EP0889447B1 - Optischer Sensor in Münzprüfanordnungen - Google Patents

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EP0889447B1
EP0889447B1 EP98108480A EP98108480A EP0889447B1 EP 0889447 B1 EP0889447 B1 EP 0889447B1 EP 98108480 A EP98108480 A EP 98108480A EP 98108480 A EP98108480 A EP 98108480A EP 0889447 B1 EP0889447 B1 EP 0889447B1
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EP
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optical
optical sensor
electronic switch
transistor
coin
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EP0889447A2 (de
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Ulrich Cohrs
Wilfried Meyer
Gerhard Schlichting
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Crane Payment Innovations GmbH
Original Assignee
National Rejectors Inc GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D5/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of coins, e.g. for segregating coins which are unacceptable or alien to a currency

Definitions

  • the invention relates to an optical sensor in coin testing arrangements according to the preamble of claim 1 See DE-A-3416045).
  • Coin validation arrangements several sensors are required that detect the presence report a coin, for example when entering a channel leading to the checkout z. B. to generate a so-called. Cashier signal.
  • Accepting multiple coins Coin testers are also controlled by so-called sorting flaps by presence sensors. It is also known to fill the level in so-called coin tubes in money changers monitor with sensors. It is also known to have such presence sensors run as optical sensors. This is usually a light source and a photoelectric receiver is provided, the output signal of the photoelectric Depends on the presence of a coin in the light path.
  • the optical transmitter is mostly a light emitting diode (LED) educated.
  • a light-sensitive semiconductor is usually used as the optical receiver, for example a photosensitive transistor.
  • the invention has for its object an optical sensor for coin testing arrangements to create that reduces energy consumption and safer against Incident light is.
  • At least two are optical Transmitter operated in pulses via a corresponding electronic switch, by connecting it to an energy storage device at intervals via an electronic switch be connected.
  • the energy store is preferably a capacitor that between the control pulses for the electronic switch or the optical Transmitter generated flash pulses is charged.
  • the control of the electronic Switch is made by a microprocessor, which is already in such Coin checking arrangements is provided. This also takes over the query of the optical Receiver, and expediently such that the processor the query circuit controls so that it only during the transmission pulse or during a Time when the optical transmitter emits its flash is sensitive.
  • the pulsed operation of the optical transmitters saves a lot of energy, so that the sensor according to the invention in particular in battery-operated Coin checking arrangements is of great advantage.
  • the sensor according to the invention By querying only during the The operating time of the optical transmitters is largely switched off.
  • the optical sensor according to the invention therefore offers high operational reliability.
  • optical transmitters can be connected in series, which are then the same Generate a light pulse by either one or more photosensitive receivers is received.
  • optical transmitters with assigned electronic switch and energy storage arranged such that the one electronic switch with the rising and the other is operated with the falling edge of a control pulse.
  • This arrangement has the advantage that only one control line for at least two optical Transmitter is required.
  • Control lines of a processor tend to use them as sparingly as possible. This is achieved with the invention.
  • Two photosensitive diodes 10, 12 in Fig. 1 are in series with a capacitor 14 or 16.
  • the capacitors 14, 16 are connected via a resistor 18 or 20 on a common current source 22.
  • a transistor 24 or 26 switched in parallel with the diodes 10, 12 in parallel with the diodes 10, 12 in parallel with a transistor 24 or 26 switched.
  • a resistor 28 is connected in parallel with the diode 10 and in parallel a diode 30 connected in the opposite direction to the diode 12.
  • the base of transistor 24 is through a resistor 32 to an output line of a processor (not shown) connected, which emits control pulses periodically at intervals.
  • Such a control pulse is shown in Fig. 3a and designated 34.
  • the duration of the pulses 34 is e.g. a few microseconds and their distance e.g. 20 to 30 microseconds.
  • the pulse 34 has a rising edge 36 and a falling edge Flank 38.
  • both transistors 24, 26 are blocked. Appears a Pulse 34, transistor 24 turns on, causing the previously charged capacitor 14 can discharge and generate a short current pulse in the diode 10, whereby a light pulse is emitted. With the falling edge 38 blocks Transistor 24, and capacitor 14 is recharged. The base current opens the transistor 26 and now enables the discharge of the capacitor 16, which in addition leads that the light-emitting diode 12 now emits a light pulse.
  • the receiver circuit is shown. It comprises two parallel ones photosensitive transistors 40, 42.
  • the operation of the circuit is like follows. In the idle state, a transistor 44 should be conductive. His collector is over one Resistor 46 connected to a current source 22. Its base is over one Resistor 48 also on this current source.
  • the collector of a transistor 50 whose base is connected to the collector of transistor 44 is due to described operating mode on supply voltage.
  • the collector of the transistor 50 is through a capacitor 52 with a point between the base of the transistor 44 and the resistor 48 connected. Has the voltage across capacitor 52 Supply voltage level minus the voltage drop at the base emitter section of transistor 50.
  • FIG. 3 shows in FIG. 3b which pulses at the output 54 of the circuit arrangement 2 occur when the distance between the diodes 12 and 10 or 42 and 40 is not covered by a coin or the like. It is easy to see that a first pulse 56 by the rising edge 36 and a second Impulse was triggered by the falling edge 58.
  • the processor can thus determine whether at the time of pulse 36, 38 (rising and falling edge), a pulse on the Receiver side is generated. Is this e.g. for the one receiving transistor 40 or 42 not the case, for example by covering the diode 10, only a pulse 58a is generated (Fig 3c). On the other hand, if diode 12 is covered, a pulse 56b is generated (Fig. 3d).

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Sensor in Münzprüfanordnungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Siehe DE-A-3416045).
In Münzprüfanordnungen werden mehrere Sensoren benötigt, die die Anwesenheit einer Münze melden, beispielsweise beim Eintritt in einen zur Kasse führenden Kanal z. B. zur Erzeugung eines sog. Kassiersignals. Bei mehrere Münzen annehmenden Münzprüfern werden auch sog. Sortierklappen von Anwesenheitssensoren gesteuert. Es ist ferner bekannt, den Füllstand in sog. Münztuben bei Geldwechslern mit Sensoren zu überwachen. Es ist auch bekannt, derartige Anwesenheitssensoren als optische Sensoren auszuführen. Hierfür werden üblicherweise eine Lichtquelle und ein lichtelektrischer Empfänger vorgesehen, wobei das Ausgangssignal des lichtelektrischen Empfängers von der Anwesenheit einer Münze in der Lichtstrecke abhängt. Der optische Sender wird zumeist von einer lichtemittierenden Diode (LED) gebildet. Als optischer Empfänger kommt zumeist ein lichtempfindlicher Halbleiter, beispielsweise ein lichtempfindlicher Transistor, in Frage.
Herkömmliche Anordnungen dieser Art (Lichtschranken) werden kontinuierlich betrieben. Sie benötigen daher eine ständige Stromversorgung, was insbesondere bei mit Batterie betriebenen Geräten von Nachteil ist, weil der Energieverbrauch relativ hoch ist. Ferner besteht bei den bekannten optischen Sensoren die Gefahr, daß durch Störlicht Falschsignale erzeugt werden. Bei der Ansteuerung durch Mikroprozessoren ist jeder optische Sender über eine separate Leitung an diesen angeschlossen. Der Prozessor verfügt nur über eine beschränkte Anzahl von Ausgängen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optischen Sensor für Münzprüfanordnungen zu schaffen, der den Energieverbrauch reduziert und sicherer gegen Störlichteinfall ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen optischen Sensor werden mindestens zwei optische Sender über einen entsprechenden elektronischen Schalter impulsweise betrieben, indem sie in Intervallen über einen elektronischen Schalter an einen Energiespeicher angeschlossen werden. Der Energiespeicher ist vorzugsweise ein Kondensator, der zwischen den Steuerimpulsen für den elektronischen Schalter bzw. den vom optischen Sender erzeugten Blitzimpulsen aufgeladen wird. Die Ansteuerung der elektronischen Schalter erfolgt von einem Mikroprozessor, der ohnehin in derartigen Münzprüfanordnungen vorgesehen ist. Dieser übernimmt auch die Abfrage des optischen Empfängers, und zwar zweckmäßigerweise derart, daß der Prozessor die Abfrageschaltung so steuert, daß sie nur während des Sendeimpulses bzw. während einer Zeit, in der der optische Sender seinen Blitz abgibt, empfindlich ist.
Durch den impulsweisen Betrieb der optischen Sender wird sehr viel Energie eingespart, so daß der erfindungsgemäße Sensor insbesondere bei batteriebetriebenen Münzprüfanordnungen von großem Vorteil ist. Durch die Abfrage nur während der Betriebszeit der optischen Sender sind Störlichteinflüsse weitgehend ausgeschaltet. Der erfindungsgemäße optische Sensor bietet daher eine hohe Betriebssicherheit.
Es können mehrere optische Sender in Reihe geschaltet werden, die dann zum gleichen Zeitpunkt einen Lichtimpuls erzeugen, der entweder von einem oder mehreren lichtempfindlichen Empfängern empfangen wird. Bei der Erfindung sind mindestens zwei optische Sender mit zugeordnetem elektronischem Schalter und Energiespeicher angeordnet derart, daß der eine elektronische Schalter mit der ansteigenden und der andere mit der abfallenden Flanke eines Steuerimpulses betätigt wird. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß nur eine Ansteuerleitung für mindestens zwei optische Sender erforderlich ist. Wie oben erwähnt, besteht wegen der begrenzten Anzahl von Steuerleitungen eines Prozessors die Neigung, diese möglichst sparsam einzusetzen. Dies ist mit der Erfindung verwirklicht.
Bei mehreren optischen Empfängern braucht ebenfalls nur eine Empfangsleitung vorgesehen zu werden, über die nach Maßgabe des Auftretens der Lichtimpulse eine Abfrage durchgeführt wird, wobei ohne weiteres auch die Zuordnung der Empfänger zum Sendeimpuls erhalten wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1
zeigt eine Schaltungsanordnung für einen optischen Sender nach der Erfindung.
Fig. 2
zeigt eine Schaltungsanordnung für einen optischen Empfänger für die Sendeschaltung nach Fig. 1.
Fig. 3
zeigt ein Impulsdiagramm für die Schaltungsanordnungen nach den Fig. 1 und 2.
Zwei lichtempfindliche Dioden 10, 12 in Fig. 1 liegen in Reihe mit einem Kondensator 14 bzw. 16. Die Kondensatoren 14, 16 liegen über einen Widerstand 18 bzw. 20 an einer gemeinsamen Stromquelle 22. Parallel zu den Dioden 10, 12 ist ein Transistor 24 bzw. 26 geschaltet. Parallel zur Diode 10 liegt ein Widerstand 28 und parallel zur Diode 12 eine entgegengesetzt gerichtet geschaltete Diode 30. Die Basis des Transistors 24 ist über einen Widerstand 32 mit einer Ausgangsleitung eines Prozessors (nicht gezeigt) verbunden, der periodisch in Intervallen Steuerimpulse abgibt. Ein derartiger Steuerimpuls ist in Fig. 3a dargestellt und mit 34 bezeichnet. Die Dauer der Impulse 34 beträgt z.B. einige Mikrosekunden und ihr Abstand z.B. 20 bis 30 Mikrosekunden. Der Impuls 34 hat eine ansteigende Flanke 36 und eine abfallende Flanke 38.
Im nicht aktivierten Betrieb sind beide Transistoren 24, 26 gesperrt. Erscheint ein Impuls 34, schaltet der Transistor 24 durch, wodurch sich der zuvor geladene Kondensator 14 entladen kann und einen kurzen Stromimpuls in der Diode 10 erzeugt, wodurch ein Lichtimpuls abgegeben wird. Mit der abfallenden Flanke 38 sperrt der Transistor 24, und der Kondensator 14 wird erneut aufgeladen. Der Basisstrom öffnet den Transistor 26 und ermöglicht nun die Entladung des Kondensators 16, was dazu führt, daß die lichtemittierende Diode 12 nunmehr einen Lichtimpuls abgibt.
In Fig. 2 ist die Empfangerschaltung dargestellt. Sie umfaßt zwei parallel angeordnete lichtempfindliche Transistoren 40, 42. Die Wirkungsweise der Schaltung ist wie folgt. Im Ruhezustand soll ein Transistor 44 leitend sein. Sein Kollektor ist über einen Widerstand 46 mit einer Stromquelle 22 verbunden. Seine Basis liegt über einen Widerstand 48 ebenfalls an dieser Stromquelle. Der Kollektor eines Transistors 50, dessen Basis mit dem Kollektor des Transistors 44 verbunden ist, liegt aufgrund der beschriebenen Betriebsweise auf Versorgungsspannung. Der Kollektor des Transistors 50 ist über einen Kondensator 52 mit einem Punkt zwischen der Basis des Transistors 44 und dem Widerstand 48 verbunden. Die Spannung am Kondensator 52 hat Versorgungsspannungsniveau minus dem Spannungsabfall an der Basisemitterstrecke des Transistors 50. Trifft nun ein Lichtblitz auf den Transistor 42 oder auf den Transistor 40, so sinkt das Kollektorpotential vom Transistor 50 für einen kurzen Augenblick, und die Basisemitterspannung des Transistors 44 sinkt unter die Schwellspannung. Transistor 44 wird nichtleitend, während Transistor 50 leitend wird. Dadurch sinkt das Kollektorpotential vom Transistor 50 auf Masse. Erst wenn sich der Kondensator 52 über den Widerstand 48 so weit umgeladen hat, daß am Transistor 44 wieder die Schwellspannung über die Basisemitterstrecke erreicht wird, kippt die Schaltung in den Ruhezustand zurück. Es handelt sich mithin um einen optisch antriggerbaren monostabilen Multivibrator.
In Fig. 3 ist in 3b dargestellt, welche Impulse am Ausgang 54 der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 auftreten, wenn die Strecke zwischen den Dioden 12 und 10 bzw. 42 und 40 nicht durch eine Münze oder dergleichen abgedeckt ist. Es ist gut zu erkennen, daß ein erster Impuls 56 durch die ansteigende Flanke 36 und ein zweiter Impuls durch die abfallende Flanke 58 ausgelöst wurde. Durch eine entsprechende Abfrage an der Leitung 54 kann der Prozessor mithin feststellen, ob zu dem Zeitpunkt des Impulses 36, 38 (ansteigende und abfallende Flanke), ein Impuls auf der Empfanerseite erzeugt wird. Ist dies z.B. für den einen Empfangstransistor 40 oder 42 nichder Fall, etwa durch Abdeckung der Diode 10, wird nur ein Impuls 58a erzeugt (Fig 3c). Wird hingegen Diode 12 abgedeckt, wird ein Impuls 56b erzeugt (Fig. 3d).

Claims (6)

  1. Optischer Sensor in Münzprüfanordnungen zur Feststellung der Anwesenheit einer Münze, mit mindestens zwei optischen Sendern, die von einer Stromquelle gespeist sind und mindestens einem optischen Empfänger, der mit einer elektronischen Empfangs- und Abfrageschaltung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Sender (10, 12) über jeweils einen elektronischen Schalter (24, 26) mit jeweil einem elektrischen Energiespeicher (14, 16) verbindbar sind, die elektronischen Schalter (24, 26) von Steuerimpulsen eines Mikroprozessors betätigt sind, wobei ferner die Energiespeicher (14, 16) so geschaltet sind, daß sie zwischen den Steuerimpulsen geladen werden und wobei die optischen Sender (10, 12) mit elektronischem Schalter (24, 26) und Energiespeicher (14, 16) angeordnet sind derart, daß der eine elektronische Schalter mit der ansteigenden und der andere elektronische Schalter mit der abfallenden Flanke (36, 38) eines Steuerimpulses (34) betätigt wird.
  2. Optischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsund Abfrageschaltung des optischen Empfängers (40, 42) so ausgebildet ist, daß der Empfänger, gesteuert durch den Prozessor, nur periodisch während des Intervalls abgefragt wird, in der die optischen Sender einen Sendeimpuls abgeben.
  3. Optischer Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher (14, 16) ein Kondensator und/oder der elektronische Schalter ein Transistor (24, 26) ist.
  4. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sender (10, 12) von einer lichtempfindlichen Diode gebildet ist.
  5. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere optische Sender in Reihe geschaltet sind.
  6. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr optische Empfänger (40, 42) parallel geschaltet und über eine gemeinsame Ausgangsleitung (54) mit dem Prozessor verbunden sind.
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