DE2240162C2 - - Google Patents
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- G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
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Description
Die Erfindung betrifft einen Münzprüfer der im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.
Ein derartiger Münzprüfer ist aus der österreichischen
Patentschrift 2 80 669 bekannt. Dort besteht die Sensoreinrichtung
beispielsweise aus einer von einem Oszillator beaufschlagten
elektromagnetischen Spule, deren Ausgangssignal sich
beim Vorbeibewegen der zu prüfenden Münze hinsichtlich Frequenz
und Amplitude ändert. Die Amplitude wird von einem
Gleichrichter erfaßt, dessen Ausgangssignal einen ersten Kennwert
darstellt, während die Frequenz von einem Frequenzfilter
erfaßt wird, dessen Ausgangssignal einen zweiten Kennwert bildet.
Jeder dieser beiden Kennwerte wird einem eigenen, dem
Gleichrichter bzw. dem Frequenzfilter nachgeschalteten Amplitudensieb
zugeführt, das jeweils dann ein Ausgangssignal abgibt,
wenn der betreffende Kennwert innerhalb eines vorgegebenen
Bereichs liegt. Die Ausgangssignale der beiden Amplitudensiebe
liegen an den Eingängen einer Koinzidenzschaltung, die
ein Münzenannahmesignal erzeugt. Bei dem bekannten Münzprüfer
wird also jeder einzelne Kennwert separat erzeugt und mit
einem eigenen vorgegebenen Wertebereich verglichen, wodurch
der Schaltungsaufwand verhältnismäßig hoch wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Münzprüfer
der eingangs angegebenen Gattung anzugeben, der mit geringerem
Schaltungsaufwand auskommt.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1
angegeben. Danach wird aus den beiden Kennwerten zunächst
eine Differenz gebildet und diese dann in einer Vergleichsstufe
mit einem vorgegebenen Bereich verglichen. Erfindungsgemäß
wird also die beim Stand der Technik erforderliche
Verdopplung der Vergleichsstufe vermieden, obwohl zwei unterschiedliche
Kennwerte der Münze in die Auswertung eingehen.
Andererseits wird gegenüber einer Auswertung nur eines Kennwertes
eine höhere Zuverlässigkeit der Prüfung erreicht.
In der Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 wird
die der Vergleichsstufe zugeführte Differenz dadurch erzeugt,
daß der gleiche Zähler mit einer dem einen Kennwert entsprechenden
Anzahl von Impulsen aufwärts und mit einer dem anderen
Kennwert entsprechenden Anzahl von Impulsen abwärts gezählt
wird. Die Messung von Münzkennwerten durch Auszählung von Impulsen
ist zwar aus der deutschen Offenlegungsschrift 20 15 058
bekannt, doch wird dort nur ein einzelner Münzenkennwert
erfaßt, und bei dem dort vorgesehenen Zähler handelt es sich
lediglich um einen üblichen Aufwärtszähler.
In der Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 wird
erreicht, daß die beiden Kennwerte, die in der Sensoreinrichtung
zunächst in unterschiedlichen Größenanordnungen auftreten,
im Zähler ähnlich Zählwerte ergeben. Nach Anspruch 4 läßt
sich zusätzlich erreichen, daß mit dem aus dem ersten Kennwert
gewonnenen Zählwert der Nennwert der Münze vorläufig bestimmt
und durch den dem zweiten Kennwert entsprechenden Zählwert bestätigt
wird, sofern es sich um eine Münze handelt, die in
beiden Kennwerten einer annehmbaren Münze entspricht. Dabei
kann so vorgegangen werden, daß bei einer annehmbaren Münze
der Inhalt des Zählers am Ende der zweiten Zählperiode Null
ist.
Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 gibt eine
einfache Möglichkeit an, durch Vernachlässigung der niedrigeren
Zählerstufen Toleranzen hinsichtlich der Münzenkennwerte
vorzugeben.
Die Ausgestaltungen der Erfindung nach den Ansprüchen 6
bis 9 beziehen sich auf verschiedene, schaltungstechnisch einfach
zu implementierende Möglichkeiten, die den beiden Kennwerten
der Münze entsprechenden, während der beiden Zählperioden
auftretenden Impulse mit unterschiedlichen Wichtungen zu
versehen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden
nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild
eines Münzprüfers mit einer Abtasteranordnung
und einer elektronischen Schaltung gemäß einer
ersten Ausführungsform;
Fig. 2 die
Abtasteranordnung des Münzprüfers nach Fig. 1,
wobei der Umriß einer typischen Münze in verschiedenen
Stellungen gezeigt ist;
Fig. 3a ein Blockschaltbild des Zweibitzählers und der logischen
Schaltung der ersten Ausführungsform;
Fig. 3b ein Blockschaltbild der unteren Stufen des Zählers
der ersten Ausführungsform;
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines
Münzprüfers mit einer Abtasteranordnung und einer
elektronischen Schaltung nach einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 5 ein Blockschaltbild des Teilers und der logischen
Schaltung der zweiten Ausführungsform; und
Fig. 6 ein Blockschaltbild eines
Münzprüfers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Der Münzprüfer 10 nach der ersten Ausführungsform ist mit
einem Eintrittsschlitz für den Münzeinwurf versehen, die
auf ein Ende der Laufbahn 16 fallen, welche den Boden
eines Münzdurchganges 15 bildet. Ein Haltestift 18 quer
zum Münzdurchgang 15 hindert die Münzen daran, sich in
den Münzdurchgang 15 zu bewegen.
Ein Abtaster 21 zur
Feststellung der Anwesenheit einer Münze umfaßt einen Phototransistor,
der auf der einen Seite des Münzdurchganges 15
gegenüber einer (nicht gezeigten) Lichtquelle auf der anderen
Seite des Durchganges angeordnet ist, so daß eine
zu prüfende Münze 20
den Abtaster 21 verdunkelt. Das Ausgangssignal
des Abtasters 21
wird auf eine Startsteuerung
42 übertragen. Wenn das Signal aus dem Abtaster 21
anzeigt, daß eine Münze anwesend ist, betätigt die Startsteuerung
einen (nicht gezeigten) Elektromagneten,
der den Arretierstift 18 aus der Bahn der Münze 20 zurückzieht.
Gleichzeitig wird ein Signal aus der Startsteuerung
42 auf eine Leitung 174 gegeben, um einen Zähler 160 in seinen
Startzustand zurückzustellen.
Sobald der Arretierstift 18 weggeschoben wird,
bewegt sich die beispielsweise elektrisch leitende, nicht ferromagnetische
Münze 20 auf der Laufbahn 16 herunter unter der Schwerkraft.
Ein Magnet 23 ist an einer Stelle weiter unten in dem
Münzdurchgang 15 angeordnet. Der
Magnet 23 kann entweder ein Dauermagnet oder ein Elektromagnet
mit einer zum Münzdurchgang 15 querliegenden Magnetfeldkomponente
sein. Sobald die Münze das Feld aus dem
Magnet 23 durchläuft, induziert dieses Wirbelströme in
der leitenden Münze.
die die Münze um einen Betrag in Abhängigkeit von dem Annahmeverhältnis
der Münze verlangsamen, d. h. von dem Maß, in dem die jeweilige Münze 20 einer annehmbaren Münze entspricht. Die Geschwindigkeit einer
bestimmten Münze 20, die aus der Ruhestellung am Arretierstift 18
gestartet ist, hängt beim Verlasssen des Einflusses
des Magnets 23 vor allem von diesem Annahmeverhältnis ab.
Um die Echtheit und den Nennwert der Münzen festzustellen,
rechnet diese Ausführungsform mit zwei zeitbezogenen Messungen,
der Korrelation der Daten für die beiden Messungen und
dem Vergleich mit Daten, welche den Bereich annehmbarer
Münzen darstellen. Während bei der vorliegenden Beschreibung
von Meßzeit die Rede ist, wird vorgezogen, die Zeit
mittelbar zu messen, indem elektrische Schaltungen verwendet
werden, welche die von Impulsgebern
in bekannten Zeitintervallen ausgesendeten Impulse
zählen.
Das Annahmeverhältnis der Münze und der Durchmesser oder
die Sehne der Münze sind zwei physikalische Kennwerte der
Münzen, von welchen die Zeiten abhängen, die bei dieser
Ausführungsform gemessen werden.
Die gewünschten Zeitmessungen erfolgen durch
zwei Abtaster 66 und 67, die jeweils bei
Anwesenheit einer Münze okkludiert werden und in Abstand
voneinander entlang des Münzdurchganges hinter dem
Magnet 23 angeordnet sind.
Da die Stellung der beiden Abtaster 66 und 67 zur Feststellung
der Anwesenheit einer Münze festgelegt und bekannt ist,
steht die Zeit zwischen einem Passieren des ersten Abtasters 66
und einem Passieren des zweiten Abtasters 67 in einer linearen
Abhägigkeit von der Durchschnittsgeschwindigkeit der Münze
während seiner Durchlaufbewegung zwischen denselben und ist
infolgedessen eine Funktion des Annahmeverhältnisses,
Die Abtaster 66 und 67 sind
Phototransistoren, die in
Richtung der Münzbewegung in genügend kleinem
Abstand voneinander angeordnet sind, so daß sie
sich gleichzeitig
in einem okkludierten Zustand
während des Durchlaufs der kleinsten annehmbaren
Münze befinden. Ein Messung des
Annahmeverhältnisses kann durch Messung
der Zeit erfolgen, während der einer der beiden Abtaster
okkludiert und der andere Abtaster nicht okkludiert (B) oder
A) ist. Eine Messung
der Sehnendimension der Münze kann dadurch erfolgen,
daß entweder die ganze Zeit der Verdunkelung eines
der Abtaster ( oder ) oder die ganze Zeit gemessen wird,
in welcher beide Abtaster verdunkelt sind. (). Da nur zwei
unbekannte veränderliche Werte vorliegen, die Sehnendimension
und die Geschwindigkeit, ergibt jede dieser drei Messungen
genügend Daten zur Bestimmung der charakteristischen
Werte der Münzen. Bei der vorliegenden Ausführungsform
wird vorgezogen, zunächst die Zeit
und dann die
Zeit A zu messen.
Angenommen, daß die Abtaster 66 und 67 in derselben Höhe h
oberhalb der Laufbahn 16 liegen, so ist die Zeit A gleich
dem Abstand zwischen den Abtastern, dividiert durch die
Durchschnittsgeschwindigkeit der Münze
vom Abtaster 66 (A) zum Abtaster
67 (B). Die Zeit ist gleich dem Unterschied
zwischen einer Sehne der Münze in der Höhe h der Abtaster
66 und 67 oberhalb der Laufbahn 16 und dem Abstand zwischen
den Abtastern, dividiert durch die Durchschnittsgeschwindigkeit
V der Münze während der Meßperiode. Mathematisch
können diese beiden Zeiten wie folgt ausgedrückt werden:
worin S der Abtasterabstand in Richtung parallel zur
Münzlaufbahn 16, V die Münzgeschwindigkeit und C die Sehnenlänge
der Münze in der Höhe h der Abtaster 66 und 67 oberhalb
der Laufbahn ist, wie in Fig. 2 gezeigt.
In Fig. 2 zeigt eine
erste Umrißlinie 1
die Stellung der Münze beim Beginn
der Periode , die zweite Umrißlinie 2 die
Stellung am Ende der Periode , welche auch der Beginn der
Periode A ist, und die dritte Umrißlinie 3 die Stellung
am Ende der Periode A.
Sobald die Messung von beendet ist.
erfolgt eine vorläufige Bestimmung des Nennwertes und der Echtheit
der Münze. Nachfolgende Prüfungen können dann
auf die Nachprüfung bzw. Bestätigung der Echtheit und des
Nennwertes der Münze in bezug auf den vorläufig bestimmten
Münznennwert beschränkt werden.
Sind die Ergebnisse der beiden Untersuchungen als Quantenwerte
dargestellt, z. B. Zahlen, die in einem Zähler
gespeichert werden können, so kann die Echtheit eines gegebenen
Münznennwertes durch eine Zahl,
z. B. das Ergebnis der ersten Prüfung, und ein Verhältnis
der beiden Testergebnisse dargestellt werden. Bei dieser Ausführungsform wird
ein Aufwärts-Abwärtszähler mit Mitteln zum Abwärtszählen in
verschiedenen Potenzen von 2 verwendet.
Während der ersten Zeitperiode wird jeder Impuls
aufwärts in einer festgelegten
Potenz von 2 gezählt.
Während der zweiten Zeitperiode A wird
in dem Zähler abwärts
gezählt, während jeder Impuls in einer zyklischen Potenz
von 2, wie nachfolgend geschrieben, aufgenommen wird. Der
jeweilige Zyklus von Potenzen von 2 bei aufeinanderfolgenden
Zählungen wird am Ende der ersten Prüfung mit der Erwartung
ausgewählt, daß ein vernachlässigbarer positiver oder
negativer Rest für eine echte Münze des vorläufig bestimmten
Nennwertes entsteht.
Um den Erfolg der Aufwärts-Abwärtszählmethode zu gewährleisten,
sind der Abstand S zwischen den Abtastern 66 und 67
und die Geschwindigkeit, mit welcher der Zähler
während der Zeitperiode erhöht wird, so gewählt, daß
die verschiedenen Meßgrößen
als annähernd
ganze Zahlen ausdrückbar sind.
Wird der Abtasterabstand S als 16 Einheiten genommen und
sind die Sehnenlängen C dreier Münznennwerte X, Y und Z
32, 37 bzw. 45 Einheiten, so beträgt die Sehnenlänge minus
Abtasterabstand (C-S) für die Münzen X, Y und Z 16, 21 bzw.
29, und das Verhältnis zwischen den Ergebnissen der ersten und der zweiten Prüfung
bei unveränderlicher Geschwindigkeit V ist 16/16=1,
bzw. 21/16 bzw. 29/16. Wird in jeder Zeiteinheit
während der Zeitperiode der ersten Prüfung
der Zähler um 2⁴=16 erhöht, so bestimmt sich der Zyklus der
Potenzen von zwei zum Abwärtszählen während jeder solchen
Zeiteinheit wie folgt.
Ist die der Prüfung unterzogene Münze am Ende der ersten
Prüfung als eine Münze mit dem Nennwert X vorläufig identifiziert
worden, so wird bei jedem Impuls während der
Zeitperiode der zweiten Prüfung der
Zähler um 2² oder vier Einheiten abwärts gezählt,
da jeder der zyklischen Schritte dem anderen Schritte
gleich ist. Wird die Münze als eine Münze mit den Nennwert
Y vorläufig identifiziert, so wird der Zähler für den ersten Impuls
um 2³ oder acht Einheiten herabgesetzt,
dann um vier, dann um acht
und dann um eine Einheit. Der Zyklus
wird dann für nachfolgende Impulse wiederholt. Aufgrund
dieses Vierschritt-Zyklus veränderlicher Potenzen von zwei
werden die Impulse, mit denen in der zweiten Prüfung gezählt wird, mit einem Durchschnittsgewicht in Abhängigkeit von dem Ergebnis
der ersten Prüfung versehen.
Gemäß Fig. 1 erzeugen
dann, wenn beide Abtaster 66 und 67
oder nur der Abtaster 67 nicht verdunkelt
ist, die UND-Schaltungen 33 und 34 kein
Ausgangssignal. Wenn beide Abtaster 66 und 67 verdunkelt
sind, werden jedoch Signale aus den Inverterschaltungen
31 und 32 an beide Eingänge der UND-Schaltung 33
angelegt, die infolgedessen ein Ausgangssignal erzeugt,
das hier als identifiziert ist. Dieser Ausgang wird
auf den einen Eingang der UND-Schaltung 35 angelegt und
Taktimpulse als dem Taktgeber 40 werden an den anderen
Eingang der UND-Schaltung 35 angelegt. Der Ausgang der
UND-Schaltung 35 an der Zuleitung 45 ist ein Strom aus
Taktimpulsen, die hier als identifiziert sind und
während der ganzen Zeitperiode auftreten in
welcher die beiden Abtaster 66 und 67 okkludiert sind.
Diese Impulse gelangen über die ODER-Schaltung 132 (Fig. 3a) unmittelbar auf die 2²-Stufe 163
des binären Abwärtszählers 160.
Das Signal wird gleichzeitig auf die "Aufwärtszählungs"-
Eingangsleitung 175 des Zählers 160
angelegt. Als Ergebnis bewirkt jeder Taktimpuls während
der Zeit, in welcher die beiden Abtaster 66 und 67 verdunkelt
sind, daß der Zähler
um 2² erhöht wird.
Jede der oberen Stufen 166-171 des Zählers ist jeweils
mit zwei Dekodern 180
und 190 verbunden. Der erste Dekoder 180 wird in Verbindung
mit der Messung der Dauer der Okkludierung beider
Abtaster 66 und 67 verwendet. Sobald die in den oberen
Stufen 166-171 des Zählers 160 gespeicherte Zahl der
Zahl für eine annehmbare Münze eines gegebenen Nennwertes
X, Y oder Z innerhalb der vorgeschriebenen Toleranz gleich
ist, werden Flip-Flops 182, 184 oder 186 gesetzt.
Die entsprechenden Flip-Flops 183 bzw.
185 bzw. 187 werden jedoch nicht gesetzt, es sei denn, daß
das Signal aus der UND-Schaltung 33 den Rücksetz-
Eingängen der Flip-Flops 183 bzw. 185
bzw. 187 entfernt ist, während die zugeordneten Flip-Flops
183 bzw. 184 bzw. 186 ein Ausgangssignal erzeugen.
Wenn das Signal vom Rücksetz-Eingang
der Flip-Flops 183, 185 und 187 entfernt wird,
während ein Signal auf den Setz-Eingang eines
dieser Flip-Flops angelegt wird, wird dieses
Flip-Flop gesetzt, wodurch festgestellt
wird, daß die der Prüfung unterworfene Münze die erste
Prüfung für ihre zugeordnete Nennwertmünze zufriedenstellend
erfüllt hat.
Sobald der Abtaster 66 nicht mehr okkludiert ist, wird
die UND-Schaltung 33 nicht mehr betätigt, und die
Signale und werden unterbrochen. Gleichzeitig
wird die UND-Schaltung 34 durch Aufsetzen des Signals
aus dem Abtaster 66 und des
durch die Inverterschaltung 32 invertierten
Signals aus dem Abtaster 67 aktiviert. Das Ausgangssignal A aus der UND-
Schaltung 34 und das Ausgangssignal des Taktgebers 40
werden an die Eingänge der UND-Schaltung 36 angelegt,
die dann eine Folge von Taktimpulsen a an der Leitung
46 für die Gesamtperiode ableitet, in welcher der Abtaster
66 nicht okkludiert, aber die Abtaster 67 okkludiert ist.
Die Impulse a aus der UND-Schaltung 36 werden an den
Eingang eines Zweibitzählers 100 angelegt, der nachfolgend
näher beschrieben wird. Der Zweibitzähler 100 ist ein
Zähler, der die Impulse a jeweils nacheinander auf vier Ausgangsleitungen
111, 112, 113 und 114
richtet. Diese Leitungen 111 bis 114 sind mit der logischen
Schaltung 120 verbunden. Die Ausgänge der Flip-Flops
183, 185 und 187 sind ebenso mit der logischen
Schaltung 120 durch Leitungen 181, 188 bzw. 189 verbunden.
Die logische Schaltung ist aus UND-Schaltungen
und ODER-Schaltungen zusammengesetzt, welche die Impulse
aus dem Zweibitzähler jeweils einer der
unteren Stufen 161 bis 165 des Zählers 160 richten, wobei
das jeweilige Schema der Impulsweitergabe davon abhängt,
welches der Flip-Flops 183, 185 oder 187 ein
Signal der logischen Schaltung 120 zuführt. Einzelheiten
der logischen Schaltung 120 sind nachfolgend beschrieben.
Das Signal A wird an die "Abwärtszählung"-Eingangsleitung
176 des Zählers 160 gleichzeitig mit den Impulsen
aus der logischen Schaltung 120 angelegt. Als Ergebnis
vermindern die Impulse aus der logischen Schaltung 120
die in dem Zähler 160 gespeicherte Anzahl. Die logische
Schaltung 120 ist so ausgebildet, daß dann wenn die der
Prüfung unterworfene Münze eine annehmbare Münze mit dem
durch das jeweils gesetzte Flip-Flop 183, 185
und 187 angezeigten Nennwert ist,
am Ende der zweiten
Prüfung der in dem Zähler 160 für eine annehmbare Münze
gespeicherte Rest innerhalb einer verhältnismäßig kleinen
Toleranz der beim Beginn gespeicherten
Zahl (z. B. Null) liegt. Der Dekoder 190 entschlüsselt den Ausgang
der oberen Stufen 166 bis 171 des Zählers 160 und erzeugt
ein Ausgangssignal, wenn die in allen diesen Stufen gespeicherten
Binärzahlen gleich sind, entweder alle 0
oder 1. In diesem Fall ist selbstverständlich die in dem
Zähler gespeicherte Zahl Null innerhalb der Toleranz der
Maximalzahl, hier 31, die in den unteren Stufen
161 bis 165 des Zählers 160 gespeichert werden können.
Verschiedene Toleranzen können durch Änderungen in den entschlüsselten Stufen erhalten
werden. So ist
zum Beispiel im Falle, in welchem auch die Stufe 160 entschlüsselt
wird, die Toleranz 15, oder
wenn die Stufe 160 nicht entschlüsselt ist, 63.
Durch geeignete Anordnungen
von Torschaltungen zwischen den Ausgängen des Zählers 160
und des zweiten Dekoders 190 ist es möglich, zwischenliegende
Toleranzen zu erhalten. Ähnliche Mittel können im
Zusammenhang mit den Ausgangssignalen aus den Flip-Flops
183, 185 und 187 zum Erhalt verschiedener
Toleranzen für Münzen mit verschiedenen Werten verwendet
werden.
Wenn der Dekoder 190 ein Ausgangssignal zum Einschalten
des Flip-Flops 151 erzeugt, das ein Signal an
die Eingänge der UND-Schaltungen 192, 194 und 196
anlegt, empfängt eine dieser Schaltungen auch ein
Eingangssignal aus ihrem entsprechenden Flip-Flop
183, 185 und 187. Diese UND-Schaltung erzeugt
dann ein Ausgangssignal. Die Ausgänge der UND-Schaltungen
192, 194 und 196 sind jeweils mit den Setz-
Eingängen der Flip-Flops 193, 195
und 197 verbunden. Der Rücksetzeingang dieser
Flip-Flops ist mit dem Ausgang der UND-Schaltung
34 verbunden, die ein Signal A während der Zeitdauer
liefert, in der Abtaster 66 nicht okkludiert, jedoch der
Abtaster 67 okkludiert ist. Wird das Signal A an den
Rücksetz-Eingang der Flip-Flops 193, 195
und 197 angelegt, wenn eine dieser Flip-Flops
ein Setz-Eingangssignal aus ihrer entsprechenden
UND-Schaltung 192 bzw. 194 bzw. 196 empfängt, so wird
dieses Flip-Flop nicht gesetzt. Liegt jedoch das
Signal A nicht am Rücksetz-Eingang
wenn ein solches Signal am Setz-Eingang
angelegt wird, so wird das Flip-Flop
gesetzt, wobei es anzeigt, daß die zu prüfende Münzen
beide Prüfungen für eine Münze mit dem diesem Flip-Flop
zugeordneten Nennwert bestanden hat.
Die Ausgänge der Flip-Flops 193, 195 und 197
betätigen eine Akkumulatorschaltung 200, welche dem
Wert der Münze Rechnung trägt
und die münzbetätigte Vorrichtung 210 aktiviert,
wenn Münzen mit einem vorbestimmten gesamten
Summenwert geprüft und als akzeptabel befunden worden sind.
Fig. 3a zeigt Einzelheiten des Zweibitzählers 100 und der
logischen Schaltung 120 für diese
Ausführungsform. Der Zweibitzähler empfängt die Impulse a
an der Leitung 46 aus der UND-Schaltung 36 am Eingang
eines Flip-Flops 101. Wenn der erste Impuls
empfangen worden ist, nachdem das erste Flip-Flop
zurückgestellt worden ist, wird ein Impuls an einer
Ausgangsklemme erzeugt, die mit den Eingängen des Flip-Flops
102 und der UND-Schaltungen 105 und 106
verbunden ist. Auf ähnliche Weise erzeugt das Flip-Flop
102 einen Impuls an einer Ausgangsklemme, die mit
der UND-Schaltung 106 verbunden ist. Bei Kaluzidenz
der Impulse an den beiden Eingängen der UND-
Schaltung 106 wird diese betätigt und gibt einen
Impuls an ihrem Ausgang ab. Der nächste von dem Flip-Flop
101 empfangene Impuls bewirkt,
daß ein Impuls an seinem anderen Ausgang erscheint,
der mit UND-Schaltungen 103 und 104 verbunden ist.
Das Flip-Flop 102 bleibt gesetzt,
so daß eine Koinzidenz an den Eingängen
der UND-Schaltung 104 erfolgt. Der dritte durch das
Flip-Flop 101 empfangene Impuls bewirkt,
daß ein Impuls wiederum an der ersten Ausgangsklemme erscheint.
Das Flip-Flop 102 wird dadurch veranlaßt,
einen Impuls an der Ausgangsklemme zu erzeugen,
die mit den UND-Schaltungen 105 und 103 verbunden ist.
Da eine Koinzidenz an den Eingangsklemmen der UND-
Schaltung 105 erfolgt, erscheint ein Impuls an ihrem Ausgang.
Wenn der vierte Impuls am Eingang des Flip-Flops
101 erscheint, wird ein Impuls an dessen zweiten
Ausgangsklemme erzeugt. Das Flip-Flop 102 verbleibt
in demselben Zustand wie bei dem vorhergehenden
Impuls. Da eine Koinzidenz an den Eingängen der UND-
Schaltung 103 vorliegt, erscheint ein Impuls an ihrem Ausgang.
Mit dem fünften Eingangsimpuls beginnt der Zyklus wieder von
vorne und bewirkt daher, daß ein Impuls am Ausgang der UND-
Schaltung 106 erscheint.
Die logische Schaltung 120 wichtet die Impulse während
der Zeitperiode der zweiten Mesung, indem sie diese auf
die verschiedenen Stufen des Abwärtszählers 160 richtet.
Eine der Leitungen 181, 188 und 189 führt der logischen
Schaltung 120 aus
den Flip-Flops 183, 185 und 187 das Signal zu, das den möglichen Nennwert der Münze identifiziert. Wenn z. B. ein
Signal an der Leitung 189 erscheint, können die UND-
Schaltungen 126, 127, 128 und 129 die aus den UND-
Schaltungen 106, 104, 105 und 103 ankommenden Impulse des Zweibitzählers
100 durchlassen. Die UND-Schaltungen 126, 127,
128 und 129 sind mit den ODER-Schaltungen 134, 130, 133
bzw. 132 entsprechend einem Schema verbunden, durch das
in der in dem Zähler 160 gespeicherten
Zahl während der Zeit von vier Eingangsimpulsen
am Zweibitzähler 100 eine Änderung um 29 erzeugt wird. Der Ausgang der UND-
Schaltung 126 ist mit einem Eingang der ODER-Schaltung
134 verbunden, die wiederum mit der 2⁴-Stufe 165 des
Zählers 160 verbunden ist. Der Ausgang der UND-Schaltung
127 ist mit dem Eingang der ODER-Schaltung 130 verbunden,
die ihrerseits mit der 2⁰-Stufe 161 verbunden ist. Der Ausgang
der UND-Schaltung 128 ist mit dem Eingang der ODER-
Schaltung 133 verbunden, die mit der 2³-Stufe
164 verbunden ist. Der Ausgang der UND-Schaltung 129 ist
mit dem Eingang der ODER-Schaltung 132 verbunden, die
mit der 2²-Stufe 163 verbunden ist.
Führt die Leitung 133 ein Signal vom Ausgang des Flip-
Flops 185, so können die UND-
Schaltungen 122, 123, 124 und 125 duch Impulse aus dem
Zweibitzähler 100 betätigt werden. Diese Torschaltungen
führen dann die Impulse an die ODER-Schaltungen 133,
132, bzw. 133 und 130, die die Impulse
auf die unteren Stufen 164, 163, 166, 161 des Zählers übertragen,
wobei der Zähler
alle vier Impulse,
die an den Eingang des Zweibitzählers 100 gelangen,
um 21 geändert wird.
Falls die erwünschte Rückwärtszählungszahl dieselbe wie
die Aufwärtszählungszahl ist, kann der Zweibitzähler
umgegangen werden, wobei eine einzige UND-Schaltung
121 genügt, um die a-Impulse,
wenn ein Signal an der
Leitung 181 erscheint, der betreffenden ODER-Schaltung 132 und somit der entsprechenden
Stufe 163 des Zählers 160 zuzuleiten.
Die unteren Stufen 161, 162, 163 und ein Teil der Stufe 164 des
Zählers 160 sind in größeren Einzelheiten in Fig. 3b gezeigt,
um die Aufwärts-Abwärts-Zähleinrichtung mit Stufen
mit parallelen Eingängen zu veranschaulichen.
Zunächst seien sämtliche Flip-Flops 411, 421, 431
und 441 auf den "Null"-Zustand
zurückgestellt, d. h. daß die Ausgangsleitungen
417, 427, 437 und 447 jeweils eine
höhere Spannung als die anderen Ausgangsleitungen
416, 426, 436 und 446 derselben Flip-Flops haben,
mit anderen Worten, daß der Zähler die Binärzahl 0000 gespeichert
hat. Trifft nun ein fortlaufendes Signal auf der
Aufwärtsleitung 174 und gleichzeitig ein Impuls an der
Ausgangsleitung 135 der
logischen Schaltung auf, so ändert sich der Zustand
des Flip-Flops 411 in einen Zustand von "eins",
wobei sein Ausgangssignal nun an der Zuleitung 416 erscheint.
Da keine der oberen UND-Schaltungen 422, 432 und 442
oder der unteren UND-Schaltungen 423, 433 und 443 aktiviert
worden ist, ist keine der anderen Flip-Flop-Schaltungen
421, 431 und 441 aktiviert
und ansteuerbar, obwohl der Impuls an dem Triggereingang
jeweils über die ODER-Schaltungen 420, 430 und 440
angelegt worden ist. Die gleichzeitige Anlegung von Signalen
aus den Leitungen 175 und 460 an den Eingängen der UND-
Schaltung 422 bewirkt, daß sie ein Signal an die UND-
Schaltung 432 und über die ODER-Schaltung 424 an
die aktivierenden Torschaltungen des Flip-Flops 421
der nächsthöheren Zählerstufe 162 überträgt. Erscheint
dann ein weiterer Impuls an der Leitung 135, so wird er das
Flip-Flop 411 unmittelbar ansteuern und
kann das Flip-Flop 421 über die ODER-Schaltung
420 ansteuern. Die UND-Schaltung 422 wird nicht mehr
angeschaltet, so daß das Flip-Flop 421 durch den
nächstfolgenden Impuls an der Leitung 135 nicht angeschaltet
wird. Somit wird während
der Aufwärtszählung jede höhere Stufe durch die entsprechende UND-Schaltungen
422, 432 und 442
aktiviert, durch den nächsten Impuls angeschaltet
zu werden, wenn sich alle unteren Stufen in dem Zustand
"eins" befinden; das Abwärtszählen erfolgt auf ähnliche
Weise, indem das Abwärtszählungssignal an der Leitung 176
die Abwärts-UND-Schaltungen 423, 433 und 443 und die Ausgangsleitungen
417, 427 und 437 der Flip-Flops
verwendet werden. Aus Fig. 3b ist auch
ersichtlich, daß die an der Leitung 136 angelegten
Signale auf dieselbe Weise wie die Signale wirken,
die an der Leitung 135 angelegt worden sind; die Signale
an der Leitung 136 können jedoch nur den Zustand der
Stufe 162 und der höheren Stufen beeinflussen. Dasselbe gilt
für die Leitungen 137 und 138 in bezug auf die Stufen
163 bzw. 164 wegen der Reihenschaltungen der ODER-
Schaltungen 420, 430 und 440.
Der in den Fig. 4 und 5 nach der zweiten
Ausführungsform gezeigte Münzprüfer
300 ist dem Münzprüfer 10 nach der oben beschriebenen
Ausführungsform insofern ähnlich, daß die
für die Annahme und Klassifizierung von Münzen eines vorbestimmten
Nennwertes herangezogenen Kriterien dieselben
sind und eine verwandte kombinierte Schaltung verwendet
wird.
Gemäß Fig. 4 gelangen während
der Zeit der Münzprüfung Taktimpulse
fester Frequenz durch die Leitung 341 aus
dem Taktgeber 340 zu einem
Teiler 310. Gemäß Fig. 5 besteht der Teiler 310 aus einer
Kette von Flip-Flops
321, 322, 323, 324 und 325. Die Taktimpulse
werden an den Eingang des ersten Flip-Flops
321 angelegt, wodurch an ihrem
beiden Ausgängen alternativ Impulse erzeugt werden. Ein Ausgang
der Flip-Flop 321 ist mit der Ausgangsleitung
311 und der andere mit dem Eingang des Flip-Flops
322 verbunden; usw.
Ein Ausgang
der Flip-Flop-Schaltung 324 ist mit der Ausgangsleitung
314 und der andere mit dem Eingang des Flip-Flops
325 verbunden. Ein Ausgang des Flip-Flops
325 ist mit der Ausgangsleitung 315 verbunden, während der
andere nicht benutzt wird. Als Ergebnis erscheinen
für 2⁵-Impulse,
die an den Eingang der Flip-Flop-Schaltung 311 angelegt
worden, jeweils 2⁴, 2³, 2², 2¹ bzw. 2⁰ Nicht-Koinzidenzimpulse an den Teilerausgangsleitungen 311, 312, 313, 314 und 315.
Das Ausgangssignal an der Leitung 37 ist an einen Eingang
der ODER-Schaltung 350 der logischen Schaltung 320
angelegt; die UND-Schaltungen 331 bis 333 der logischen
Schaltung 320 enthalten eine Matrix als Torschaltung für
Impulse aus dem Teiler 310, wenn Signale am Ausgang der
ODER-Schaltung 350 oder an der Leitung 188 bzw.
189 empfangen werden. Die Ausgänge der UND-
Schaltungen 331 bis 338 sind sämtlich mit den Eingängen
der ODER-Schaltung 335 verbunden.
Das Signal am Ausgang der ODER-Schaltung 350 ist an den
einen Eingang und die Impulse aus der Teilerausgangsleitung
311 sind an den anderen Eingang der UND-
Schaltung 331 angelegt. Der Ausgang der UND-Schaltung
311 ist eine Folge aus 2⁴ Impulsen
für 2⁵ Taktimpulse während der Dauer des Signals . Da
an der Leitung 188 bzw. 189 keine Eingangssignale vorliegen,
wie nachfolgend ersichtlich wird, erscheinen die
Impulse an der Ausgangsleitung 356 der logischen Schaltung
aus der ODER-Schaltung 335 mit derselben Frequenz
wie die Impulse aus der UND-Schaltung 331. Diese
Impulse werden unmittelbar an den Impulseingang des binären
Aufwärts-Abwärts-Zählers 360 angelegt. Das Signal wird
gleichzeitig an die "Aufwärts"-Eingangsleitung 175 des
Zählers 360 angelegt. Als Ergebnis wird alle 2⁵ Taktimpulse
während der Zeit der Verdunkelung der beiden Abtaster
66 und 67 der Zähler um 2⁴ erhöht.
Wie beim ersten Ausführungsbeispiel wird dann, wenn
das Ausgangssignal A an der Leitung 38 über die
Leitung 176 an die Abwärtszählungsklemme des
Zählers 360 angelegt, dieser durch die
Impulse aus der logischen
Schaltung 320 abwärts gezählt.
Fig. 6 zeigt einen Münzprüfer 600 nach einer
weiteren Ausführungsform. Auch dort fließen
während der ganzen Periode der Münzprüfung Taktimpulse
fester Frequenz,
z. B. 3 MHz, von dem
Taktgeber 640 durch die Leitung 641 zu
einem Sechsbitzähler 610, d. h. einem Zähler
mit Sechsbitkapazität, was einer Zählung von 64 in
Dezimalschreibweise entspricht.
Die Ausgangsimpulse, die durch den Sechsbitzähler 610
erzeugt werden, wenn er seine volle Kapazität erreicht
hat, werden an der Einer-Stelle 661 eines Aufwärts-Abwärtszählers
660 angelegt.
Während der Zeitperiode, in welcher der Aufwärts-Abwärts-
Zähler 660 aufwärts zählt, wird der Sechsbitzähler 610
zunächst auf eine vorbestimmte Zahl, beispielsweise 30, voreingestellt,
und zwar durch eine
logische Schaltung 620. Vierunddreißig
zusätzliche Taktimpulse können dann durch den
Zähler gezählt werden, bevor ein Ausgangsimpuls erzeugt
worden ist. Der Ausgangsimpuls oder Überlaufimpuls aus
dem Sechsbitzähler 610 liegt am Eingang des Aufwärts-Abwärts-
Zählers 660. Beim Überlauf wird der Sechsbitzähler 610
selbsttätig gelöscht und durch Signale an den Leitungen
611-616 aus der logischen Schaltung 620 wieder auf
30 eingestellt, woraufhin eine weitere Zählung erfolgt.
Der Inhalt des Aufwärts-Abwärts-Zählers 660 am Ende der
Aufwärtszählungsperiode ist daher 1/64-30 oder 1/34 der
Zahl der 3-MHz-Impulse, die dem Sechsbitzähler 610 zugeführt
werden.
Der Inhalt des Aufwärts-Abwärts-
Zählers 660 am Ende der Aufwärtszählperiode identifiziert
vorläufig die Münze und legt damit das vorbestimmte Verhältnis
des zweiten Zeitintervalls T₂ (Abwärtszählung) zum
Zeitintervall T₁ (Aufwärtszählung) fest.
Das vorausgesagte Verhältnis für die Münze bestimmt die
Menge, um welche der Sechsbitzähler 610 voreingestellt
wird, und zwar durch die logische Schaltung
620 bei jedem Überlauf während der Zeitperiode der Abwärtszählung. Ist beispielsweise der Nominalwert
von T₁ für einen gegebenen Münznennwert 0,68 Sekunden
und von T₂ 0,90 Sekunden und ist die Voreinstellung während
der Aufwärtszählung 30, so ist das erwartete Verhältnis
für diesen Nennwert
Da annähernd dieselbe
Anzahl Impulse dem Aufwärts-Abwärtszähler während der
Aufwärts- und der Abwärtszählung zugeführt werden muß, wenn die
Münze angenommen werden soll, wird die Voreinstellung
des Sechsbitzählers zum Ausgleich des Unterschiedes
der Anzahl der Impulse verwendet, die von dem
Taktgeber 640 in den beiden Perioden geliefert werden. Da
die Vorgabe während der Periode der Aufwärtszählung
64-34=30 war, beträgt die Vorgabe während der Abwärtszählung
64-45=19. Die Echtheit und der Nennwert der Münze
werden festgestellt, wenn der Inhalt des Aufwärts-Abwärtszählers
660 am Ende der Abwärtszählung am oder nahe dem Wert beim Beginn der Aufwärtszählung,
typisch Null liegt.
Die Signale zum Löschen des Aufwärts-Abwärtszählers 660 und
zum Bestimmen der Aufwärts- und Abwärtszählperiode
werden durch die Leitungen 37, 178 bzw. 38,
176
zugeführt. Die Leitung 37 a führt ein Signal der logischen
Schaltung 620 zu, um das Voreinstellen
des Sechsbitzählers 610 auf die gewünschte Voreinstellung
während der Aufwärtzählperiode,
z. B. 32, zu bewirken. Während
der Abwärtszählperiode bewirkt ein Signal auf
einer der Leitungen 181, 188 oder 189 die Voreinstellung
des Sechsbitzählers auf die gewünschte Voreinstellung für
diese Periode, wobei die bestimmte Leitung 181, 183 oder 189,
die erregt ist und somit die Voreinstellung festlegt
von der vorläufigen Bestimmung am Ende der Aufwärtszählperiode
abhängt.
Nach Beendigung jeder Zählperiode wird der Inhalt des Aufwärts-
Abwärtszählers 660 an die Dekoder 180 und 190 übertragen,
wo er mit erwarteten Werten verglichen
wird. Die Arbeitsweise und die Konstruktion der Dekoder 180
und 190 und der folgenden Schaltungsanordnung ist wie die
vorher in Verbindung mit der Fig. 1 und 4 beschrieben.
Claims (9)
1. Münzprüfer mit
einer Sensoreinrichtung (66, 67) zur Erfassung eines ersten und eines zweiten Kennwertes der zu prüfenden Münze,
einer Schaltung (31 . . . 36, 40; 340; 640) zur Erzeugung eines den ersten Kennwert darstellenden ersten Signalwertes und eines den zweiten Kennwert darstellenden zweiten Signalwertes mit bezüglich des ersten Signalwertes gleicher Dimension, und
einer Vergleichsstufe (180 . . . 197), die ein Münzenannahmesignal erzeugt, wenn ihr Eingangssignal innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Signalwerte einer Differenzschaltung (100, 120, 160; 310, 320, 360; 610, 620, 660) zugeführt werden, deren Ausgangssignal am Eingang der einzigen Vergleichsstufe (180 . . . 197) liegt.
einer Sensoreinrichtung (66, 67) zur Erfassung eines ersten und eines zweiten Kennwertes der zu prüfenden Münze,
einer Schaltung (31 . . . 36, 40; 340; 640) zur Erzeugung eines den ersten Kennwert darstellenden ersten Signalwertes und eines den zweiten Kennwert darstellenden zweiten Signalwertes mit bezüglich des ersten Signalwertes gleicher Dimension, und
einer Vergleichsstufe (180 . . . 197), die ein Münzenannahmesignal erzeugt, wenn ihr Eingangssignal innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Signalwerte einer Differenzschaltung (100, 120, 160; 310, 320, 360; 610, 620, 660) zugeführt werden, deren Ausgangssignal am Eingang der einzigen Vergleichsstufe (180 . . . 197) liegt.
2. Münzprüfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Differenzschaltung einen Aufwärts-Abwärtszähler (160; 360;
660) umfaßt, der von einem Taktgeber (40; 340; 640) erzeugte
Impulse während einer dem einen Kennwert entsprechenden Zählperiode
aufwärts und wähend einer dem anderen Kennwert entsprechenden
Zählperiode abwärts zählt, und dessen am Ende der
zweiten Zählperiode verbleibender Restzählwert das Eingangssignal
der Vergleichsstufe (180 . . . 197) bildet.
3. Münzprüfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Differenzierschaltung eine logische Schaltung (120; 320; 620)
aufweist, die die während der beiden Zählperioden jeweils auftretenden
Impulse mit unterschiedlicher Wichtung dem Aufwärts-
Abwärtszähler (160; 360; 660) zuführt.
4. Münzprüfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die logische Schaltung (120; 320; 620) durch einen am Ende der
ersten Zählperiode beaufschlagten Teil (180) der Vergleichsstufe
(180 . . . 197) verstellbar ist.
5. Münzprüfer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß nur die Ausgänge der höheren Zählerstufen
(166 . . . 171; 366 . . . 371) des Aufwärts-Abwärtszählers (160; 360)
das Eingangssignal der Vergleichsstufe (180 . . . 197) bilden.
6. Münzprüfer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die logische Schaltung (120) die während der
beiden Zählperioden jeweils auftretenden Impulse unterschiedlichen
Zählerstufen (161 . . . 165) des Aufwärts-Abwärtszählers
(160) zuführt. (Fig. 1 bis 3)
7. Münzprüfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaltung (31 . . .36, 40) zur Erzeugung der beiden Signalwerte
zwei von der Sensoreinrichtung (66, 67) aufsteuerbare
UND-Schaltungen (35, 36) enthält, deren eine (35) die von dem
Taktgeber (40) erzeugten Impulse direkt zum Aufwärts-Abwärtszähler
(160) und deren andere (36) die Impulse über einen weiteren
Zähler (100) zu der logischen Schaltung (120) hindurchläßt.
(Fig. 1)
8. Münzprüfer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die vom Taktgeber (340) erzeugten Impulse am
Eingang eines Binärteilers (310) liegen, der an seinen Ausgängen
(311 . . . 315) jeden zweiten bzw. jeden vierten bzw. jeden
achten usw. Impuls führt, und daß die logische Schaltung (320)
die Ausgänge (311 . . . 315) des Binärteilers (310) in den beiden
Zählperioden jeweils in unterschiedlicher Verknüpfung mit dem
Eingang (356) des Aufwärts-Abwärtszählers (360) verbindet.
(Fig. 4)
9. Münzprüfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die von dem Taktgeber (640) erzeugten Impulse am Eingang
eines mehrstufigen Binärzählers (610) liegen, dessen
Überlaufsignal das Eingangssignal des Aufwärts-Abwärtszählers
(660) bildet, und daß die logische Schaltung (620) den Binärzähler
(610) in den beiden Zählperioden jeweils mit unterschiedlichen
Vorgabewerten beaufschlagt. (Fig. 6)
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