Jak vyrobit počítadlo mincí: 3 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Tento Instructable popíše, jak vytvořit počítadlo mincí na prasátku pomocí GreenPAK ™. Toto počítadlo prasátek bude využívat tři primární komponenty:

• GreenPAK SLG46531V: GreenPAK slouží jako tlumočník mezi senzory a zobrazenými hodnotami. Je to také IC zodpovědný za snížení spotřeby energie celého obvodu implementací PWM pro pohon druhé komponenty.
• CD4026: CD4026 je vyhrazený integrovaný obvod pro ovládání 7segmentových LED displejů. Je docela podobný CD4033, který lze také použít k ovládání displejů použitých v tomto Instructable. Doporučuje se však použít CD4026, protože jeho pin Display Enable IN nám umožní snížit spotřebu energie implementací PWM.
• DC05: DC05 je 7segmentový LED displej, který budeme používat. Existuje několik modelů displejů, které se liší velikostí a barvou. Vyberte si ten, který nejvíce chutná vašemu vkusu.

Níže jsme popsali kroky potřebné k pochopení toho, jak bylo řešení naprogramováno k vytvoření počítadla mincí. Pokud však chcete získat pouze výsledek programování, stáhněte si software GreenPAK a zobrazte již dokončený soubor návrhu GreenPAK. Připojte vývojovou sadu GreenPAK k počítači a spusťte program a vytvořte počítadlo mincí.

Krok 1: Provoz systému

Systém využívá čtyři 7segmentové LED displeje (DC05), z nichž každý dokáže zobrazit číslo mezi 0 a 9. Pomocí čtyř displejů můžeme dosáhnout rozmezí od 0 do 9999, což je dostatečně vysoká rovnováha pro typické prasátko. Obrázek 1 ukazuje Pinout DC05.

Každý DC05 vyžaduje ovladač pro uložení a zobrazení hodnoty. CD4026 a CD4033 jsou vynikající možnosti, z nichž si můžete vybírat, a s rozsahem provozu od 5 do 20 voltů je můžeme použít i pro velké billboardy. Oba ovladače se budou pohybovat v pořadí od 0 do 9 s každým impulsem odeslaným do CLOCK (Pin 1 na obrázku 2).

V tomto Instructable použijeme CD4026, kvůli možnostem, které nabízí pro úsporu energie. Obrázek 2 ukazuje Pinout CD4026.

Pokaždé, když CD4026 obdrží impuls na svém vstupu „CLOCK“, zvýší svůj interní čítač. Když je hodnota čítače 9 a CD4026 je taktován dodatečně, vydá impuls na „CARRY OUT“a přejde na 0. Tímto způsobem můžete implementovat čítač od 0-9999 připojením signálů „CARRY OUT“k další CD4026 v poli. Naším úkolem je přeložit hodnoty mincí do pulsů pro první CD4026 a on udělá zbytek. Obrázek 3 ukazuje základní koncept se dvěma sadami CD4026 a DC05.

GreenPAK je zodpovědný za rozpoznávání druhu mincí a přiřazení správného počtu pulzů každému z nich. Pro tento Instructable použijeme mince v hodnotě 1, 2, 5 a 10 MXN. Všechny zde diskutované techniky lze však použít na jakoukoli měnu, která používá mince. Nyní musíme vymyslet způsob, jak rozlišovat různé mince. K tomu existuje několik metod, včetně využití kovového složení mince a průměru mince. Tento Instructable použije druhou metodu.

Tabulka 1 uvádí všechny průměry coinů MXN použitých v tomto Instructable a také průměr amerických coinů pro srovnání.

Existuje několik způsobů, jak určit průměr mince. Mohli bychom například použít desku s otvory velikosti mince jako na obrázku 4. Pomocí optického senzoru bychom mohli signalizovat pokaždé, když mince projde otvorem, a odeslat odpovídající hodnotu v pulsech. Toto řešení je větší a objemnější než to, které použijeme pro tento Instructable, ale může být jednodušší stavět pro fandy.

Naše řešení bude používat mechanismus vyjmutý z rozbité hračky, znázorněný na obrázku 5. Postavit repliku pomocí dřeva by byl poměrně jednoduchý úkol.

Mince lze vložit do slotu na levém okraji mechanismu na obrázku 5. Tento slot bude vynucen dolů o určitou vzdálenost na základě průměru mince. Kovový kus zakroužkovaný žlutě bude použit k signalizaci velikosti mince a pružina zatlačí štěrbinu zpět do výchozí polohy. Tento senzor aktivuje více měření pokaždé, když je vložena mince; například když je vložena mince 10 MXN, senzor se krátce dotkne hodnot 1, 2 a 5. Musíme to vzít v úvahu v další části návrhu.

Krok 2: Implementace návrhu GreenPAK

Systém funguje následujícím způsobem:

1. Senzor je ve výchozí poloze.

2. Je vložena mince.

3. Senzor se pohybuje od nejmenšího průměru ke správnému na základě průměru mince.

4. Pružina vrací snímač do výchozí polohy.

Například mince 10 MXN přemístí senzor z počáteční polohy do polohy 1 MXN, poté do polohy 2 MXN, poté do polohy 5 MXN, až nakonec dorazí do polohy 10 MXN, než se vrátí do výchozí polohy.

Abychom tento problém zvládli, implementujeme do GreenPAK jednosměrný ASM, jak ukazuje obrázek 6.

Jakmile je senzor v počáteční poloze, stav ASM určuje, kolik impulzů systém odešle.

Aby systém odeslal impulsy, musí být splněny tři podmínky:

1. Systém musí být v platném stavu (1 MXN, 2 MXN, 5 MXN nebo 10 MXN).
2. Senzor musí být v počáteční poloze.
3. Musí být odeslán puls.

Počítání impulsů je obtížný úkol, protože čítač vydá HIGH, když je dosaženo hodnoty, a také vyšle HIGH, když je čítač resetován. Pokud počítadlo není vynulováno, pak výstup zůstane VYSOKÝ.

Řešení je poměrně jednoduché, ale obtížně se hledá: spočítejte na minci plus jedna a resetujte hlavní oscilátor tak, aby se náběžná hrana senzoru vrátila do výchozí polohy. Tím se vytvoří první impuls, díky kterému se počítadlo aktuálního stavu počítá až do hodnoty mince. Poté přidejte bránu OR na výstup do vstupu CLK (spolu se signálem z oscilátoru), abyste dosáhli resetu systému.

Obrázek 7 zobrazuje tuto techniku.

Po spočítání na hodnotu mince systém pošle resetovací signál zpět do ASM, aby se vrátil do INIT.

Podrobný pohled na ASM je na obrázku 8.

RESET_10_MXN používá mírně odlišný systém, než je popsáno výše, a používá k restartování celého ASM zvláštní stav, protože každý stát může mít omezené množství připojení. RESET_10_MXN bylo dosaženo přechodem do stavu RESET, což byl jediný stav, kdy byl OUT5 ASM LOW. Tím se bez problémů úspěšně vrátí do stavu INIT.

CNT2, CNT3, CNT 4 a CNT5 sdílejí stejné parametry, kromě hodnoty čítače zobrazené na obrázku 9.

Protože CD4026 používá stoupající hranu signálu k posílení své sekvence, tento systém počítá hodnoty stoupající hrany. Pro účely ladění byla vybrána nízká frekvence. Použití vyšších frekvencí by bylo užitečné a lze to provést bez větších problémů.

Abyste mohli tento Instructable implementovat v jakékoli jiné měně, jednoduše upravte počítadlo na hodnotu mince plus jedna.

Použití jiných senzorů by tento systém značně zjednodušilo, ale výrobní náklady by byly vyšší než řešení těchto problémů pomocí programování.

Krok 3: Výsledky testu

Kompletní nastavení projektu je znázorněno na obrázku 10.

Průměry byly upraveny tak, aby fungovaly s různými mincemi, a nominální hodnotu lze změnit změnou pomocí souboru.gp5.

Závěry

Díky produktové řadě GreenPAK je snadné a dostupné vyvinout systém, jako je toto prasátko. Projekt by mohl být dále vylepšen použitím signálu PWM k ovládání aktivace displeje CD4026 IN. GreenPAK můžete také použít ke generování funkce probuzení/spánku ke snížení spotřeby energie systému. Tento jednoduchý systém lze použít k ovládání různých systémů přijímajících mince, jako jsou prodejní automaty, arkádové automaty nebo skříňky na mince.