Ako vyrobiť počítadlo mincí: 3 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Tento návod popisuje, ako vytvoriť počítadlo mincí na prasiatko pomocou GreenPAK ™. Toto počítadlo prasiatko bude využívať tri hlavné komponenty:

• GreenPAK SLG46531V: GreenPAK slúži ako tlmočník medzi snímačmi a zobrazovanými hodnotami. Je tiež integrovaným obvodom zodpovedným za zníženie spotreby energie celého obvodu implementáciou PWM na pohon druhého komponentu.
• CD4026: CD4026 je vyhradený integrovaný obvod na ovládanie 7-segmentových LED displejov. Je celkom podobný disku CD4033, ktorý je možné použiť aj na ovládanie displejov použitých v tomto návode na obsluhu. Odporúča sa však použiť disk CD4026, pretože jeho kolík Display Enable IN nám umožní znížiť spotrebu energie implementáciou PWM.
• DC05: DC05 je 7-segmentový LED displej, ktorý budeme používať. Existuje niekoľko modelov displejov, ktoré sa líšia veľkosťou a farbou. Vyberte si ten, ktorý najviac vyhovuje vášmu vkusu.

Ďalej sme popísali kroky potrebné na pochopenie toho, ako bolo riešenie naprogramované na vytvorenie počítadla mincí. Ak však chcete získať iba výsledok programovania, stiahnite si softvér GreenPAK a zobrazte už dokončený súbor návrhu GreenPAK. Pripojte vývojovú súpravu GreenPAK k počítaču a spustením programu vytvorte počítadlo mincí.

Krok 1: Prevádzka systému

Systém používa štyri 7-segmentové LED displeje (DC05), z ktorých každý môže zobrazovať číslo od 0 do 9. Pomocou štyroch displejov môžeme dosiahnuť rozsah od 0 do 9999, čo je dostatočne vysoká rovnováha pre typické prasiatko. Obrázok 1 zobrazuje vývod DC05.

Každý DC05 vyžaduje ovládač na uloženie a zobrazenie hodnoty. CD4026 a CD4033 sú vynikajúce možnosti na výber a s rozsahom prevádzky od 5 do 20 voltov ich môžeme použiť aj pre veľké billboardy. Oba ovládače sa budú pohybovať v poradí od 0 do 9 s každým impulzom odoslaným do CLOCK (kolík 1 na obrázku 2).

V tomto návode použijeme CD4026, pretože ponúka možnosti na úsporu energie. Obrázok 2 zobrazuje vývod CD4026.

Zakaždým, keď CD4026 prijme impulz na svojom vstupe „CLOCK“, zvýši svoj interný čítač. Keď je hodnota počítadla 9 a CD4026 je taktovaný dodatočne, vydá impulz na „CARRY OUT“a prejde na hodnotu 0. Týmto spôsobom môžete implementovať počítadlo od 0 do 9 999 prepojením signálov „CARRY OUT“na ďalší CD4026 v poli. Našou úlohou je preložiť hodnoty mincí do impulzov pre prvý CD4026 a on urobí zvyšok. Obrázok 3 ukazuje základný koncept s dvoma sadami CD4026 a DC05.

GreenPAK je zodpovedný za rozpoznanie druhu mince a priradenie správneho počtu impulzov ku každej z nich. Na tento návod použijeme mince v hodnote 1, 2, 5 a 10 MXN. Všetky techniky, o ktorých sa tu hovorí, však možno použiť na akúkoľvek menu, ktorá používa mince. Teraz musíme navrhnúť spôsob, ako rozlíšiť rôzne mince. Na to existuje niekoľko spôsobov, vrátane použitia kovového zloženia mince a priemeru mince. Tento návod použije posledne uvedenú metódu.

Tabuľka 1 uvádza všetky priemery mincí MXN použitých v tomto návode na použitie a priemer amerických mincí na porovnanie.

Existuje niekoľko spôsobov, ako určiť priemer mince. Mohli by sme napríklad použiť doštičku s otvormi veľkosti mince, ako na obrázku 4. Pomocou optického senzora by sme mohli signalizovať zakaždým, keď minca prejde otvorom, a odoslať zodpovedajúcu hodnotu v impulzoch. Toto riešenie je väčšie a objemnejšie ako riešenie, ktoré použijeme pre tento návod, ale pre majiteľa domu môže byť jednoduchšie ho postaviť.

Naše riešenie bude používať mechanizmus vybratý zo zlomenej hračky, znázornený na obrázku 5. Postaviť repliku pomocou dreva by bola relatívne jednoduchá úloha.

Mince je možné vložiť do štrbiny na ľavom okraji mechanizmu na obrázku 5. Tento slot bude tlačený nadol o určitú vzdialenosť na základe priemeru mince. Kovový kus zakrúžkovaný v žltej farbe bude použitý na signalizáciu veľkosti mince a pružina zatlačí štrbinu späť do východiskovej polohy. Tento senzor aktivuje viacnásobné čítanie zakaždým, keď je vložená minca; napríklad pri vložení mince 10 MXN sa senzor nakrátko dotkne hodnôt 1, 2 a 5. Musíme to vziať do úvahy v ďalšej časti návrhu.

Krok 2: Implementácia návrhu GreenPAK

Systém funguje nasledovne:

1. Senzor je v počiatočnej polohe.

2. Je vložená minca.

3. Senzor sa pohybuje od najmenšieho priemeru k správnemu na základe priemeru mince.

4. Pružina vráti snímač do pôvodnej polohy.

Napríklad minca 10 MXN premiestni senzor z počiatočnej polohy do polohy 1 MXN, potom do polohy 2 MXN, potom do polohy 5 MXN, až kým konečne nepríde do polohy 10 MXN a potom sa vráti do počiatočnej polohy.

Na vyriešenie tohto problému implementujeme jednosmerný ASM do systému GreenPAK, znázornený na obrázku 6.

Keď je senzor v počiatočnej polohe, stav ASM určuje, koľko impulzov systém odošle.

Aby systém mohol odosielať impulzy, musia byť splnené tri podmienky:

1. Systém musí byť v platnom stave (1 MXN, 2 MXN, 5 MXN alebo 10 MXN).
2. Senzor musí byť v počiatočnej polohe.
3. Na odoslanie musí byť impulz.

Počítanie impulzov je náročná úloha, pretože počítadlo vydá pri dosiahnutí hodnoty HIGH a pri vynulovaní počítadla tiež vyšle HIGH. Ak sa počítadlo nevynuluje, výstup zostane VYSOKÝ.

Riešenie je pomerne jednoduché, ale je ťažké ho nájsť: spočítajte hodnotu mince plus jednu a resetujte hlavný oscilátor tak, aby sa stúpajúca hrana senzora vrátila do východiskovej polohy. Tým sa vytvorí prvý impulz, vďaka ktorému sa počítadlo aktuálneho stavu bude počítať až do hodnoty mince. Potom pridajte na výstup do vstupu CLK bránu OR (spolu so signálom z oscilátora), aby sa dosiahol reset systému.

Obrázok 7 zobrazuje túto techniku.

Po spočítaní na hodnotu mince systém pošle signál resetovania späť do ASM, aby sa vrátil do INIT.

Bližší pohľad na ASM je na obrázku 8.

RESET_10_MXN používa trochu iný systém, ako je popísané vyššie, pričom na reštartovanie celého ASM používa ďalší stav, pretože každý štát môže mať obmedzený počet pripojení. RESET_10_MXN sa dosiahlo prechodom do stavu RESET, čo bol jediný stav, v ktorom bol OUT5 ASM LOW. To sa úspešne vráti do stavu INIT bez akýchkoľvek problémov.

CNT2, CNT3, CNT 4 a CNT5 zdieľajú rovnaké parametre, okrem hodnoty počítadla uvedenej na obrázku 9.

Pretože CD4026 používa stúpajúcu hranu signálu na postupovanie v jeho sekvencii, tento systém počíta hodnoty stúpajúcej hrany. Na ladenie bola zvolená nízka frekvencia. Použitie vyšších frekvencií by bolo užitočné a dá sa zaobísť bez väčších problémov.

Ak chcete tento pokyn implementovať v akejkoľvek inej mene, jednoducho upravte počítadlo na hodnotu mince plus jedna.

Použitím iných senzorov by bol tento systém oveľa jednoduchší, ale výrobné náklady by boli vyššie ako riešenie týchto problémov prostredníctvom programovania.

Krok 3: Výsledky testu

Kompletné nastavenie projektu je znázornené na obrázku 10.

Priemery boli upravené tak, aby pracovali s rôznymi mincami, a nominálnu hodnotu je možné zmeniť zmenou pomocou súboru.gp5.

Závery

Vďaka produktovému radu GreenPAK je ľahké a cenovo dostupné vyvinúť systém, akým je toto prasiatko. Projekt by mohol byť ďalej vylepšený použitím signálu PWM na ovládanie vstupu CD4026 Display Enable IN. GreenPAK môžete použiť aj na generovanie funkcie prebudenia/spánku na zníženie spotreby energie systému. Tento jednoduchý systém by mohol byť použitý na ovládanie rôznych systémov na prijímanie mincí, ako sú predajné automaty, arkádové stroje alebo skrinky na mince.