ES2261152T3 - Mecanismo para manipulacion de monedas, dotado de un detector laminar piezoelectrico. - Google Patents
Mecanismo para manipulacion de monedas, dotado de un detector laminar piezoelectrico.Info
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Abstract
Mecanismo para la manipulación de monedas, que comprende: una trayectoria para el desplazamiento de las monedas (16, 24) que comprende: una pista de desplazamiento de las monedas; un dispositivo de transferencia de energía (14) que tiene una superficie superior dispuesta para recibir el choque de una moneda que se desplaza a lo largo de la trayectoria para las monedas; y un sensor (22), en el que, cuando choca una moneda el dispositivo (14) de transferencia de energía, el movimiento del dispositivo de transferencia de energía (24) desvía el sensor, provocando por lo tanto un cambio en la señal de salida del sensor (22); y un circuito (70, 72) para procesar la señal de salida del sensor (22), de manera que el mecanismo de manipulación de monedas cambia de modalidad de reposo a modalidad activa de funcionamiento, en respuesta a la señal de salida desde el sensor indicando la presencia de una moneda en la trayectoria para las monedas, caracterizado porque el sensor (22) es un sensor laminar piezoeléctrico en contacto con el dispositivo de transferencia de energía (14), de manera que el sensor laminar piezoeléctrico comprende una serie de curvas, y porque la pista (16) para las monedas y el dispositivo (14) de transferencia de energía están situados en una primera cara de una tapa (26), y de manera que la tapa (26) comprende una primera ranura (68) a través de la cual la parte curvada del sensor laminar piezoeléctrico (22) pasa a una segunda cara de la tapa (26).
Description
Mecanismo para manipulación de monedas, dotado
de un detector laminar piezoeléctrico.
La presente invención se refiere, de modo
general, a un mecanismo para manipulación de monedas dotado de un
detector laminar piezoeléctrico.
Es deseable un bajo consumo de energía promedio
en diferentes máquinas que funcionan mediante monedas, tales como
teléfonos, máquinas de venta automática y parquímetros. Estos
dispositivos comprenden, de manera típica, un mecanismo de
manipulación de monedas destinado a determinar si una moneda o ficha
insertada es genuina y determinar el valor de la moneda o ficha
insertada. Si bien el mecanismo de manipulación de monedas debe
encontrarse listo para su utilización en cualquier momento, el
mecanismo de manipulación de monedas puede consumir una cantidad
significativa de energía cuando no se encuentra en utilización.
Además, cuando una batería u otra fuente de baja potencia sirve
como fuente primaria de energía, el drenaje continuo de energía
reduce el tiempo de vida de la fuente de potencia, incrementando,
por lo tanto, la frecuencia con la que dicha fuente de potencia
debe ser sustituida.
Se ha diseñado una serie de técnicas para
reducir el consumo de potencia eléctrica de los dispositivos
accionados mediante monedas. Por ejemplo, la Patente USA nº
4.733.766, asignada a la titular de la presente invención, da a
conocer una técnica para dejar los elementos que consumen potencia
eléctrica de un aparato de comprobación de monedas sin suministro
eléctrico cuando el aparato no está siendo utilizado, tal como se
indica en el preámbulo de la reivindicación 1. Un elemento cerámico
piezoeléctrico está dispuesto de manera tal que la inserción de una
moneda en el aparato somete a un esfuerzo al elemento cerámico
piezoeléctrico y produce el correspondiente voltaje. Tal como se ha
explicado en la Patente anteriormente indicada, las vibraciones que
tienen lugar en el impacto de la moneda con un detector situado en
la trayectoria de la misma ejercen un esfuerzo en el material
cerámico que es suficiente para generar el voltaje de salida. Por lo
tanto, el elemento cerámico piezoeléctrico puede ser utilizado para
detectar la llegada de la moneda, y el voltaje generado puede ser
utilizado para activar el suministro eléctrico del aparato.
Si bien la utilización de sensores cerámicos
piezoeléctricos en mecanismos de manipulación de monedas ha sido
razonablemente satisfactorio, se pueden presentar varias
dificultades. En primer lugar, las vibraciones provocadas por
eventos distintos de la inserción de una moneda en el mecanismo de
manipulación de monedas pueden provocar que el sensor cerámico
piezoeléctrico genere un voltaje y conecte el suministro de
potencia. La puesta en marcha del suministro de potencia del
mecanismo de manipulación de monedas es, en estas circunstancias,
evidentemente poco deseable. En segundo lugar, el montaje mecánico
del sensor cerámico piezoeléctrico en el mecanismo de manipulación
de monedas requiere en algunos casos la utilización de un adhesivo,
tal como una cola. Estas técnicas de montaje pueden afectar a la
conversión de energía mecánica en energía eléctrica del sensor
cerámico, haciendo más difícil la determinación de si se debe
conectar el suministro de potencia eléctrica. En tercer lugar, una
parte de los materiales cerámicos piezoeléctricos es sensible a las
altas temperaturas. Las características de la cerámica se pueden
degradar durante la soldadura u otros procesos de alta temperatura,
si no se tiene cuidado suficiente en proteger la cerámica contra las
averías. Además, la señal de salida generada por el sensor cerámico
piezoeléctrico requiere frecuentemente la utilización de un circuito
frontal amplificador de extremo, para proporcionar un nivel de señal
suficientemente elevado. Estos circuitos incrementan el coste global
del mecanismo de manipulación de monedas y pueden incrementar el
consumo de potencia de la unidad.
De acuerdo con lo anterior, es deseable mejorar
las técnicas para detectar la inserción de una moneda en un
mecanismo de manipulación de monedas y reducir el consumo general de
potencia de dichos mecanismos.
La invención queda definida en la reivindicación
1.
Preferentemente, el dispositivo de transferencia
de energía sobre el que choca la moneda es un dispositivo
amortiguador del choque en las monedas, que reduce el rebote de las
monedas.
Varias implementaciones comprenden una o varias
de las siguientes características. El mecanismo de manipulación de
monedas puede incluir un sensor de identificación de las monedas,
situado en un sentido descendente del dispositivo de eliminación de
rebotes, por delante del cual se desplaza una moneda al desplazarse
ésta a lo largo de la pista para las monedas. El mecanismo de
manipulación de monedas puede incluir también un controlador y un
suministro de potencia para proporcionar potencia al controlador.
Antes de recibir una señal de activación, el controlador puede
operar en modalidad de reposo o de baja potencia. El controlador
recibe una señal de activación cuando la señal emitida por el
sensor laminar piezoeléctrico indica la presencia de una moneda en
la trayectoria de las mismas. Como respuesta a la señal de
activación, el controlador cambia de la modalidad de baja potencia a
una modalidad de activación de potencia para permitir la realización
de las funciones de validación de la moneda. En ciertas
implementaciones, la potencia generada por el suministro de
corriente es cortada de manera total o sustancial de la unidad de
controlador hasta la recepción de la señal de activación. En este
caso, el suministro de potencia recibe también la señal de
activación y proporciona potencia al controlador como respuesta a la
recepción de la señal de activación.
Una superficie superior de la pista de las
monedas puede estar sustancialmente alineada con la superficie
superior del dispositivo de reducción de rebote de las monedas para
permitir que las monedas se desplacen por delante del sensor de
identificación con poco o ningún rebote. El sensor laminar
piezoeléctrico puede ser montado adyacente al dispositivo de
reducción del rebote de las monedas, de manera tal que una moneda
que se desplaza a lo largo de la trayectoria destinada a las mismas
no golpea directamente el sensor laminar piezoeléctrico. El sensor
laminar piezoeléctrico y el dispositivo de reducción del rebote de
las monedas se pueden fijar a la envolvente o tapa del mecanismo de
manipulación de las monedas. Por ejemplo, el sensor laminar
piezoeléctrico y el dispositivo amortiguador del rebote de las
monedas pueden incluir orificios sustancialmente alineados para
recibir una varilla de fijación, tal como un perno, tornillo o
clavija, para fijar el sensor laminar piezoeléctrico y el
dispositivo de reducción del rebote de las monedas a dicha tapa.
Asimismo, una sección del sensor laminar piezoeléctrico puede estar
soportada por una lengüeta fijada al lado de la pista de la
tapa.
La tapa del mecanismo de manipulación de las
monedas puede comprender una primera ranura por la que pasa una
parte del sensor laminar piezoeléctrico a una segunda cara o lado de
dicha tapa. Las conexiones eléctricas desde el sensor laminar
piezoeléctrico al circuito que procesa la señal de salida pueden
estar conectadas a una sección del sensor laminar piezoeléctrico
situado en la segunda cara de la mencionada tapa. La sección o parte
del sensor laminar piezoeléctrico, a la que están conectadas las
conexiones eléctricas, puede comprender un orificio que se acopla
sobre un saliente en el segundo lado de la tapa para ayudar a
retener el sensor laminar piezoeléctrico en su lugar.
El sensor laminar piezoeléctrico puede
comprender múltiples curvaturas. Por ejemplo, el sensor laminar
piezoeléctrico puede tener una primera sección dispuesta entre el
dispositivo de amortiguación de choques de las monedas y la tapa, y
una segunda sección adyacente a una superficie inferior del
dispositivo de amortiguación de choques de las monedas. La primera
sección del sensor laminar piezoeléctrico puede incluir aletas para
posicionar el sensor laminar piezoeléctrico. Unos salientes pueden
estar moldeados en la primera cara de la tapa para posicionar las
aletas del sensor laminar piezoeléctrico. La segunda sección o
parte del sensor laminar piezoeléctrico puede ser soportada por la
aleta fijada a la tapa. La tapa puede tener una segunda ranura para
ayudar a incrementar la magnitud del curvado del sensor laminar
piezoeléctrico provocado por micromovimientos del dispositivo de
amortiguación de choques de la moneda. Por ejemplo, la segunda
ranura puede estar localizada adyacente a la primera sección del
sensor laminar piezoeléctrico.
Varias implementaciones comprenden una o varias
de las siguientes ventajas. La utilización de un sensor laminar
piezoeléctrico en vez de un sensor cerámico piezoeléctrico puede
proporcionar un sensor de llegada de las monedas que es menos
sensible a las vibraciones provocadas por eventos distintos a la
inserción de la moneda. Por lo tanto, el sensor laminar
piezoeléctrico hace más probable que el mecanismo de manipulación de
las monedas sea alimentado con corriente solamente cuando se detecta
la presencia de una moneda. Por lo tanto, el consumo general de
potencia se podrá reducir. La disposición de múltiples curvaturas en
el sensor laminar y múltiples ranuras en la tapa puede ayudar a
mejorar la sensibilidad del sensor laminar piezoeléctrico.
En algunos casos, la señal de salida del sensor
laminar piezoeléctrico puede ser procesada sin circuitos de
amplificación frontal para reducir el coste general y consumo de
potencia del mecanismo de manipulación de monedas de forma
adicional. Además, el sensor laminar piezoeléctrico puede ser
colocado fuera de la trayectoria directa de una moneda que se
desplaza por el mecanismo de manipulación de monedas. Esto puede
reducir el desgaste del sensor y prolongar su vida útil.
Las técnicas para el montaje de un sensor
laminar piezoeléctrico son relativamente fáciles y pueden evitar una
parte de las dificultades que se encuentran en la utilización de
sensores cerámicos. Además, al diseñar el sensor laminar
piezoeléctrico de manera que se prolongue por ambos lados de la tapa
del mecanismo de manipulación de monedas, las conexiones eléctricas
al sensor laminar piezoeléctrico se pueden realizar alejadas de la
pista de paso de las monedas. También se puede fomentar el
posicionamiento y funcionamiento apropiados del sensor laminar
piezoeléctrico.
Otras características y ventajas quedarán
evidentes de la siguiente descripción detallada, los dibujos y
reivindicaciones.
La figura 1 es un diagrama simplificado de un
mecanismo de manipulación de monedas según la invención.
La figura 2 muestra un mecanismo de manipulación
de monedas con su tapa en posición abierta.
La figura 3A muestra un sensor laminar
piezoeléctrico a título de ejemplo, según la presente invención.
La figura 3B muestra capas del sensor laminar
piezoeléctrico según una implementación.
Las figuras 3C y 3D muestran un dibujo, a título
de ejemplo, de una capa conductora positiva en el sensor laminar
piezoeléctrico.
La figura 3E muestra un diseño, a título de
ejemplo, de una capa conductora negativa en el sensor laminar
piezoeléctrico.
Las figuras 4 y 5 muestran el posicionado del
sensor laminar piezoeléctrico en el mecanismo de manipulación de
monedas, visto desde el lado de la pista de paso de la tapa.
Las figuras 6 y 7 muestran el posicionado del
sensor piezoeléctrico en el mecanismo de manipulación de monedas,
observado desde el lado del sensor de la tapa.
Las figuras 8 y 9 son diagramas de bloques de
circuitos para el proceso de señales del sensor piezoeléctrico.
La figura 10 muestra detalles de un circuito, a
título de ejemplo, para implementar la configuración de la figura
9.
Tal como se utilizan en esta descripción, los
términos "moneda" Y "monedas" incluyen monedas genuinas,
así como fichas, piezas metálicas y objetos similares.
Según se ha mostrado en la figura 1, un
mecanismo de manipulación de monedas recibe una moneda insertada
(10) por una entrada de monedas (12). La moneda cae al dispositivo
(14) de amortiguación de choque de las monedas, que absorbe o disipa
la mayor parte de la energía cinética de la moneda, de manera que la
moneda rueda de manera sustancialmente suave a lo largo de la pista
(16) por delante de los sensores (18), (20) de identificación de
monedas, activados eléctricamente. Estos dispositivos de
amortiguación de choque de las monedas son conocidos en esta
técnica y, en algunos casos, reciben la designación de
amortiguadores ("snubbers"). En algunas implementaciones, el
dispositivo de amortiguación de choques o amortiguador (14) puede
comprender, por ejemplo, una pieza de cerámica o una pieza de metal
sinterizado. En la disposición mostrada, el amortiguador (14)
produce un cambio en la dirección de la trayectoria de la moneda y
reduce el rebote de la moneda al desplazarse ésta a lo largo de la
pista para las monedas. Un sensor laminar piezoeléctrico (22) está
posicionado adyacente al amortiguador (14) y es desviado
físicamente por el amortiguador cuando recibe el choque de una
moneda (10). De esta manera, el sensor laminar piezoeléctrico (22)
detecta la llegada de la moneda (10) y genera una señal de salida
que provoca un cambio en la cantidad de potencia proporcionada al
mecanismo de manipulación de monedas y/o un microcontrolador (no
mostrado en la figura 1) asociado con el mecanismo de manipulación
de las monedas. En particular, antes de detectar una moneda en el
mecanismo de manipulación de monedas, el sistema se encuentra en
estado de reposo o de baja potencia, mientras que, cuando se detecta
la llegada de una moneda por el sensor laminar piezoeléctrico (22),
el sistema es activado.
Al pasar en rodadura la moneda (10) por delante
de los sensores (18), (20), se generan señales eléctricas por los
sensores, y éstas son facilitadas al microcontrolador. Las señales
eléctricas generadas por los sensores (18), (20) de identificación
de la moneda contienen información correspondiente a las
características medidas de la moneda, tales como diámetro de la
moneda, grosor, contenido de metal y características
electromagnéticas. El microcontrolador puede utilizar las señales
eléctricas para discriminar si la moneda (10) es aceptable, y en
este caso, cuál es el valor de la moneda.
La moneda (10) se desplaza por rodadura por la
pista (16) y cae hacia una puerta (24) que es retraída
automáticamente si la moneda se determina que es válida, a efectos
de dirigir la moneda a lo largo de una trayectoria o rampa para las
monedas aceptadas. Si la moneda (10) no se ha determinado como
válida, entonces la puerta (24) queda en la posición en la que la
moneda choca con la puerta y se aleja por la rodadura hacia la
trayectoria o rampa de rechazo.
Tal como se ha mostrado en la figura 2, el
mecanismo de manipulación de moneda comprende una tapa (26)
conectada a una plataforma de desplazamiento (28) por medio de una
charnela (30). Si bien la tapa (26) ha sido mostrada en posición
abierta, se encuentra en posición cerrada durante el funcionamiento
normal. La pista (16) en disposición saliente y pendiente para las
monedas puede ser de tipo moldeado o fijado de otro modo al interior
de la tapa (26), por ejemplo, mediante dos salientes de localización
(32) y una lengüeta (34). El amortiguador de choques (14), que puede
estar realizado, por ejemplo, en un metal o un material cerámico,
está dispuesto cerca del borde superior de la pista de
desplazamiento (16). Unos rebajes en cualquiera de los extremos del
amortiguador (14) se acoplan alrededor de los salientes (32). El
amortiguador (14) está dispuesto ligeramente por encima de la
lengüeta (34) y puede estar montado en la tapa (26) mediante la
varilla de fijación (36), por ejemplo, un tornillo, perno o clavija,
que pasa por el orificio (38) (ver figuras 4 y 5) del amortiguador.
La tapa (26) tiene un orificio correspondiente, previamente
perforado (37) (ver figuras 4, 6 y 7) para recibir la varilla de
fijación (36). Si bien no es visible en la figura 2, el sensor
laminar piezoeléctrico (22) está dispuesto adyacente al amortiguador
(14), tal como se ha descrito de manera más detallada a continuación
con respecto a las figuras 4 a 7.
Cuando está posicionada de manera apropiada, la
superficie superior del amortiguador (14) se encuentra
sustancialmente alineada con la superficie superior de la pista (16)
de desplazamiento de las monedas. Durante el funcionamiento normal,
la tapa (26) está cerrada, y el amortiguador (14) y pista (16) para
el desplazamiento de las monedas descansan contra la cara frontal
(40) de la plataforma (28), tal como se ha indicado por la línea de
trazos (42). Los sensores (18), (20) están situados en sentido
descendente con respecto al amortiguador (14) sobre la cara frontal
de la tapa (26). Las posiciones de los sensores (18), (20) están
indicadas en líneas de trazos en el interior (o lado de la pista de
desplazamiento) de la tapa de la figura 2.
Para evitar un desgaste excesivo del sensor (22)
laminar piezoeléctrico, es preferible no posicionarlo directamente
en la trayectoria de las monedas. En vez de ello, tal como se ha
indicado anteriormente, el sensor (22) está diseñado para su montaje
adyacente al amortiguador (14) por fuera de la trayectoria de una
moneda u objeto similar, que se desplaza por el mecanismo de
manipulación de monedas. El sensor piezoeléctrico (22) está montado
en contacto directo con el amortiguador (14), de manera que, cuando
dicho amortiguador (14) recibe el choque de una moneda (10) u otro
objeto similar, el micromovimiento del amortiguador desvía
físicamente el sensor (22) provocando un cambio en la señal de
salida generada por el sensor.
Tal como se ha mostrado en la figura 3, en una
implementación, el sensor laminar piezoeléctrico (22) incluye una
primera sección (44) que está dispuesta en el lado de la pista de
circulación de la tapa (26) entre la tapa y el amortiguador (14). La
primera sección (44) comprende unas aletas (46) que están situadas
en sus extremos y que se acoplan por debajo de los salientes de
centraje o localización (32) (ver figura 5) para posicionar el
sensor (22) en su lugar. La primera sección (44) tiene también un
orificio (48) que está sustancialmente alineado con el orificio (38)
del amortiguador. De esta manera, se puede utilizar una única
varilla de fijación (36) para fijar el amortiguador (14) y el sensor
laminar piezoeléctrico (22) a la tapa (26). Una segunda sección
(50) del sensor (22) está dispuesta en un extremo inferior de la
primera sección (44) y forma sustancialmente ángulo recto con la
primera sección, una vez fijada a la tapa por el amortiguador (14) y
varilla de fijación (36). Una vez colocada en su lugar, la segunda
sección (50), del sensor laminar piezoeléctrico (22) está soportada
por la lengüeta (34) (ver figura 5). El amortiguador (14) descansa
entonces sobre la superficie superior de la segunda sección (50) que
está soportada directamente por la lengüeta (34).
El sensor (22) comprende también una tercera
sección curvada (52) dispuesta en el extremo superior de la primera
sección (44). La tercera sección (52) sobresale de la primera
sección (44) en dirección opuesta desde la segunda sección (50) y se
extiende por una primera ranura (68) (ver figuras 4 y 6) de la tapa
(26). La cuarta sección (54) sobresale de la tercera sección (52) en
dirección de alejamiento con respecto a la primera sección (44) y en
un plano sustancialmente paralelo a la primera sección (44). La
cuarta sección (54) tiene también un orificio (56) que se acopla
sobre un saliente (62) (ver figura 7) formado en el lado del sensor
de la tapa (26). El saliente (62) ayuda también a retener al sensor
(22) en su lugar. Dos salientes engrapados (57), (59) están fijados
a la cuarta sección (54) y proporcionan una conexión eléctrica a los
dos conductores o electrodos (58), (60) que alimentan un circuito
impreso con circuitos para procesar la salida del detector (22).
Una vez colocadas de manera apropiada, la
primera y segunda secciones (44), (50) del sensor (22) están
situadas sobre el lado de la pista de desplazamiento de la tapa (26)
(ver figura 5), mientras que la cuarta sección (54) está situada en
el lado opuesto o lado del sensor de la tapa (ver figura 7).
Tal como se ha indicado anteriormente, la
tercera sección (52) se extiende a través de la ranura (68). La tapa
(26) comprende también una segunda ranura (64) (ver figuras 4, 6 y
7) por debajo de la primera ranura (68). La segunda ranura (64), que
es adyacente al sensor (22), puede incrementar la desviación del
sensor (22) que resulta del micromovimiento del amortiguador (14),
cuando recibe el choque de una moneda (10). De manera similar, al
disponer múltiples curvaturas en el sensor (22), se puede
incrementar su sensibilidad. La sensibilidad del sensor (22), por lo
tanto, puede ser mejorada.
Tal como se ha mostrado en la figura 3, en una
implementación, el sensor laminar piezoeléctrico (22) incluye varias
capas, incluyendo una película base delgada (80) de fluoruro de
polivilideno (PVDF). En una implementación, la película (80) de PVDF
tiene un grosor aproximado de 110 micras y está recogida a unos
85ºC. En un lado de la película de PVDF (80), se dispone una capa de
tinta de plata positiva (82). Una capa de tinta de plata negativa
(84) queda dispuesta en la cara opuesta de la película de PVDF (80).
En algunas implementaciones, las capas conductoras positiva y
negativa (82), (84) cubren sustancialmente la totalidad de la
superficie de la película de PVDF (80). No obstante, los materiales
conductores pueden ser también depositados con un cierto dibujo para
ayudar a reducir la capacitancia global del sensor (22) y para
mejorar su sensibilidad. Se muestran dibujos a título de ejemplo
para las capas de tinta de plata (82), (84) en las figuras 3C, 3D y
3E. Las figuras 3C y 3D muestran un dibujo (82) de tinta de plata
positiva. De manera similar, la figura 3E muestra un dibujo (84) de
tinta de plata negativa, visto desde el lado del sensor (22) con el
dibujo de tinta positiva. Tal como se puede apreciar por estas
figuras, los dibujos de tinta conductora (82), (84) son dispuestos
sobre la segunda sección (50) y la tercera sección (52) del sensor
(22), y se prolongan sobre partes curvadas del sensor.
Preferentemente, la dirección de extensión de la película de PVDF
(80) es la indicada por la flecha (92) en la figura 3D.
Tal como se ha mostrado en la figura 3B, un
recubrimiento protector (86) queda dispuesto sobre la superficie del
sensor con la capa de la tinta positiva (82). Una capa adhesiva (88)
y una capa del sustrato (90) están dispuestas sobre la superficie de
la capa de tinta negativa (84). En una implementación, la capa
adhesiva (88) tiene un grosor aproximado de 0,0254mm (0,001
pulgadas), y la capa de sustrato (90), que puede incluir MYLAR,
tiene un grosor aproximado de 0,0508mm (0,002 pulgadas).
Inicialmente, el sensor (22) puede ser
sustancialmente plano y está curvado, tal como se ha mostrado en la
figura 3A, cuando está dispuesto en su lugar. Para disponer el
sensor (22) laminar piezoeléctrico y fijarlo a la tapa (26), se
puede llevar a cabo la siguiente secuencia de etapas. El sensor (22)
es retenido sobre la cara de la pista de desplazamiento de la tapa
(26), y la cuarta sección (54) es guiada por la ranura (68), de
manera que la cuarta sección aparece en el lado del sensor de la
tapa (26). La cuarta sección (54) es curvada hacia arriba, de manera
que queda posicionada tal como se ha mostrado en la figura 7. Las
secciones primera y segunda (44), (50) son curvadas, de manera que
el sensor (22) aparece tal como se ha mostrado en la figura 5. El
amortiguador (14) es colocado a continuación adyacente al sensor
(22) sobre el lado de la pista de desplazamiento de la tapa (26), y
la varilla de fijación (36) es insertada por el orificio previamente
taladrado (37) para fijar el sensor laminar piezoeléctrico (22) y el
amortiguador (14) en su lugar.
Tal como se ha mostrado en la figura 8, la
salida del sensor laminar piezoeléctrico (22) está dispuesta hacia
una entrada de un circuito de conmutación de alta impedancia (70).
El circuito conmutador (70) puede ser de cualquiera de varios tipos,
incluyendo un circuito de transistor, tal como un transistor de
efecto campo o un circuito de transistor de unión bipolar, o un
circuito integrado, tal como una puerta lógica CMOS o un comparador.
La salida del circuito de conmutación de alta impedancia (70) es
dispuesta hacia un circuito de retención (72). Cuando una moneda
choca con el amortiguador (14), de manera tal que el sensor (22)
genera la correspondiente señal de salida, el voltaje que aparece en
la salida de circuito conmutador (70) es suficiente para conmutar
el elemento de retención (72) del estado de reposición a un estado
activo. El elemento de retención (72) permanece en situación activa,
después de que haya terminado la señal de salida transitoria
procedente del sensor laminar piezoeléctrico (22). Una vez activado,
el elemento de retención (72) proporciona una señal de activación
que es utilizada para conmutar la potencia del sistema de la
modalidad de baja potencia o de reserva a una modalidad activa o de
alimentación de potencia. En la implementación mostrada en la figura
8, se facilita de manera continua un voltaje regulado por un
regulador de voltaje (74) al microcontrolador (76) asociado con el
mecanismo de manipulación de monedas. La señal de activación
procedente del elemento de retención (72) es facilitada a una
entrada del microcontrolador (76), lo que provoca el suministro
eléctrico al microcontrolador. Como resultado de la señal de
activación, también se suministra potencia a otros elementos del
mecanismo de manipulación de monedas, tales como los sensores de
identificación de monedas (18), (20), de manera que se pueden llevar
a cabo las funciones de validación de monedas. Una vez que el
microcontrolador (76) termina la validación de monedas y procesos
relacionados, repone el elemento de retención (72) y entra
nuevamente en la modalidad de potencia reducida. En algunos casos,
el microcontrolador (76) está programado para esperar durante un
periodo de tiempo predeterminado antes de entrar en la modalidad de
baja potencia. Si se insertan monedas adicionales en el mecanismo de
manipulación de monedas dentro de dicho periodo de tiempo
predeterminado, el microcontrolador ya se encuentra alimentado con
corriente eléctrica.
En una implementación alternativa, mostrada en
la figura 9, la señal de activación procedente del elemento de
retención (72) controla también la salida del regulador de voltaje
(74). De este modo, el regulador de voltaje (74) es conectado para
proporcionar el voltaje de salida regulado solamente cuando se
activa el elemento de retención (72), en otras palabras, después de
que el sensor laminar piezoeléctrico (22) detecta la presencia de
una moneda en el mecanismo de manipulación de monedas. Después de
completar los procesos de validación de monedas y otros
relacionados, el microcontrolador (76) libera el elemento de
retención (72). Entonces el sistema vuelve a su modalidad de baja
potencia o modalidad de espera, y el voltaje regulado es
desconectado del sistema. De este modo, durante la modalidad de baja
potencia, se suministra potencia solamente al circuito de
conmutación de alta impedancia (70) y al circuito de retención
(72).
Si bien, las configuraciones de las figuras 8 ó
9 pueden ser adecuadas para aplicaciones específicas, la
configuración de la figura 9 puede proporcionar una corriente de
reserva o reposo, muchas veces más baja que la configuración de la
figura 8. En algunas implementaciones, se puede obtener en la
configuración de la figura 9 una corriente de reposo o de espera muy
reducida del orden de un microamperio.
La figura 10 muestra un circuito, a título de
ejemplo, para implementar la configuración de la figura 9. El
circuito de conmutación de alta impedancia (70) comprende un
transistor (T1) que sirve como elemento de conmutación, cuyo estado
es controlado por la salida del sensor laminar piezoeléctrico (22).
El circuito de conmutación comprende también varias resistencias
(R1), (R2), (R3) y capacidades (C1), (C2) que sirven como filtro
para reducir ruidos. La salida del transistor (T1) sirve como
entrada a una puerta NAND indicada (NG1) en el circuito de retención
(72). La puerta (NG1) de tipo NAND es activada por un voltaje de
entrada y tiene una salida que está bloqueada por un par de diodos
(D1) y una resistencia (R4) a un voltaje regulado. Dos puertas
adicionales NAND indicadas NG2, NG3 forman un
flip-flop que puede ser dispuesto como resultado del
cambio de estado del transistor (T1) o pueden ser objeto de
reposición por una señal procedente del microcontrolador (76). Una
resistencia (R5) y un condensador (C3) proporcionan un retardo de
activación para la señal de reposición procedente del
microcontrolador (76). En una realización, el circuito conmutador
(70) y el circuito de retención (72) pueden quedar dispuestos,
junto con otra electrónica, sobre un panel de circuito fijado a la
plataforma del mecanismo de manipulación de monedas, opuesta a la
tapa (26).
Haciendo referencia todavía a la figura 10, la
salida del elemento de retención (72) es facilitada a la clavija
ON/OFF del regulador de voltaje (74). El regulador de voltaje (74)
recibe también un voltaje de entrada en la clavija V_{in}
procedente de un suministro de potencia (no mostrado). Cuando se
ajusta el elemento de retención (72), el voltaje regulado es
facilitado desde una clavija de salida (V_{out}) del regulador de
voltaje (74) al microcontrolador (76) que controla los circuitos de
validación de las monedas. Los condensadores (C7), (C8) sirven como
filtro para el voltaje regulado. Cuando el elemento de retención
(72) es objeto de reposición por el microcontrolador (76), se
desconecta el voltaje regulado. Una resistencia (R7) sirve como
activación de una clavija de ERROR que proporciona una señal al
microcontrolador (76) para indicar si el regulador de voltaje (74)
está funcionando de manera apropiada.
Las señales de entrada proporcionadas a través
de los diodos (D3), (D4) pueden ser utilizadas durante la prueba del
sistema para superar la señal procedente del sensor (22) y colocar
el sistema en modalidad de alimentación de potencia, con
independencia de la señal de salida procedente del sensor laminar
piezoeléctrico.
Tal como se ha descrito anteriormente, una
moneda insertada en el mecanismo de manipulación de las monedas cae
sobre el dispositivo amortiguador (14) de rebotes de monedas, que
absorbe o disipa la mayor parte de la energía cinética de la moneda,
de manera que la moneda rueda sustancialmente de forma suave a lo
largo de la pista de desplazamiento (16) por delante de los sensores
de identificación (18), (20). En otras implementaciones, el
dispositivo (14) de amortiguación de rebotes de monedas puede ser
sustituido por un bloque de material que no reduce sustancialmente
los rebotes de la moneda. Incluso en estas situaciones, cuando la
moneda choca contra el bloque de material, el micromovimiento del
bloque de material es detectado por el sensor laminar piezoeléctrico
(22), tal como se ha explicado anteriormente. Por lo tanto, el
bloque de material sirve como dispositivo de transferencia de
energía al transferir, por lo menos, una parte de la energía
cinética de la moneda a detectar por el detector laminar
piezoeléctrico (22).
El mecanismo de manipulación de monedas puede
ser utilizado en diferentes dispositivos activados por monedas,
tales como teléfonos de pago y máquinas de venta automática. La
potencia puede ser suministrada al regulador de voltaje (74), al
conmutador de alta impedancia (70), elemento de retención (72) y
sensor (22), por ejemplo, desde el bastidor del teléfono de pago o
de la máquina de venta automática. El mecanismo de manipulación de
monedas puede ser también utilizado en otros dispositivos accionados
por monedas, incluyendo parquímetros.
Otras implementaciones se desprenderán del
alcance de las reivindicaciones.
Claims (18)
1. Mecanismo para la manipulación de monedas,
que comprende:
una trayectoria para el desplazamiento de las
monedas (16, 24) que comprende:
- una pista de desplazamiento de las monedas;
- un dispositivo de transferencia de energía (14) que tiene una superficie superior dispuesta para recibir el choque de una moneda que se desplaza a lo largo de la trayectoria para las monedas; y
- un sensor (22), en el que, cuando choca una moneda el dispositivo (14) de transferencia de energía, el movimiento del dispositivo de transferencia de energía (24) desvía el sensor, provocando por lo tanto un cambio en la señal de salida del sensor (22); y
- un circuito (70,72) para procesar la señal de salida del sensor (22), de manera que el mecanismo de manipulación de monedas cambia de modalidad de reposo a modalidad activa de funcionamiento, en respuesta a la señal de salida desde el sensor indicando la presencia de una moneda en la trayectoria para las monedas,
- caracterizado porque el sensor (22) es un sensor laminar piezoeléctrico en contacto con el dispositivo de transferencia de energía (14), de manera que el sensor laminar piezoeléctrico comprende una serie de curvas, y porque la pista (16) para las monedas y el dispositivo (14) de transferencia de energía están situados en una primera cara de una tapa (26), y de manera que la tapa (26) comprende una primera ranura (68) a través de la cual la parte curvada del sensor laminar piezoeléctrico (22) pasa a una segunda cara de la tapa (26).
2. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 1, en el que la tapa (26) comprende una
segunda ranura (64) adyacente al sensor (22).
3. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 1, en el que:
el dispositivo de transferencia de energía
comprende un dispositivo (14) amortiguador de los rebotes de las
monedas.
4. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 1, en el que conexiones eléctricas,
procedentes del sensor laminar piezoeléctrico al circuito que
procesa la señal de salida, están conectadas a una sección del
sensor laminar piezoeléctrico (22) situado en el segundo lado de la
tapa.
5. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 4, en el que la segunda cara de la tapa
comprende un saliente, y en el que la sección del sensor laminar
piezoeléctrico al que están conectadas las conexiones eléctricas
incluye un orificio que se acopla sobre el saliente para ayudar a
retener el sensor laminar piezoeléctrico en su lugar.
6. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 3, en el que el sensor laminar
piezoeléctrico comprende una primera sección (44) dispuesta entre el
dispositivo amortiguador de rebotes de las monedas (14) y la tapa
(26), y una segunda sección (50) adyacente a una superficie inferior
del dispositivo amortiguador (14) de los rebotes de las monedas.
7. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 6, en el que la primera sección (44) del
sensor laminar piezoeléctrico (22) comprende aletas (46) para
posicionar el sensor laminar piezoeléctrico (22).
8. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 7, que comprende salientes (32) moldeados en
la primera cara de la tapa para posicionar las aletas del sensor
laminar piezoeléctrico.
9. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 6, en el que la segunda sección (50) del
sensor laminar piezoeléctrico (22) está soportada por una lengüeta
(34) fijada a la primera cara de la tapa.
10. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 6, en el que la tapa comprende una segunda
ranura (64) situada adyacente a la primera sección del sensor
laminar piezoeléctrico.
11. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 3, que comprende además un sensor de
identificación de monedas (18, 20), por delante del cual se desplaza
una moneda al discurrir ésta a lo largo de la pista de
desplazamiento de monedas (16), de manera que el sensor de
identificación de monedas está dispuesto en sentido descendente del
dispositivo amortiguador de choques de las monedas.
12. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 3, en el que la pista de desplazamiento para
las monedas tiene una superficie superior, y en el que la superficie
superior del dispositivo (14) de amortiguación de rebotes de las
monedas se encuentra sustancialmente alineada con la superficie
superior de la pista de desplazamiento para las monedas (16).
13. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 3, que comprende además una tapa, de manera
que la pista (16) para las monedas y el dispositivo amortiguador de
rebote de las monedas (14) están situados sobre una primera cara de
la tapa (26) y, de manera que una sección del sensor laminar
piezoeléctrico (22) está soportada por una lengüeta (34) fijada a la
primera cara de la tapa.
14. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 13, en el que el sensor laminar
piezoeléctrico (22) y el dispositivo (14) de amortiguación de los
rebotes de las monedas están fijados a la tapa (26).
15. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 14, en el que el sensor laminar
piezoeléctrico (22) y el dispositivo de transferencia de energía
(14) incluyen orificios sustancialmente alineados (38, 48) por
recibir una varilla de fijación (36) para fijar el sensor laminar
piezoeléctrico (22) y el dispositivo amortiguador (14) de los
rebotes de las monedas a la tapa (26).
16. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 1, que comprende un controlador (76) que
recibe una señal de activación cuando la señal de salida del sensor
laminar piezoeléctrico (22) indica la presencia de las monedas en la
trayectoria para las monedas y, en el que, en respuesta a la señal
de activación, el controlador (76) cambia desde una modalidad de
baja potencia a una modalidad activada para permitir la realización
de las funciones de validación de la moneda.
17. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 16, que comprende un elemento de retención
(72) que tiene un estado de activación, en el que la señal de
activación es facilitada al controlador (76), y un estado de
reposición en el que el controlador provoca que el elemento de
retención (72) sea objeto de reposición después de terminar las
funciones de validación de la moneda.
18. Mecanismo para la manipulación de monedas,
según la reivindicación 16, que comprende además un suministro de
potencia (74) para proporcionar potencia al controlador, de manera
que el suministro de potencia (74) puede recibir la señal de
activación, y en el que el suministro de potencia proporciona la
potencia al controlador (76) en respuesta a la recepción de la señal
de activación.
Applications Claiming Priority (2)
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