CN211207380U - 一种纸张计数显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纸张计数显示装置，包括执行机构和控制系统；控制系统包括主控制器和电容检测单元；执行机构包括主机台和两个压板；主机台上设有控制面板和显示屏；两压板均内置金属板，两压板内的金属板对应的位于内置于主机台的两块金属板的正上方，形成两个极板组；压板与主机台间设有导向机构，使得每个极板组中的两个金属板在竖直方向上始终保持相互对齐；电容检测单元包括不少于两组输入通道，每组输入通道的两个输入端分别通过导线连接同一个极板组中的两个金属板；主控制器通过数据总线连接电容检测单元和显示屏，通过通用输入输出管脚连接控制按键。本实用新型结构简单，使用方便，具有广阔的应用前景。

Description

一种纸张计数显示装置

技术领域

本实用新型涉及电子测量技术领域，特别是涉及一种用于纸张奇数并显示的装置。

背景技术

在印刷出版行业，或者企业中涉及文案的工作中，书籍或文件中的纸张数量确认，往往依靠人力清点，费时费力且容易出错。尤其是有较多需要确认的场合，更需要提供一种实现自动化或半自动化纸张计数的方式，减轻使用者的负担。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述的技术问题，而提供一种纸张计数显示装置。

本实用新型是按照以下技术方案实现的：

一种纸张计数显示装置，包括执行机构和控制系统；所述控制系统包括主控制器和电容检测单元；所述执行机构包括主机台和两个压板；主机台上设有控制面板和显示屏；两压板均内置金属板，两压板内的金属板对应的位于内置于主机台的两块金属板的正上方，形成两个极板组；压板与主机台间设有导向机构，使得每个极板组中的两个金属板在竖直方向上始终保持相互对齐；所述电容检测单元包括不少于两组输入通道，每组输入通道的两个输入端分别通过导线连接同一个极板组中的两个金属板；所述主控制器通过数据总线连接电容检测单元和显示屏，通过通用输入输出管脚连接控制按键。

进一步的，所述两个压板上方分别设有一个配重块，配重块的重心与其所在的压板上的金属板的重心连线穿过该金属板所在的极板组中的另一金属板的重心，且垂直于水平面。

进一步的，所述配重块为正柱体，所述两个压板上方均形成一个凹陷部，其形状与配重块的底面相同，配重块放置在凹陷部中。

进一步的，所述压板的三个顶点处各形成一个通孔；所述导向机构为三个套管组，每个套管组包括一个上套管和一个下套管，所述上套管固定在压板上；所述下套管顶端依次穿过压板上的一个通孔和一根上套管，底端固定在主机台上。

进一步的，所述上套管垂直于压板，所述下套管垂直于主机台的上表面；所述上套管的内径等于压板上通孔的内径；所述下套管的外径与上套管的内径之差不超过0.3mm。

进一步的，电容检测单元连接到同一个极板组中的两个金属板的两根导线长度之差不超过其中任一导线总长度的5％。

进一步的，所述控制按键部署于控制面板上。

进一步的，所述控制面板和显示屏均部署于主机台的边缘。

进一步的，所述待检测纸张叠放于主机台上，分别通过两个压板压紧。

进一步的，所述主机台和压板上均设有用于指示其自身是否水平放置的水平泡。

本实用新型具有的优点和有益效果是：

本实用新型起到了对同种规格的纸张的数量进行半自动化计数的作用，通过提供一种简单有效的测量方式，以纸张作为电介质，通过精确测量极板组的两个极板间电容的数值，判断出当前待测的纸张的数量。本实用新型结构简单，使用方便，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图(未放置纸张)；

图2是本实用新型的结构示意图(放置纸张)；

图3是本实用新型中控制机构的结构框图。

其中，1.主机台；2.压板；3.金属板；4.上套管；5.下套管；6.凹陷部；7.显示屏；8.导线；9.控制面板；10.配重块；11.纸张；12.水平泡。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细的说明。

如图1～3所示，一种纸张计数显示装置，包括执行机构和控制系统；所述控制系统包括主控制器和电容检测单元；所述执行机构包括主机台1和两个压板2；主机台1上设有控制面板9和显示屏7；两压板2均内置金属板3，两压板2内的金属板3对应的位于内置于主机台1的两块金属板3的正上方，形成两个极板组；压板2与主机台1间设有导向机构，使得每个极板组中的两个金属板3在竖直方向上始终保持相互对齐；所述电容检测单元包括不少于两组输入通道，每组输入通道的两个输入端分别通过导线8连接同一个极板组中的两个金属板3；所述主控制器通过数据总线连接电容检测单元和显示屏7，通过通用输入输出管脚连接控制按键。

所述两个压板2上方分别设有一个配重块10，配重块10的重心与其所在的压板2上的金属板3的重心连线穿过该金属板3所在的极板组中的另一金属板3的重心，且垂直于水平面。

所述配重块10为正柱体，所述两个压板2上方均形成一个凹陷部6，其形状与配重块10的底面相同，配重块10放置在凹陷部6中。

所述压板2的三个顶点处各形成一个通孔；所述导向机构为三个套管组，每个套管组包括一个上套管4和一个下套管5，所述上套管4固定在压板2上；所述下套管5顶端依次穿过压板2上的一个通孔和一根上套管4，底端固定在主机台1上。

所述上套管4垂直于压板2，所述下套管5垂直于主机台1的上表面；所述上套管4的内径等于压板2上通孔的内径；所述下套管5的外径与上套管4的内径之差不超过0.3mm。

电容检测单元连接到同一个极板组中的两个金属板3的两根导线8长度之差不超过其中任一导线8总长度的5％。

所述控制按键部署于控制面板9上。

所述控制面板9和显示屏7均部署于主机台1的边缘。

所述待检测纸张11叠放于主机台1上，分别通过两个压板2压紧。

所述主机台1和压板2上均设有用于指示其自身是否水平放置的水平泡12。

本装置中，主控制器型号为STC15W4K32S4单片机，电容检测单元使用TI公司的FDC2214电容检测芯片，液晶屏选用SPI接口的OLED液晶模块，例如以SSD1306作为驱动器的液晶模块。每个极板组可以等效为一个以纸张为介质的电容器，电容检测单元FDC2214具有两个通道，每个通道的两个输入端通过导线8，分别与一个属于同一极板组的两个金属板3相连，FDC2214检测电容值的变化，获得到的数据存入寄存器中；单片机通过I2C与FDC2214通信，读取并处理代表电容值的数据，通过进一步的计算，将其转化为所测纸张的张数，再将其发送给SPI液晶屏，显示出来。

如图1和图2所示，压板2底面固定有金属板3，金属板3为铜板，压板2本身为ABS工程塑料材质，不导电。压板2上方的配重块10为玻璃材质，既具有一定重量，也不能导电，不影响电容检测单元的测量结果，而且造价低廉。

控制系统中还设有5V转3.3V的电源芯片，例如AMS1117，用于给单片机和电容检测芯片以及液晶屏供电。对整个控制系统，使用220V转5V的电源适配器供电。可选的，控制系统中还设有蜂鸣器及其驱动电路。

本装置中各组件的功能为：

(1)STC15W4K32S4单片机作为主控芯片，完成数据处理功能和对按键、显示屏、传感器等的核心控制功能。该芯片有多种封装，其功能基本相同，本实用新型以LQFP44封装的型号为例说明。

(2)FDC2214电容检测模块：作为电容传感器，与导线8直接相连，读取每个极板组两端的电容信号，并通过I2C将数据传递给单片机。STC15W4K32S4单片机的I2C可以用普通GPIO模拟，例如使用pin40和pin41管脚分别作为I2C总线的SDA和SCL管脚，外加4.7K上拉电阻。

(3)蜂鸣器驱动电路：用于驱动蜂鸣器工作，使之发出声音。蜂鸣器使用普通GPIO作为驱动管脚加上三极管驱动电路即可，例如使用pin42作为驱动管脚。

(4)按键K1、K2、K3：作为指令信号的输入，K1为读取当前纸张数量，K2为校准相应纸张数的电容值，K3为返回上一个校准值。K1，K2，K3连接普通GPIO即可以电平的变化作为按键按下或抬起的标志。例如可以将K1，K2，K3的一端分别通过1K欧姆电阻接地另一端分别连接pin43，pin44，pin45，并且均通过10K电阻上拉到3.3V。

(5)液晶屏：用作各种信息的显示功能，包括短路、无纸张、当前纸张数量、当前校准纸张数量等。STC15W4K32S4单片机可以选用pin7～pin10作为SPI接口。

(6)辅助电源：220V市电转化为5V直流，再将5V直流转化为3.3V直流，以驱动单片机、OLED显示屏，FDC2214工作。

(7)配重块：测量时当作绝缘重物压在压板2上，以保证测量数据的准确。

(8)导向机构：使压板2靠近或远离主机台1时，极板组中的两个金属板3始终保持对准状态不出现偏差，从而保证电容测量的准确性。

实施例一

使用本装置前，需要预先校准，按下述步骤校准本装置：

(1)将主机台1放置在水平面上，微调主机台1的位置，使得主机台1上的水平泡12指示水平。

(2)装置接通电源，打开开关。

(3)对于某种规格的纸张，将一定数量的待测纸张11，放置于压板2和主机台1之间，纸张11将金属板3完全压住。

(4)在压板2上放置配重块，微调压板2，使得两个压板2上的水平泡12均指示水平。

(5)通过控制面板9上的按键，控制单片机从电容检测单元中读取电容的量化值，将两个极板组的数值做平均后的数据，作为最终的量化值；建立该量化值与纸张数量之间的对应关系。

(6)更改纸张数量，重新执行(3)～(5)步骤。

(7)通过数据拟合的方法，建立基于该规格的纸张数量与电容值的对应关系列表。

(8)进一步的，对于其他规格的纸张，重复步骤(3)～(7)，建立基于多种不同规格的纸张数量与电容值的对应关系列表。

实施例二

使用本装置实际测量纸张数量：

(1)将主机台1放置在水平面上，微调主机台1的位置，使得主机台1上的水平泡12指示水平。

(2)装置接通电源，打开开关。

(3)将一定数量的待测纸张11，放置于压板2和主机台1之间，纸张11将金属板3完全压住。

(4)在压板2上放置配重块，微调压板2，使得两个压板2上的水平泡12均指示水平。

(5)通过控制面板9上的按键，控制单片机从电容检测单元中读取电容的量化值，并将两个极板组的量化值取平均值后，作为最终的数值，通过查询的方式，找出该数值对应的纸张数量，通过SPI显示屏显示出来。

Claims (10)

1.一种纸张计数显示装置，包括执行机构和控制系统；其特征在于，所述控制系统包括主控制器和电容检测单元；所述执行机构包括主机台(1)和两个压板(2)；主机台(1)上设有控制面板(9)和显示屏(7)；两压板(2)均内置金属板(3)，两压板(2)内的金属板(3)对应的位于内置于主机台(1)的两块金属板(3)的正上方，形成两个极板组；压板(2)与主机台(1)间设有导向机构，使得每个极板组中的两个金属板(3)在竖直方向上始终保持相互对齐；所述电容检测单元包括不少于两组输入通道，每组输入通道的两个输入端分别通过导线(8)连接同一个极板组中的两个金属板(3)；所述主控制器通过数据总线连接电容检测单元和显示屏(7)，通过通用输入输出管脚连接控制按键。

2.如权利要求1所述的一种纸张计数显示装置，其特征在于，所述两个压板(2)上方分别设有一个配重块(10)，配重块(10)的重心与其所在的压板(2)上的金属板(3)的重心连线穿过该金属板(3)所在的极板组中的另一金属板(3)的重心，且垂直于水平面。

3.如权利要求2所述的一种纸张计数显示装置，其特征在于，所述配重块(10)为正柱体，所述两个压板(2)上方均形成一个凹陷部(6)，其形状与配重块(10)的底面相同，配重块(10)放置在凹陷部(6)中。

4.如权利要求1所述的一种纸张计数显示装置，其特征在于，所述压板(2)的三个顶点处各形成一个通孔；所述导向机构为三个套管组，每个套管组包括一个上套管(4)和一个下套管(5)，所述上套管(4)固定在压板(2)上；所述下套管(5)顶端依次穿过压板(2)上的一个通孔和一根上套管(4)，底端固定在主机台(1)上。

5.如权利要求4所述的一种纸张计数显示装置，其特征在于，所述上套管(4)垂直于压板(2)，所述下套管(5)垂直于主机台(1)的上表面；所述上套管(4)的内径等于压板(2)上通孔的内径；所述下套管(5)的外径与上套管(4)的内径之差不超过0.3mm。

6.如权利要求1所述的一种纸张计数显示装置，其特征在于，电容检测单元连接到同一个极板组中的两个金属板(3)的两根导线(8)长度之差不超过其中任一导线(8)总长度的5％。

7.如权利要求1所述的一种纸张计数显示装置，其特征在于，所述控制按键部署于控制面板(9)上。

8.如权利要求1所述的一种纸张计数显示装置，其特征在于，所述控制面板(9)和显示屏(7)均部署于主机台(1)的边缘。

9.如权利要求1所述的一种纸张计数显示装置，其特征在于，待检测纸张(11)叠放于主机台(1)上，分别通过两个压板(2)压紧。

10.如权利要求1所述的一种纸张计数显示装置，其特征在于，所述主机台(1)和压板(2)上均设有用于指示其自身是否水平放置的水平泡(12)。

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