alas tietyllä etäisyydellä kolikon halkaisijan perusteella. Keltaisena ympyröityä metallikappaletta käytetään ilmoittamaan kolikon koosta, ja jousi työntää raon takaisin lähtöasentoon. Tämä anturi aktivoi useita lukemia aina, kun kolikko asetetaan paikalleen; Esimerkiksi kun asetetaan 10 MXN kolikko, anturi koskettaa lyhyesti arvoja 1, 2 ja 5. Tämä on otettava huomioon suunnittelun seuraavassa osassa.

Vaihe 2: GreenPAK -suunnittelun toteutus

Järjestelmä toimii seuraavalla tavalla:

1. Anturi on lähtöasennossa.

2. Kolikko asetetaan.

3. Anturi siirtyy pienimmästä halkaisijasta oikeaan kolikon halkaisijan perusteella.

4. Jousi palauttaa anturin alkuasentoon.

Esimerkiksi 10 MXN: n kolikko siirtää anturin lähtöasennosta 1 MXN -asentoon, sitten 2 MXN -asentoon ja sitten 5 MXN -asentoon, kunnes lopulta saavuttaa 10 MXN -aseman ennen kuin palaa alkuperäiseen asentoonsa.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi otamme GreenPAKin sisällä käyttöön yksisuuntaisen ASM: n, joka on esitetty kuvassa 6.

Kun anturi on lähtöasennossa, ASM -tila määrittää, kuinka monta pulssia järjestelmä lähettää.

Jotta järjestelmä lähettää pulsseja, on täytettävä kolme ehtoa:

1. Järjestelmän on oltava kelvollisessa tilassa (1 MXN, 2 MXN, 5 MXN tai 10 MXN).
2. Anturin on oltava lähtöasennossa.
3. Pulssi on lähetettävä.

Pulssien laskeminen on vaikea tehtävä, koska laskuri antaa HIGH -arvon, kun arvo saavutetaan, ja se lähettää myös HIGH -arvon, kun laskuri nollataan. Jos laskuria ei nollata, lähtö pysyy KORKEA.

Ratkaisu on melko yksinkertainen, mutta vaikea löytää: laske kolikon arvo plus yksi ja nollaa pääoskillaattori anturin nousevan reunan palautuessa lähtöasentoon. Tämä luo ensimmäisen pulssin, joka saa nykyisen tilan laskurin laskemaan kolikon arvoon. Lisää sitten TAI -portti lähtöön CLK -tuloon (yhdessä oskillaattorin signaalin kanssa) järjestelmän nollaamiseksi.

Kuvio 7 kuvaa tätä tekniikkaa.

Kolikon arvoon laskemisen jälkeen järjestelmä lähettää nollaussignaalin takaisin ASM: lle palatakseen INIT -järjestelmään.

Kuvassa 8 esitetään ASM: n lähemmin.

RESET_10_MXN käyttää hieman erilaista järjestelmää kuin edellä on kuvattu. Ylimääräinen tila käynnistää koko ASM: n uudelleen, koska jokaisessa tilassa voi olla rajallinen määrä yhteyksiä. RESET_10_MXN saavutettiin menemällä RESET -tilaan, joka oli ainoa tila, jossa ASM: n OUT5 oli matala. Tämä palaa onnistuneesti INIT -tilaan ilman ongelmia.

CNT2, CNT3, CNT 4 ja CNT5 jakavat samat parametrit lukuun ottamatta kuviossa 9 esitettyä laskurin arvoa.

Koska CD4026 käyttää signaalin nousevaa reunaa sekvenssinsä edistämiseksi, tämä järjestelmä laskee nousevan reunan arvot. Virheenkorjausta varten valittiin matala taajuus. Korkeampien taajuuksien käyttäminen olisi hyödyllistä, ja se voidaan tehdä ilman suuria ongelmia.

Jos haluat käyttää tätä ohjeistusta missä tahansa muussa valuutassa, säädä laskuri yksinkertaisesti kolikon arvon mukaan.

Muiden antureiden käyttö tekisi tästä järjestelmästä paljon yksinkertaisemman, mutta tuotantokustannukset olisivat korkeammat kuin näiden ongelmien ratkaiseminen ohjelmoinnin avulla.

Vaihe 3: Testitulokset

Koko projektin asennus on esitetty kuvassa 10.

Halkaisijat säädettiin toimimaan eri kolikoiden kanssa, ja nimellisarvoa voidaan muuttaa muuttamalla.gp5 -tiedostoa.

Päätelmät

GreenPAK -tuotelinjan ansiosta tämän säästöpossun kaltaisen järjestelmän kehittäminen on helppoa ja edullista. Projektia voitaisiin edelleen parantaa käyttämällä PWM -signaalia CD4026 Display Enable IN -aseman ajamiseen. Voit myös käyttää GreenPAKia herätys-/lepotilan luomiseen järjestelmän virrankulutuksen pienentämiseksi. Tätä yksinkertaista järjestelmää voitaisiin käyttää monien kolikoiden hyväksymisjärjestelmien, kuten myyntiautomaattien, arcade -koneiden tai kolikkokaappien, ohjaamiseen.