DE4025073C2 - Verfahren zum Prüfen von zwei oder mehr Münzen unterschiedlichen Wertes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Prüfen von zwei oder mehr Münzen unterschiedlichen Wertes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der EP 0 164 110 ist bekannt, in einem Münzprüfgerät mehrere Sensoren, vorzugsweise induktive Sensoren, ein­ zusetzen und die von den Sensoren erzeugten analogen Aus­ gangssignale mit Hilfe eines A/D-Wandlers in digitale Signale umzuwandeln. Die digitalen Signale werden einem Mikroprozessor zugeführt, der sie mit in einem program­ mierbaren Speicherbereich gespeicherten Referenzsignalen vergleicht und ein Echtheitssignal erzeugt, wenn Prüf- und Referenzsignal eine vorgegebene Beziehung zueinander haben.

Bei dem bekannten Münzprüfgerät können mehrere Münzwerte angenommen werden, wobei mehrere Sensoren für eine Prüfung auf unterschiedliche Kriterien vorgesehen sind, welche die Echtheitsprüfung genauer machen. Sensoren zur Messung physikalischer Größen einer Münze unterliegen über einen Temperaturbereich einer sogenannten Drift. Diese Drift ergibt sich aus dem Temperaturverhalten der elektronischen und mechanischen Bauteile. Aus der genannten Schrift ist ferner bekannt, einen einzigen Temperatursensor vorzusehen und die digitalisierten Werte der Ausgangssignale des Tem­ peratursensors dazu zu verwenden, Korrekturdaten für die Ausgangssignale der Sensoren zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Prüfen von zwei oder mehr Münzen unterschiedlichen Wertes in einer mindestens einen Sensor enthaltenden Prüf­ vorrichtung anzugeben, bei dem auf einfache Weise eine münzenabhängige Temperaturkompensation vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Es wurde festgestellt, daß das Temperaturverhalten eines Sensors nicht nur von seiner eigenen Beschaffenheit ab­ hängt, sondern auch von der Beschaffenheit der zu prüfen­ den Münze, insbesondere ihres Werkstoffs, Werkstoffvertei­ lung usw. Je nachdem, ob die Münze eine Eisenscheibe, eine Kupfernickelscheibe, eine Kupferscheibe oder dergleichen ist, fällt die Drift bei verschiedenen Temperaturen unter­ schiedlich aus.

Bei der Erfindung wurde erkannt, daß zu jedem Münzwert und Sensor (Münzwert-Sensor-Kombination) eine spezifische Kompensationskurve existiert. Bei einem gegebenen elektro­ nischen Münzprüfer kann sie durch Labormessung ermittelt werden. Daher sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, daß für Münzwert-Sensor-Kombinationen Reihen von tempera­ turabhängigen Kompensationswerten gespeichert werden und vor dem Vergleich die Referenzwerte oder das Prüfsignal mit demjenigen Kompensationswert modifiziert werden, der nach der Temperatur aus der dem Münz- bzw. Referenzwert zugeordneten Kompensationswertreihe ausgewählt wurde. Theoretisch ist denkbar, die komplette Kompensationskurve zu speichern; für den praktischen Anwendungsfall reicht es aus, einzelne Kompensationswerte zu speichern, die be­ stimmten Temperaturen bzw. Temperaturbereichen entsprechen. Bei der Fertigung werden dann in die jeweiligen Münzprüfer die zugehörigen Kompensationswertreihen, zum Beispiel über ein externes Programmiergerät (PC), eingespeichert.

Theoretisch könnte für jede Münzwert-Sensor-Kombination eine Kompensationswertreihe erforderlich sein. In der Praxis gleichen sich manche Kurven für bestimmte Kombina­ tionen, so daß für mehrere Vergleichsvorgänge auf dieselbe Kurve zurückgegriffen werden kann. Für manche Kombinatio­ nen ist wiederum eine Kompensation unter Umständen gar nicht erforderlich.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit einigen Vorteilen verbunden. Zum einen ermöglicht es für beliebige Münzwert­ sensorkombinationen, eine individuelle Temperaturkompensa­ tion vorzunehmen. Dadurch läßt sich auch eine feinere Münzwertmessung vornehmen, weil zum Beispiel bei einem so­ genannten Referenzfenster dessen Breite kleiner gemacht werden kann.

Ein baulicher Aufwand ist für die erfindungsgemäße Tempe­ raturkompensation nicht erforderlich. Die Einstellung des elektronischen Münzprüfers in der Fertigung zu Kompensa­ tionszwecken ist äußerst einfach. Mit Hilfe einer ohnehin zu verwendenden Programmiereinheit können die notwendigen Werte eingespeichert werden, wobei zuvor durch Labormes­ sungen das Temperaturverhalten des Münzprüfers für die unterschiedlichen anzunehmenden Münzen ermittelt werden kann.

Je nach Land muß ein Münzprüfer unterschiedliche Münzen akzeptieren. Diesem kann durch entsprechende Einprogram­ mierung der Referenzwerte Rechnung getragen werden. Damit insoweit auch die erfindungsgemäße Temperaturkompensation Berücksichtigung findet, können in den zuständigen Spei­ cherbereichen auch Kompensationswertreihen gespeichert werden für Münzwerte, die im jeweiligen Einsatzfall nicht angenommen werden sollen. Beispielsweise ist es möglich, für eine Anzahl von Ländern mit unterschiedlichen Münzen die Kompensationswertreihen einzuspeichern und je nach Einsatzland die anwendbaren zu aktivieren. Ein zusätzli­ cher Aufwand bei der Programmierung der Münzprüfer ent­ steht dadurch nicht. Es ist lediglich erforderlich, durch Labormessungen zuvor für sämtliche zu berücksichtigenden Münzwerte die Kompensationswertreihen zu ermitteln.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild für einen Münzprüfer zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt verschiedene Kompensationskurven.

Fig. 3 zeigt eine einzelne Kompensationskurve.

Fig. 4 zeigt eine Matrix für die Zuordnung von Münzwerten zu Münzsensoren zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.

Fig. 5 zeigt eine Matrix für die Zuordnung von Münzwerten zu Münzimpulsausgängen, Sortiermagnetausgängen und Münzsperreingängen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.

Fig. 6 zeigt schematisch einen Münzprüfer mit einzelnen Sensoren und zugehörigen Prüfsignalverlaufskurven zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung.

Fig. 7 zeigt einen Programmablaufplan für das Verfahren nach der Erfindung.

Ein elektronischer Münzprüfer 10 gemäß Fig. 1 weist eine Prüfstrecke 12 auf, entlang der Münzen, wie die Münze 14 laufen können. Der Prüfstrecke 12 sind Sensoren 16 1 bis n zugeordnet. Sie können von herkömmlichem Aufbau sein und induktiv, optisch, kapazitiv und dergleichen arbeiten. Die Sensoren 16 sind über einen Multiplexer 18 an einen Mikro­ prozessor 20 angeschlossen, wobei der Multiplexer 18 auch Bestandteil des Prozessors 10 sein kann. Ein Temperatur­ sensor 22 ist ebenfalls über den Multiplexer 18 an den Mikroprozessor 20 angeschlossen. Die Daten der Sensoren 16 und des Temperatursensors 22 sind Analogdaten, die im Pro­ zessor mittels eines Analog-Digitalwandlers in Binärdaten umgewandelt werden.

Der Mikroprozessor enthält eine Reihe von Funktionsein­ heiten, auch von vorzugsweise programmierbaren Speicherbe­ reichen. So ist etwa für jeden zu prüfenden Münzwert je Sensor mindestens ein Referenzwert einzuspeichern, mit dem die von den Sensoren 16 erzeugten Prüfsignale zu verglei­ chen sind. Vorzugsweise werden zwei Referenzwerte je Sensor und Münzwert vorgesehen zur Erstellung eines sogenannten Referenzfensters, in das das Prüfsignal fallen muß, damit im Hinblick auf den spezifischen Sensor und den Münzwert eine Annahme bzw. die Erzeugung eines Echtheitssignals erfolgen kann.

Wird beim Durchlauf eines Münzwertes die Echtheit der Münze festgestellt, wird ein entsprechender Ausgangsimpuls für die Ausgänge 22a im Mikroprozessor 20 erzeugt, wobei die Ausgänge 1 bis n jeweils einzelnen Münzwerten oder Münzkanälen zugeordnet sind. Außerdem sind drei Ausgänge 24 für Sortiermagneten G1 bis G3 vorgesehen. Mit 28 sind Sperreingänge 1 bis n bezeichnet, über die beispielsweise Sperrdaten in den Mikroprozessor 20 eingegeben werden, die bestimmen, ob die Ausgabe eines Echtheitsimpulses über die Ausgänge 22 stattfinden soll. Mit Y ist ein weiterer Ein­ gang bezeichnet, der eine Eingangsfunktion darstellen kann. Mit X ist eine Ausgabefunktion des Mikroprozessors 20 be­ zeichnet.

Mit dem Mikroprozessor 20 ist eine Programmiereinheit 30 verbunden. Über die Programmiereinheit (PC) können alle variablen Daten in den Mikroprozessor transferiert und so­ mit programmiert werden.

Das analoge Ausgangssignal eines Sensors ist temperatur­ abhängig. Diese Temperaturabhängigkeit ist jedoch auch abhängig von der jeweils geprüften Münze. Für jede Sensor- Münzwertkombination existiert mithin ein charakteristi­ scher Zusammenhang mit der Temperatur. Dieser ist in Fig. 2 dargestellt. Auf der Y-Achse ist die Temperatur von 0 bis 60°C dargestellt. Dieser Temperaturbereich ist in sechs Bereiche von 0 bis 5 aufgeteilt. In Fig. 2 sind 0 bis n Kurven dargestellt, wobei n größer, gleich oder kleiner sein kann als die Anzahl der Münzwert-Sensorkombi­ nationen. Sind beispielsweise drei Münzwerte vom Münzprüfer anzunehmen und beträgt die Anzahl der Sensoren bzw. Prüf­ signale 5, dann kann die Gesamtzahl der Kombination 15 be­ tragen. Es wären dann 15 Kombinationskurven zu ermitteln. Die Ermittlung der Kombinationskurven erfolgt für alle Münzprüfer eines Typs durch Labormessungen. Wie erkennbar, ist der Verlauf der Kompensationskurven sehr unterschied­ lich. Die Kompensationskurven werden nun in einen Spei­ cherbereich des Mikroprozessors 20 eingespeichert. Dies geschieht jedoch nicht durch Einspeicherung des kontinuier­ lichen Verlaufes, sondern durch Einspeicherung von Kurven­ punkten, die den Temperaturbereichen 0 bis 5 zum Beispiel entsprechen. Dies ist in Fig. 3 näher dargestellt.

In Fig. 3 sind auf der X-Achse Kompensationswerte darge­ stellt und mit Step bezeichnet. Ein Step entspricht zum Beispiel einem Analogwert von 10 mV. Man erkennt aus dem Verlauf der Kurve nach Fig. 3, daß in dem Temperaturbereich von 1 und 2 von 10 bis 30°C sich der Kompensationswert 0 ergibt. In dem Temperaturbereich 0, also von 0 bis 10°C, ergibt sich ein Kompensationswert von -1, analog im Tempe­ raturbereich 3 der Kompensationswert +1, im Temperatur­ bereich 4 der Kompensationswert +2, im Temperaturbereich 5 der Kompensationswert +3 usw. Es versteht sich, daß bei Verwendung eines A/D-Wandlers mit höherer Auflösung auch eine feinere Stufung der Kompensationswerte ermöglicht werden kann.

Fig. 4 zeigt eine Zuordnungsmatrix der Kompensationswert­ reihen (nachfolgend wird anstelle von Kompensationskurve von Kompensationswertreihe gesprochen wegen der punktwei­ sen Annäherung an die Kompensationskurve) zu einzelnen Münzkanälen oder Münzwerten. Hier sind beispielsweise die Münzwerte 5, 10 und 50 Pfennige und DM 1,--, DM 2,-- und DM 5,-- dargestellt. Ferner sind n Sensoren berücksichtigt, zum Beispiel Münzsensor "niedrige Frequenz; Phasenmessung", Münzsensor "niedrige Frequenz; Amplitudenmessung", "Sen­ sorgrößenmessung oben", "Sensorgrößenmessung unten" und Sensor "hohe Frequenz". Diese Sensoren sind in Fig. 6 des Münzprüfgerätes 40 schematisch dargestellt. Münzsensor a erzeugt zwei Prüfsignale, nämlich ein phasenabhängiges Signal bei niedriger Frequenz sowie ein amplitudenabhän­ giges Signal. Sensor b gilt für die Größenmessung größerer Münzen im Durchmesser größer als 24 mm. Münzsensor c dient für die Durchmessermessung von Münzen unterhalb 24 mm. Münzsensor d dient zur Materialmessung mit hoher Frequenz. Auf die anderen Teile des Prüfgerätes 40 wird weiter unten noch eingegangen. In Fig. 4 ist nun zu erkennen, daß in der Matrix oder Tabelle jeder Kombination aus Münzwert und Sensor eine spezifische Münzwertreihe zugeordnet ist. Bei­ spielsweise ist der 50-Pfenning-Münze für das Prüfsignal "niedrige Frequenz; Phasenmessung" und auch dem Amplitu­ densignal die Reihe 1 zugeordnet. Den Sensoren zur Größen­ messung ist die Münzwertreihe 0 zugeordnet. Dem Münzsensor n-1 ist die Münzwertreihe 2 und dem Sensor für die Messung mit hoher Frequenz die Münzwertreihe 1 zugeordnet. Die Zahlen der Matrix geben mithin an, mit welcher "Kurve" eine Kompensation stattfinden muß, wenn eine bestimmte Münze eingeworfen wird.

Die Zuordnungstabelle nach Fig. 4 wird in einem programmier­ baren Speicherbereich abgespeichert, beispielsweise in einem RAM, einem OTPROM, einem EEPROM, einem EPROM usw. Die Kompensationswertreihen nach Fig. 2 können auch in einem festen Speicherbereich abgelegt werden (ROM).

Der Betrieb des beschriebenen Münzprüfers wird nachfolgend anhand von Fig. 7 erläutert. Der vom Temperatursensor 22 gemessene Temperaturwert wird erfaßt und im Mikroprozessor 20 digitalisiert. Die Temperaturbereiche gemäß Fig. 2 sind in einem Speicherbereich abgelegt. Der gemessene Tempera­ turwert wird einem Speicherbereich 0 bis 6 zugeordnet. Dieser Vorgang erfolgt unabhängig davon, ob eine Münze geprüft wird oder nicht. Wird eine Münze eingeworfen, zum Beispiel Münze 14, erzeugen die einzelnen Sensoren 1 bis n nacheinander analoge Prüfsignale, die in einem Speicher­ bereich des Mikroprozessors 20 vorübergehend gespeichert werden. Nachdem das letzte Prüfsignal gespeichert worden ist, beginnt der Vergleich mit den Referenzwerten. Da der Münzprüfer nicht weiß, welcher Münzwert eingeworfen wurde, muß er sämtliche anzunehmenden Münzwerte "durchspielen", um eine einwandfreie Münzprüfung vornehmen zu können. Er beginnt zum Beispiel mit dem Münzwert oder Münzkanal 1 gemäß Matrix nach Fig. 4 und vergleicht das Prüfsignal mit den Referenzwerten für die einzelnen Sensoren 1 bis n. Vor diesem Vergleich wird jedoch das Prüfsignal temperaturkom­ pensiert. Für den Münzsensor 1 gemäß Fig. 4 ist die Münz­ wertreihe 0 maßgeblich. Bei der Münzwertreihe 0 ergibt sich für den vorher ermittelten Temperaturbereich ein vor­ gegebener Kompensationswert. Dieser modifiziert das Prüf­ signal, bevor es mit dem Referenzwert für den Sensor 1 verglichen wird. Es sei unterstellt, daß ein Referenz­ fenster vorgesehen ist. Liegt das kompensierte Prüfsignal innerhalb der Bandbreite des Fensters, wird ein Merker ge­ setzt. Liegt es nicht innerhalb der Bandbreite, wird der Merker gelöscht. Der beschriebene Vorgang wird nun für alle weiteren Sensoren 2 bis n wiederholt. Falls das kom­ pensierte Prüfsignal für sämtliche Sensoren innerhalb der Bandbreite liegt, handelt es sich um eine echte 5-Pfennig- Münze und der Prüfvorgang kann abgebrochen werden. Liegen alle oder die meisten Prüfsignale außerhalb der Bandbreite, wird der Vergleich mit den Referenzwerten für einen weite­ ren Münzwert fortgesetzt, bis eine Entscheidung getroffen werden kann, um welche Münze es sich handelt und ob diese echt ist.

Wie bereits erwähnt, kann statt der Kompensierung des Prüfsignals auch eine jeweilige Kompensation des Referenz­ wertes vorgenommen werden.

In Fig. 6 sind außerdem spannungsabhängige Meßsignale der einzelnen Sensoren a bis d zeitabhängig dargestellt, zum Beispiel beim Einwurf einer 5-DM-Münze. Das zweite Meß­ signal des Sensors a, die Amplitude betreffend, wurde nicht dargestellt. Der mit a gekennzeichnete Sensor MNF stellt gleichzeitig einen Startsensor CP1 dar. Der Schalt­ pegel U1 ist der Pegel, der bei Überschreiten die gesamte Meßroutine des Münzprüfers ablaufen läßt. Für Münzen mit sehr kleiner Amplitude muß dieser Wert sehr niedrig ge­ halten werden. Jedoch führt ein sehr niedriger Schaltpegel häufig zu einer Überempfindlichkeit des Startsensors. Daher ist man bestrebt, für größere Münzen die Schaltschwelle höherzulegen. Daher ist es vorteilhaft, wenn die U1-Schalt­ schwelle über dem Mikroprozessor individuell programmier­ bar ist.

Der Sensor d dient als Stoppsensor (CP2). Mit Verlassen der Münze dieses Sensors ist die komplette Münzwerter­ fassung abgeschlossen. Es schließt sich die oben bereits beschriebene Vergleichsroutine an, um zu ermitteln, welche Münze eingeworfen ist und ob diese echt ist. Hier bedarf es einer schnellen Reaktion der Steuerung zu erkennen, ob die Münze angenommen werden kann oder nicht, damit die Annahmeweiche 42 angesteuert werden kann. In Abhängigkeit von der Anzahl der Münzwerte und der Größe der Münzen muß mehr oder weniger schnell reagiert werden. Auch hier ist es sinnvoll, die Schaltschwelle U2 individuell programmier­ bar zu gestalten, um während der Fertigung eingreifen und einstellen zu können. Auf der anderen Seite soll der Pegel natürlich möglichst tief liegen, um mehr Informationen aus dem Verlauf der Kurve ziehen zu können. Falls die Anzahl der Verarbeitungsvorgänge im Mikroprozessor groß und/oder die Überdeckung von CP2 groß ist, können die einzelnen Prüfzeiten auch dadurch verringert werden, daß die Schalt­ schwelle deutlich höher gesetzt wird.

Aus der obigen Ausführung ergibt sich mithin, daß die Schaltschwellen U1 und U2 ebenfalls in einem programmier­ baren Speicher abgelegt werden, um sie nach Bedarf zu ver­ legen. Der Annahmeweiche 42 ist ein Annahmesensor CP3 nachgeordnet, dessen Ansprache ebenfalls programmierbar gestaltet werden kann.

In Fig. 5 ist eine weitere Zuordnungsmatrix dargestellt, die in weiteren programmierbaren Speicherbereichen des Mikroprozessors 20 abgelegt werden kann. Auf der Y-Achse befinden sich die Münzwerte und am ersten Teil der X-Achse eine Anzahl von Münzimpulsausgängen 1 bis 6 (siehe hierzu Fig. 1). Im vorliegenden Fall ist die Anzahl der Münzwerte größer als die Anzahl der Ausgänge. Es ist daher erforder­ lich, für bestimmte Münzen eine bestimmte Zuordnung der Impulsausgänge 22 vorzusehen, die dem Münzprüfer 10 nach­ geordnete Funktionseinheiten steuern, beispielsweise Aus­ lieferung einer Ware, Abgabe einer Fahrkarte, Steuerung des Kreditwerks usw. Die Zuordnung von Münzwert und Münz­ impulsausgang ist über die Matrix, die im Speicher abge­ legt ist, festgelegt. Sie kann jedoch beliebig programmiert oder zu einem späteren Zeitpunkt umprogrammiert werden. Eine entsprechende Zuordnung zwischen den Münzwerten oder Münzkanälen und den Sortiermagneten 26 findet auf gleiche Weise statt. Schließlich existiert diese Zuordnung auch für Münzsperreingänge 28 in Abhängigkeit von den Münz­ werten.

Claims (3)

1. Verfahren zum Prüfen von zwei oder mehr Münzen unter­ schiedlichen Wertes in einer mindestens einen Sensor enthaltenden Prüfvorrichtung, mit folgenden Verfahrens­ schritten:
Erzeugen mindestens eines für den Wert einer eingegebe­ nen Münze charakteristischen Prüfsignals durch den Sen­ sor, Speichern des Prüfsignals, Messen der Temperatur im Bereich des Sensors, Auswählen eines Kompensations­ wertes aus einer Reihe von dem Sensor zugeordneten, ge­ speicherten, temperaturabhängigen Kompensationswerten nach Maßgabe des gemessenen Temperaturwertes, Modifi­ zieren der für die echten annehmbaren Münzen charakte­ ristischen gespeicherten Referenzwerte oder des Prüf­ signals mit dem jeweiligen Kompensationswert, Verglei­ chen des Prüfsignals mit den gespeicherten Referenzwer­ ten, Erzeugen eines Echtheitssignals, wenn die zu ver­ gleichenden Werte eine vorgegebene Beziehung zueinander haben, dadurch gekennzeichnet, daß für Münzwert-Sensor- Kombinationen Reihen von temperaturabhängigen Kompensa­ tionswerten gespeichert werden und daß vor dem Ver­ gleich die Referenzwerte oder das Prüfsignal mit demje­ nigen Kompensationswert modifiziert werden, der nach der Temperatur aus der dem Münz- bzw. Referenzwert zu­ geordneten Kompensationswertreihe ausgewählt wurde.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturbereich in einer Anzahl von Temperatur­ stufen unterteilt wird, wobei jeder Stufe ein Kompensa­ tionswert der Reihen von Kompensationswerten zugeordnet wird, jeder Kompensationswertreihe eine Nummer zugeord­ net wird und vor einem Vergleich zunächst die Nummer der Kompensationswertreihe und anschließend der der Temperaturstufe entsprechende Kompensationswert aus der Reihe ausgewählt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationswerte bzw. die Temperaturbereiche und die Kompensationswertreihen in Form einer Matrix zugeordnet und gespeichert werden.