كيفية عمل عداد نقود: 3 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

سيصف هذا Instructable كيفية إنشاء عداد عملات بنك أصبع باستخدام GreenPAK ™. سيستخدم عداد البنك الخنزير هذا ثلاثة مكونات أساسية:

• GreenPAK SLG46531V: يعمل GreenPAK كمترجم بين المستشعرات وقيم العرض. وهي أيضًا مسؤولة عن تقليل استهلاك الطاقة للدائرة بأكملها ، من خلال تنفيذ PWM لقيادة المكون الثاني.
• CD4026: CD4026 عبارة عن دائرة متكاملة مخصصة لقيادة شاشات LED ذات الأجزاء السبعة. إنه مشابه تمامًا لـ CD4033 ، والذي يمكن استخدامه أيضًا لتشغيل شاشات العرض المستخدمة في Instructable. ومع ذلك ، يوصى باستخدام CD4026 لأن دبوس Display Enable IN الخاص به سيسمح لنا بتقليل استهلاك الطاقة من خلال تنفيذ PWM.
• DC05: إن DC05 هي شاشة LED ذات 7 مقاطع سنستخدمها. هناك العديد من طرز العرض التي تختلف في الحجم واللون. اختر أكثر ما يناسب ذوقك.

فيما يلي وصفنا الخطوات اللازمة لفهم كيفية برمجة الحل لإنشاء عداد العملات المعدنية. ومع ذلك ، إذا كنت ترغب فقط في الحصول على نتيجة البرمجة ، فقم بتنزيل برنامج GreenPAK لعرض ملف تصميم GreenPAK المكتمل بالفعل. قم بتوصيل GreenPAK Development Kit بجهاز الكمبيوتر الخاص بك واضغط على البرنامج لإنشاء عداد العملة.

الخطوة 1: تشغيل النظام

يستخدم النظام أربع شاشات LED من 7 مقاطع (DC05) ، يمكن لكل منها عرض رقم بين 0 و 9. وباستخدام أربعة شاشات ، يمكننا تحقيق نطاق من 0 إلى 9999 ، وهو رصيد مرتفع بدرجة كافية لبنك أصبع نموذجي. يوضح الشكل 1 Pinout الخاص بـ DC05.

يتطلب كل DC05 سائقًا لتخزين القيمة وعرضها. تعد CD4026 و CD4033 خيارات ممتازة للاختيار من بينها ، ومع نطاق تشغيل من 5 إلى 20 فولت ، يمكننا استخدامها حتى للوحات الإعلانات الكبيرة. سينتقل كلا السائقين عبر التسلسل من 0 إلى 9 مع إرسال كل نبضة إلى CLOCK (الدبوس 1 في الشكل 2).

في Instructable ، سنستخدم CD4026 ، نظرًا للإمكانيات التي يوفرها لتوفير الطاقة. يوضح الشكل 2 Pinout الخاص بـ CD4026.

في كل مرة يتلقى CD4026 نبضة على مدخل "CLOCK" الخاص به ، فإنه يزيد من العداد الداخلي. عندما تكون قيمة العداد 9 ويكون CD4026 مسجلاً وقتًا إضافيًا ، فإنه يصدر نبضة على "CARRY OUT" ويتدحرج إلى 0. وبهذه الطريقة يمكنك تنفيذ عداد من 0-9999 عن طريق توصيل إشارات "CARRY OUT" بـ CD4026 التالي في الصفيف. مهمتنا هي ترجمة قيم العملات إلى نبضات لأول CD4026 ، وسيقوم بالباقي. يوضح الشكل 3 المفهوم الأساسي مع مجموعتين من CD4026 و DC05.

GreenPAK هي المسؤولة عن التعرف على نوع العملة المعدنية وتعيين العدد الصحيح من النبضات لكل منها. بالنسبة إلى Instructable ، سنستخدم عملات معدنية بقيمة 1 و 2 و 5 و 10 بيزو مكسيكي. ومع ذلك ، يمكن تطبيق جميع التقنيات التي تمت مناقشتها هنا على أي عملة تستخدم العملات المعدنية. الآن ، علينا ابتكار طريقة للتمييز بين العملات المعدنية المختلفة. هناك عدة طرق للقيام بذلك ، بما في ذلك استخدام التركيب المعدني للعملة المعدنية وقطرها. سيستخدم هذا Instructable الطريقة الأخيرة.

يوضح الجدول 1 جميع أقطار عملات MXN المستخدمة في Instructable ، بالإضافة إلى قطر العملات المعدنية الأمريكية للمقارنة.

هناك عدة طرق لتحديد قطر العملة المعدنية. على سبيل المثال ، يمكننا استخدام لوحة بها ثقوب بحجم العملة كما في الشكل 4. باستخدام مستشعر بصري ، يمكننا إرسال إشارة في كل مرة تمر فيها عملة معدنية عبر ثقب ، وإرسال القيمة المقابلة في نبضات. هذا الحل أكبر وأضخم من الحل الذي سنستخدمه في Instructable ، ولكن قد يكون من الأسهل تصميمه للهواة.

سيستخدم حلنا آلية مأخوذة من لعبة مكسورة ، كما هو موضح في الشكل 5. ستكون مهمة بسيطة نسبيًا لبناء نسخة طبق الأصل باستخدام الخشب.

يمكن إدخال العملات المعدنية في الفتحة الموجودة على الحافة اليسرى للآلية في الشكل 5. وسيتم دفع هذه الفتحة لأسفل بمسافة معينة بناءً على قطر العملة المعدنية. سيتم استخدام القطعة المعدنية المحاطة بدائرة باللون الأصفر للإشارة إلى حجم العملة المعدنية ، وسيدفع الزنبرك الفتحة مرة أخرى إلى وضع البداية. سيقوم هذا المستشعر بتنشيط قراءات متعددة في كل مرة يتم فيها إدخال عملة معدنية ؛ على سبيل المثال ، عند إدخال عملة 10 MXN ، سوف يلمس المستشعر قيم 1 و 2 و 5. لفترة وجيزة. يجب أن نأخذ ذلك في الاعتبار في الجزء التالي من التصميم.

الخطوة 2: تنفيذ تصميم GreenPAK

يعمل النظام بالطريقة التالية:

1. جهاز الاستشعار في وضع البداية.

2. يتم إدخال عملة معدنية.

3. ينتقل المستشعر من أصغر قطر إلى القطر الصحيح ، بناءً على قطر العملة المعدنية.

4. الربيع يعيد السينور إلى الموضع الأولي.

على سبيل المثال ، ستعمل عملة 10 MXN على إزاحة المستشعر من موضع البداية إلى موضع MXN 1 ، ثم موضع 2 MXN ، ثم موضع MXN 5 ، حتى يصل أخيرًا إلى موضع 10 MXN قبل العودة إلى الموضع الأولي.

للتعامل مع هذه المشكلة ، سنقوم بتنفيذ طريقة واحدة من ASM داخل GreenPAK ، كما هو موضح في الشكل 6.

بمجرد أن يكون المستشعر في وضع البداية ، تحدد حالة ASM عدد النبضات التي سيرسلها النظام.

لكي يرسل النظام البقول ، يجب استيفاء ثلاثة شروط:

1. يجب أن يكون النظام في حالة صالحة (1 MXN أو 2 MXN أو 5 MXN أو 10 MXN).
2. يجب أن يكون المستشعر في وضع البداية.
3. يجب أن يكون هناك نبضة لإرسالها.

يعد حساب النبضات مهمة صعبة ، لأن العداد سينتج قيمة عالية عند الوصول إلى القيمة ، كما أنه سيرسل قيمة عالية عند إعادة تعيين العداد. إذا لم تتم إعادة تعيين العداد ، فسيظل الناتج مرتفعًا.

الحل بسيط إلى حد ما ، ولكن يصعب العثور عليه: عد إلى قيمة العملة زائد واحد ، وأعد ضبط المذبذب الرئيسي مع عودة الحافة الصاعدة للمستشعر إلى وضع البداية. سيؤدي هذا إلى إنشاء نبضة أولى تجعل عداد الحالة الحالية يصل إلى قيمة العملة المعدنية. بعد ذلك ، أضف بوابة OR إلى الإخراج في إدخال CLK (جنبًا إلى جنب مع الإشارة من المذبذب) لتحقيق إعادة ضبط النظام.

الشكل 7 يصور هذه التقنية.

بعد العد إلى قيمة العملة المعدنية ، يرسل النظام إشارة إعادة تعيين مرة أخرى إلى ASM للعودة إلى INIT.

يتم توفير نظرة فاحصة على ASM في الشكل 8.

يستخدم RESET_10_MXN نظامًا مختلفًا قليلاً عما هو موصوف أعلاه ، باستخدام حالة إضافية لإعادة تشغيل ASM بالكامل ، نظرًا لوجود كمية محدودة من الاتصالات التي يمكن أن تمتلكها كل دولة. تم تحقيق RESET_10_MXN بالذهاب إلى حالة RESET ، وهي الحالة الوحيدة التي كان فيها ASM's OUT5 منخفضًا. يعود هذا بنجاح إلى حالة التهيئة دون أي مشاكل.

تشترك CNT2 و CNT3 و CNT 4 و CNT5 في نفس المعلمات ، باستثناء قيمة العداد الموضحة في الشكل 9.

نظرًا لأن CD4026 يستخدم الحافة الصاعدة للإشارة لتقديم تسلسلها ، يقوم هذا النظام بحساب قيم الحافة الصاعدة. تم تحديد تردد منخفض لأغراض التصحيح. قد يكون استخدام ترددات أعلى مفيدًا ويمكن القيام به دون مشاكل كبيرة.

من أجل تنفيذ Instructable بأي عملة أخرى ، ما عليك سوى ضبط العداد على قيمة العملة زائد واحد.

سيؤدي استخدام أجهزة استشعار أخرى إلى جعل هذا النظام أبسط بكثير ، لكن تكاليف الإنتاج ستكون أعلى من حل هذه المشكلات من خلال البرمجة.

الخطوة 3: نتائج الاختبار

يظهر إعداد المشروع الكامل في الشكل 10.

تم تعديل الأقطار لتعمل مع عملات مختلفة ، ويمكن تغيير التسمية عن طريق التغيير باستخدام ملف.gp5.

الاستنتاجات

بفضل خط إنتاج GreenPAK ، من السهل وبأسعار معقولة تطوير نظام مثل هذا البنك الخنزير. يمكن تحسين المشروع بشكل أكبر باستخدام إشارة PWM لدفع CD4026 Display Enable IN. يمكنك أيضًا استخدام GreenPAK لإنشاء وظيفة تنبيه / سكون لخفض استهلاك طاقة النظام. يمكن استخدام هذا النظام البسيط للتحكم في مجموعة متنوعة من أنظمة قبول العملات ، مثل آلات البيع أو آلات الآركيد أو خزائن العملات.