DE4231534A1 - Vorrichtung zur Erkennung eines Fremdkörpers in einem Münzkanal - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung eines Fremdkörpers, beispielsweise eines Fadens oder Drahtes, in einem Münzkanal oder der Rändelung von durch einen Münzkanal laufenden Münzen.

Beispielsweise bei Warenautomaten oder Geldspielgeräten kann es zu Manipulationen dadurch kommen, daß in den Einwurfschlitz eine an einem Faden hängende Münze eingeworfen wird, die mit dem Fa­ den zurückgezogen wird, sobald die Münze das Signal des Einwurfs einer echten Münze ausgelöst und dadurch die Warenausgabe oder den Spielablauf eingeleitet hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs ange­ gebenen Art zu schaffen, die in zuverlässiger Weise das Erkennen von in dem Münzkanal befindlichen Fremdkörpern ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Münz­ kanal durch eine Lichtschranke überwacht ist. Befindet sich in dem Münzkanal ein Faden, so wirft dieser Schatten oder verur­ sacht andere Störungen in dem von dem Empfänger aufgenommenen emittierten Lichtstrahl, so daß die Verarbeitung der Signale der Lichtschranke in einem Mikrocomputer das Vorhandensein eines Fremdkörpers in dem Münzkanal meldet und einen Alarm auslöst.

Zweckmäßigerweise sind der Emitter und der Empfänger der Licht­ schranke auf der Oberseite des Münzkanals angeordnet. Eine der­ artige Reflektionslichtschranke ermöglicht auch das Erkennen des Randprofils von Münzen. Je nachdem, ob die durch den Münzkanal durchlaufende Münze einen glatten Rand oder einen gerändelten Rand aufweist, werden bestimmte Reflektionen erzeugt, die von dem Empfänger zu entsprechenden Signalen verarbeitet werden, die sich in einer nachgeschalteten Auswerteelektronik auswerten lassen.

Aufgrund der Temperaturempfindlichkeit der Bauelemente der Licht­ schranke und des dadurch bedingten Temperaturganges kann es zu Schwankungen bei der Messung der Signale des Photostroms des als Empfänger verwendeten Phototransistors kommen, die zu fehlerhaf­ ten Auswertungen führen können. Um Fehlmessungen bzw. fehlerhaf­ te Auswertungen der Messungen des Photostroms des Phototransi­ stors zu vermeiden, ist nach einer erfinderischen Weiterbildung vorgesehen, daß die Lichtschranke aus einem Phototransistor be­ steht, der über einen Verstärker auf die Leuchtdiode zurückgekop­ pelt ist, daß der Diodenstrom in kurzen Zeitabständen gemessen und die Werte aufeinander folgender Messungen überwacht werden. Ergeben sich aufgrund des Temperatureinflusses sich verändernde Signale der Leuchtdiode und des Phototransistors, schwankt also beispielsweise die im Infrarotbereich abgegebene Lichtenergie der Leuchtdiode und infolgedessen auch der Photostrom, machen sich derartige Signaländerungen in der Größe des Diodenstroms bemerkbar. Erfindungsgemäß wird nun der Diodenstrom in kurzen aufeinander folgenden Zeitintervallen, die im Millisekundenbe­ reich liegen, gemessen, wobei als gültige Meßwerte solche Werte ausgeschieden werden, die aufgrund von Temperaturänderungen zu erwartende Schwankungen übersteigen. Ergeben die Messungen län­ ger andauernde Abweichungen von unter Berücksichtigung des Tem­ peraturganges zu erwartenden Meßwerten, ist dies ein Anzeichen dafür, daß sich ein Fremdkörper, also beispielsweise ein Faden, im Münzkanal befindet. Hierbei wird bei den Messungen davon aus­ gegangen, daß durch Temperaturschwankungen verursachte Änderun­ gen der Meßwerte sich in Zeiträumen von Sekunden vollziehen, wäh­ rend aufeinander folgende Messungen im Millisekundenbereich durchgeführt werden, so daß auf Temperatureinflüsse zurückgehen­ de Signalschwankungen sicher erkannt werden können. Wird ein Fremdkörper in den Münzkanal eingeführt, beispielsweise eine an einem Faden hängende Münze, ergibt sich eine plötzliche Änderung der gemessenen Signale, die sicher von Signaländerungen unter­ schieden werden können, die sich aus dem Temperaturgang der Bau­ elemente ergeben.

Zweckmäßigerweise wird dem Leuchtdiodenstromkreis ein Widerstand angeordnet, wobei der Spannungsabfalls aufeinander folgender Mes­ sungen an diesem Widerstand überwacht wird. Die an dem Wider­ stand gemessenen Spannungen sind proportional zu dem Dioden­ strom.

Zweckmäßigerweise wird der Phototransistor an eine konstante Stromquelle angeschlossen. Die Spannung der Konstantstromquelle kann von einem Mikrocomputer überwacht werden.

Zweckmäßigerweise wird durch eine Vielzahl von aufeinander folgenden Messungen der Mittelwert des Leuchtdiodenstroms oder des Spannungsabfalls bestimmt und bei schnellen Änderungen des Leuchtdiodenstroms oder des Spannungsabfalls, die aufgrund des Temperaturganges zu erwartende Grenzen überschreiten, wird ein Störungssignal gegeben.

Die Lichtschranke kann durch einen Rechner überwacht werden. Die Strahlung der Photodiode kann ebenfalls durch einen Rechner ge­ steuert werden, so daß der Empfänger, vorzugsweise ein Phototran­ sistor, seine Einstellung im linearen Bereich beibehält. Werden bei der Einstellung bzw. Steuerung der Photodiode vorgegebene obere und untere Grenzen unterschritten, könnte das Gerät auf "Störung" geschaltet werden. Die Einstellung kann kontinuierlich durchgeführt werden, so daß eine selbsttätige Anpassung an Tempe­ raturänderungen und eventuellen Bauteiländerungen gegeben ist.

Durchlaufende Münzen stören die Einstellungen nicht, da deren Durchlaufzeiten kurz sind. Ergibt sich allerdings aufgrund eines im Münzkanal befindlichen Fadens eine Signaländerung, wird Alarm gegeben, da derartige Änderungen schnellere Signaländerungen er­ zeugen als die aufgrund eines Temperaturganges zu erwartenden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines Münzkanals, der durch eine Reflektionslichtschranke überwacht wird,

Fig. 2 in einem Diagramm das Ausgangssignal der Licht­ schranke, wenn sich in dem Münzkanal kein Fremd­ körper oder Faden befindet,

Fig. 3 das Ausgangssignal der Lichtschranke, wenn sich in dem Münzkanal ein Faden befindet,

Fig. 4 die Erfassung des Randprofils einer durch einen Münzkanal durchlaufenden Münze,

Fig. 5 in einem Diagramm typische von unterschiedlichen Randprofilen von Münzen erzeugte Signale und

Fig. 6 eine Schaltung der Lichtschranke.

Aus Fig. 1 ist ein Münzkanal 10 ersichtlich, der einen rechtecki­ gen Querschnitt aufweist. In der oberen schmalen Deckwandung des Münzkanals 10 ist eine Lichtschranke angeordnet, die aus einem Infrarotsender 1 und einem Infrarotempfänger 2 besteht. Befindet sich in dem Münzkanal 10 kein Faden oder Fremdkörper, erzeugt der Empfänger 2 ein gleichbleibendes aus Fig. 2 ersichtliches Ausgangssignal.

Befindet sich hingegen in dem Münzkanal eine an einem Faden 3 hängende Münze 4, wirft der Faden Schatten oder er stört die Re­ flektion des Lichtes, so daß der Infrarotempfänger 2 das aus Fig. 3 ersichtliche gezackte und gewellte Ausgangssignal lie­ fert, das in einer nachgeschalteten Auswerteelektronik verar­ beitet wird.

Die aus Fig. 1 ersichtliche den Münzkanal 10 überwachende Reflek­ tionslichtschranke kann auch in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise zur Erkennung des Randprofils von Münzen verwendet werden. Entsprechend dem Randprofil ergeben sich typische Reflektionen, aus denen die Auswerteelektronik das Randprofil der durchlaufen­ den Münzen bestimmen kann.

Typische Signale sind aus Fig. 5 ersichtlich.

Das Signal A wird beispielsweise von einem dunklen glatten Mün­ zenrand erzeugt, den beispielsweise eine 10-Pfennig-Münze auf­ weist.

Das Signal B ist das typische Signal für den Rand einer 1-DM-Münze.

Das Signal C ist von einem Münzrand mit Rändelung erzeugt wor­ den.

Das Signal D stammt von einer Münze mit einem abgedrehten Rand.

Anhand des Prinzipschaltbilds gemäß Fig. 6 wird nun die Funktion und die Art der Überwachung durch die Lichtschranke näher erläu­ tert.

Ein Stromverstärker 11 verstärkt den Strom Ic-It, wobei Ic der durch eine Konstantstromquelle konstant gehaltene Strom und It der Phototransistorstrom ist. Der Verstärkerausgangsstrom (Leuchtdiodenstrom) Id bestimmt sich folgendermaßen:

Id = A (Ic-It)

die Leuchtdiode 12 setzt den Strom Id in Infrarotlicht um. Ein Teil dieses Infrarotlichtes trifft auf den Phototransistor 13. Werden nur lineare Abhängigkeiten berücksichtigt, beträgt der Phototransistorstrom

It = β Id

Dann gilt:

Id = A (Ic-βId)

und

Id = A Ic/(1 + βA)

Wenn die Stromverstärkung groß ist gilt

Id ≈ Ic/β

β ist ein Maß für die Lichtkoppelung. Trifft wenig Licht auf den Phototransistor, ist der Faktor β klein und demzufolge Id groß.

Der Strom d wird über dem Widerstand R gemessen:

V = R Id = Ic/β.

Wird ein Gegenstand in den Strahlengang gehalten, wie beispiels­ weise Drähte oder Münzen, wird der Faktor β kleiner.

Sind die Leuchtdiode und der Phototransistor optisch getrennt auf einer Seite des Münzkanals angebracht, wird ein Faden oder eine Münze eine Lichtreflektion verursachen, wobei dann der Faktor β größer wird. Dementsprechend nimmt die Spannung V ab.

Die Spannung V = Ic/β wird einem AD-Wandler zugeführt und nachfolgend von einem Mikrocomputer verarbeitet.

Änderungen der Spannung V können zusätzlich auch durch Tempera­ turgang der Bauelemente verursacht werden. Um Fehlmessungen auf­ grund von Temperatureinflüssen auszuschalten, wird davon ausge­ gangen, daß Signaländerungen aufgrund von Temperaturschwankungen langsamer verlaufen als Änderungen der Meßsignale, die durch in dem Münzkanal befindliche Gegenstände, wie Münzen oder Fäden, verursacht werden.

Die Überwachung der Meßsignale durch einen Mikrocomputer kann in folgender Weise erfolgen:

Durch eine Mehrzahl von Messungen der Spannung V am Widerstand R wird ein V-Mittel gebildet und dieser Mittelwert der Spannung wird zur Initialisierung der Messung benutzt.

Ergibt sich aus aufeinanderfolgenden Messungen, daß die Meßwerts­ änderung klein ist, dann wir die neue Messung der Spannung zur Bestimmung des Mittelwerts der Spannung zugelassen, weil diese Messung als gute Messung gewertet wird.

Überschreitet eine nachfolgende Messung Grenzwerte, die aufgrund von Temperaturschwankungen nicht überschritten werden, wird die­ se Messung nicht beachtet und nicht bei der Mittelwertbildung berücksichtigt. Es werden weitere Messungen durchgeführt.

Ergeben mehrere nachfolgende Messungen Überschreitungen der vor­ gegebenen Grenzwerte, können diese nicht mehr als Fehlmessungen interpretiert werden. Derartige Änderungen der Meßergebnisse werden dann auf in den Münzkanal vorhandene Gegenstände, wie Fäden oder Drähte, zurückgeführt, und es wird ein Alarmsignal ausgelöst.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Erkennung eines Fremdkörpers, beispielsweise eines Fadens oder Drahtes, in einem Münzkanal oder des Rand­ profils von durch einen Münzkanal laufenden Münzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Münzkanal durch eine Lichtschranke überwacht wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter und Empfänger der Lichtschranke auf der Oberseite des Münzkanals angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale Lichtschranke in einem Mikrocomputer oder einer Auswerteelektronik verarbeitet werden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lichtschranke aus einem Phototransi­ stor (13) besteht, der über einen Verstärker (11) auf eine Leuchtdiode 12 rückgekoppelt ist, und daß der Diodenstrom in kurzen Zeitabständen gemessen und die Werte aufeinander folgender Messungen überwacht werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Leuchtdiodenstromkreis ein Widerstand (R) angeordnet und der Spannungsfall aufeinander folgender Messungen an diesem Widerstand (R) überwacht wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Phototransistor (13) an eine Konstantstromquelle angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spannung der Konstantstromquelle von einem Mikrocomputer überwacht wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß durch eine Vielzahl von aufeinander fol­ genden Messungen der Mittelwert des Leuchtdiodenstroms (Id) oder des Spannungsabfalls (V) bestimmt und bei schnellen Änderungen des Leuchtdiodenstroms oder des Spannungsab­ falls, die aufgrund des Temperaturganges zu erwartende Gren­ zen überschreiten, ein Störungssignal gegeben wird.