ITMI20070930A1 - Dispositivo di conteggio monete particolarmente per sistemi di immissione e/o di erogazione di monete metalliche. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha come oggetto un dispositivo di conteggio monete particolarmente per sistemi di immissione e/o di erogazione di monete metalliche, e/o gettoni metallici e non metallici.

Per un efficiente utilizzo da parte degli utenti dei sistemi di pagamento su distributori automatici, parchimetri, erogatori di biglietti e simili si richiede che questi sistemi possano accettare qualsiasi tipo di moneta e/o banconota in corso legale e restituire un resto corrispondente alla differenza fra il denaro contante introdotto ed il costo del bene e/o servizio acquistato.

L'erogazione del resto necessita dell'uso di un dispositivo di accumulo delle monete e/o banconote da rendere all'utente, mediante il quale le singole monete e/o banconote possono essere restituite una alla volta secondo la necessità. Sono note due modalità di restituzione delle monete: hopper o a tubi.

Negli hopper le monete sono disposte un modo disordinato ed uno strumento di erogazione, normalmente un disco rotante, rimescola contemporaneamente le monete per raccoglierne una per la successiva espulsione.

Nei tubi le monete sono impilate in senso verticale. Per facilitare la corretta disposizione delle monete, queste sono incolonnate all'interno di un tubo il cui diametro interno è di poco superiore al diametro delle monete. In questo caso, le monete possono essere più facilmente raccolte da un estrattore che preleva dalla colonna la moneta disposta piu in basso. Inoltre, la disposizione ordinata delle monete permette un impaccamento più efficiente delle stesse ed un'erogazione più regolare, non dipendendo quest'ultima dal casuale allineamento di una moneta con il dispositivo di estrazione, come avviene invece negli hopper.

Per una corretta gestione della contabilità di un sistema di pagamento a moneta e/o banconota contante, dove siano previsti sistemi di erogazione del resto, periodicamente e' necessario accertarsi che la somma tra il valore totale introdotto e il valore contenuto nel sistema di erogazione all’inizio di un periodo di verifica sia uguale alla somma tra valore venduto, valore restituito come resto e valore contenuto nel sistema di erogazione resto alla fine del periodo di verifica stesso.

Il valore totale introdotto può essere ottenuto come somma del valore delle monete/banconote inserite nel sistema. Il valore restituito del sistema rendi-resto è la somma del valore delle monete/banconote rese dal sistema. Il sistema di pagamento calcola anche il valore venduto, sommando i valori dei beni/servizi acquistati e/o venduti. Il valore nel sistema di erogazione resto alla fine del periodo di verifica può essere calcolato solo sulla base dell'ipotesi di conoscere tale valore all'inizio del periodo di verifica, sommando a quest'ultimo valore la differenza tra il valore entrato nel sistema di erogazione resto ed il valore restituito dal sistema di erogazione resto.

È quindi evidente come un errore di calcolo o conteggio del valore nel sistema di erogazione resto all'inizio del periodo di verifica risulti in un errore nel calcolo del valore nel sistema di erogazione resto alla fine del periodo di verifica, e come ogni errore nel calcolo del valore entrato nel sistema di erogazione resto o del valore da questo restituito si ripercuota in una valutazione errata del valore nel sistema di erogazione resto alla fine del periodo di verifica, errore che non può essere corretto se non contando direttamente le monete/banconote effettivamente contenute nel sistema di erogazione resto al momento della verifica.

Compito della presente invenzione è determinare in qualsiasi istante il numero di monete presenti nei tubi di un sistema di immissione di monete e di erogazione di resti in monete, per permettere la verifica automatica puntuale e istantanea del bilancio dei vari valori in gioco sopra indicati.

Nell'ambito del compito sopra esposto, uno scopo del trovato è controllare sia il corretto funzionamento del sistema di erogazione resto sia eventuali furti o manipolazioni del contenuto di monete.

Un altro scopo è di verificare puntualmente anche il processo di indirizzamento di una moneta in un tubo, conteggiando l'aumento di un'unità nel numero di monete in caso di immissione di una moneta nel tubo, ed il processo di restituzione delle monete, conteggiando l'effettiva diminuzione di un'unità nel numero di monete presenti nel tubo nel caso di erogazione di una moneta.

Non ultimo scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo che sia di elevata affidabilità, di relativamente facile realizzazione e a costi competitivi.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un dispositivo di conteggio monete particolarmente per sistemi di immissione o erogazione di monete metalliche e/o gettoni metallici e non metallici, comprendente almeno una struttura di contenimento adatta a sostenere una pila di monete, caratterizzato dal fatto di comprendere un gruppo di rilevazione avente almeno un emettitore di luce ed almeno un ricevitore di luce, il gruppo di rilevazione essendo disposto ad un'estremità aperta della struttura di contenimento in modo che il ricevitore possa ricevere un fascio di luce riflessa o diffusa da una superficie di estremità della pila di monete e proveniente dall'emettitore, il dispositivo di conteggio comprendendo ulteriormente mezzi di elaborazione collegati al gruppo di rilevazione ed adatti a determinare l'altezza della pila di monete mediante triangolazione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, del dispositivo secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 è una vista schematica del dispositivo secondo una forma di realizzazione dell'invenzione;

la figura 2 mostra la rilevazione di due diverse altezze della colonna di monete nel dispositivo secondo l'invenzione;

le figure 3a e 3b mostrano due possibili posizioni del fascio luminoso focalizzato utilizzato nell'invenzione;

la figura 4 è una seconda forma di realizzazione dell'invenzione.

Con riferimento alle figure citate, il dispositivo secondo il trovato comprende una struttura 2 per il contenimento di monete impilate. Le monete, preferibilmente tutte dello stesso tipo per comodità di erogazione e di classificazione, vengono accumulate nella struttura 2 incolonnate una sopra all'altra in modo da formare una pila o colonna 3 che si appoggia in orizzontale sulla base della struttura di contenimento 2.

La struttura di contenimento 2 può essere un tubo convenzionale, avente sezione di forma qualsiasi e diametro sostanzialmente uguale o poco superiore al diametro delle monete, in modo da mantenere impilate in modo sostanzialmente verticale le monete.

La determinazione del numero di monete presenti in un tubo può essere effettuata misurando l'altezza h della pila 3; nei limiti delle tolleranze di spessore per le monete, il numero di monete è semplicemente dato dal rapporto h/t tra l'altezza della pila e lo spessore medio t di una moneta, quest'ultimo ovviamente noto a priori.

Per rilevare l'altezza della pila e, quindi, il numero di monete nella struttura 2 l'invenzione prevede un gruppo di rilevazione disposto in modo da affacciarsi ad almeno un'estremità della pila 3, preferibilmente la sua sommità, in corrispondenza di un'estremità della struttura 2. Nel caso di figura 1, in cui la struttura di contenimento 2 è un tubo convenzionale, il gruppo di rilevazione è disposto in corrispondenza dell'imboccatura del tubo.

Il gruppo di rilevazione comprende un emettitore 4 di luce collimata 6 ed un ricevitore 5 sensibile alla posizione del fascio di luce 7 proiettato su di esso. L'emettitore 4 ed il ricevitore 5, disposti ad una distanza d tra loro e, preferibilmente, ad una medesima distanza dal fondo della struttura di contenimento 2 su cui poggia la pila di monete 3, sono collegati ad un mezzo elettronico di elaborazione, ad esempio un microprocessore 30, il quale è in grado di comandare l'accensione e lo spegnimento dell'emettitore 4, di leggere le fotocorrenti generate dal ricevitore 5 e di effettuare calcoli sulle misure rilevate mediante triangolazione, in modo da determinare l'altezza della pila di monete 3 e, quindi, il loro numero.

Nell'invenzione, il fascio di luce 7 ricevuto dal ricevitore 5 è parte della luce riflessa o diffusa dalla superficie della pila 3 illuminata dal fascio collimato 6 proveniente dall'emettitore 4.

Se è noto l'angolo a formato tra il raggio incidente e riflesso/diffuso, è possibile calcolare l'altezza h della pila di monete 3 e, quindi, il loro numero h/t . Infatti, detta D la distanza tra il piano dell'emettitore 4 e del ricevitore 5 e la faccia riflettente della pila di monete .3, si ha che tan (a/2)=d/(2D) e la distanza tra il piano emettitore/ricevitore e la base della pila 3 è nota.

Dalla figura 2 si può rilevare che, per due quote differenti 12 e 13 delle superiici di sommità della pila di monete 3, si ha un differente angolo a tra il raggio 6 incidente sulle superfici ed i raggi riflessi/diffusi 7' e 7·' visti dal ricevitore 5.

L'emettitore dì luce 4 può comprendere un diodo LED, preferibilmente infrarosso, ed eventualmente un'apposita lente (non illustrata) avente lo scopo di collimare la luce del LED, qualora questa non abbia una divergenza sufficientemente bassa. Alternativamente al LED è possibile usare un diodo LASER o un VCSEL con lente di collimazione, o altri emettitori di luce noti.

Il ricevitore 5 può essere un fotodiodo sensibile alla posizione della luce ( Position Sensitive Detector o PSD) oppure un sensore 21 a doppio fotodiodo composto da una coppia di fotodiodi 21a 21b molto vicini fra di loro, oppure un sensore lineare di tipo CMOS, CCD o di altra tecnologia.

Chiaramente, il tecnico del ramo apprezzerà che il sensore del ricevitore 5 può contenere un numero qualsiasi di fotodiodi, purché attraverso l'insieme di questi fotodiodi sia possibile determinare la posizione di una macchia {"spot" ) di luce sulla superficie sensibile del sensore.

Indipendentemente dal particolare sensore utilizzato, si preferisce utilizzare una lente 24 posta di fronte al ricevitore 5, in modo da concentrare sulla superficie sensibile del ricevitore 5 la luce 7 riflessa/diffusa dalla superficie della pila 3, generando una macchia luminosa 27 la cui posizione sul ricevitore 5 dipende all'angolo a.

Nella figura 3a sono illustrate due diversi situazioni in cui può trovarsi il doppio fotodiodo 21, a seconda dell'altezza h della pila di monete 3.

In particolare, con riferimento alle figure 3a e 3b un raggio 22 corrispondente ad un angolo a alto (ovvero ad un'altezza della pila 3 elevata) proietta sul sensore 21 una macchia 25 in posizione maggiormente laterale rispetto a quella della macchia 26 derivante da un raggio 23 corrispondente ad un angolo a piu. basso ovvero ad un'altezza della pila 3 minore.

La quantità totale di luce che raggiunge il sensore dipende dalle caratteristiche di riflessione della superficie della moneta, mentre la quantità di luce che raggiunge ogni singola sezione del sensore dipende dalla posizione delle monete. L'angolo a può essere calcolato in base allo scostamento del punto di incidenza o macchia 25 rispetto ad una posizione (e quindi un'angolazione a) nota, ad esempio rispetto alla posizione della macchia 26.

L'altezza h della pila di monete 3 può, quindi, essere calcolata dal microprocessore 30 a partire dal rapporto (I(21a)-I(21b)]/[I(21a)+1(21b)] e dalla formula tan(a/2)=d/(2D), dove I(21a) ed I(21b) sono le rispettive fotocorrenti generate dalle due sezioni 21a e 21b del sensore 21 a doppio fotodiodo.

Nel caso di un sensore di tipo PSD o FIN, il quale è tipicamente dotato di quattro elettrodi che trasportano altrettante fotocorrenti, l'altezza h della pila di monete 3 potrà essere determinata da un analogo rapporto tra differenza e somma delle fotocorrenti generate in quei due elettrodi che permettono di determinare la coordinata complanare ai raggi 6 e 7.

Per ridurre la sensibilità del dispositivo alla luce ambientale, che altererebbe la somma delle fotocorrenti, sia l'emettitore 4 sia il ricevitore 5 possono essere opportunamente filtrati per operare a luce infrarossa.

Allo scopo di semplificare la costruzione del dispositivo secondo l'invenzione, la parte ottica dell'emettitore 4 e del ricevitore 5 possono essere realizzate con un unico stampo di materiale trasparente alla luce infrarossa ed opaco alla luce visibile, montato direttamente su un circuito stampato che porta i componenti elettronici (LED e diodi PIN).

Vantaggiosamente, l'emettitore 4 può essere alternativamente acceso e spento dal microprocessore 30, per ottenere quattro misure di fotocorrente, lofi(2la), lofi(21b), Ion(21a), Ion(21b) in ogni periodo di verifica.

Le correnti lofi, chiamate anche fotocorrenti di buio, sono dovute alle correnti di perdita dei fotodiodi e all’effetto della luce ambientale. Pertanto, le correnti [Ion(21a>- loff(21a)] e [Ion(21b)-loff(21b)] sono depurate dall'effetto della luce ambientale. Sostituendo queste differenze, rispettivamente, ai termini I(21a) ed I(21b) nel rapporto delle correnti sopra definito, il microprocessore 30 ottiene una valida espressione per calcolare l'altezza della pila 3 che non dipende dalla luce ambientale né dall'effettiva capacità di riflessione da parte delle monete 3.

Poiché nei sistemi di erogazione del resto i tubi per il contenimento delle pile di monete sono affiancati uno all'altro, in una seconda forma di realizzazione dell'invenzione, illustrata in figura 4, viene prevista una pluralità di strutture di contenimento per pile di monete 56, 57, 58 e 59 e le strutture di contenimento adiacenti tra loro condividono un emettitore E o un ricevitore R, in modo che ciascun emettitore comune E possa illuminare le corrispondenti strutture di contenimento adiacenti (57-58) e, analogamente, ciascun ricevitore comune R possa ricevere luce riflessa dalle monete delle corrispondenti strutture di contenimento adiacenti (56-57 o 58-59).

Il microprocessore 30, in questo caso, è preferibilmente collegato a tutti gli emettitori E e ricevitori R e può analizzare i dati, ad esempio, attivando e disattivando in successione ciascuna coppia emettitore-ricevitore, in modo che le fotocorrenti di ogni ricevitore comune R siano lette dal microprocessore 30 in modo indipendente per ogni struttura di contenimento.

Si è in pratica constatato come il dispositivo secondo il trovato assolva pienamente il compito prefissato in quanto consente di determinare in qualsiasi istante il numero di monete presenti nei tubi di un sistema di immissione di monete e/o di erogazione di resti in monete, per consentire la verifica automatica puntuale e istantanea del bilancio dei vari valori in gioco.

Benché il dispositivo secondo il trovato sia stato concepito in particolare per sistemi di immissione e/o erogazione di monete, potrà comunque essere utilizzato, più generalmente, per sistemi che accumulano e conteggiano monete o gettoni. È possibile eventualmente utilizzare il dispositivo secondo l'invenzione anche per verificare se un tubo è troppo pieno di monete, controllando che l'altezza della pila di monete 3 non superi un valore predeterminato e segnalando 1<1>avvenuto riempimento del tubo.

Il dispositivo, cosi concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (10)

1. R IV EN D ICA Z ION I 1. Dispositivo di conteggio monete particolarmente per sistemi di immissione e/o erogazione di monete metalliche e/o gettoni metallici e non metallici, comprendente almeno una struttura di contenimento adatta a sostenere una pila di monete, caratterizzato dal fatto di comprendere un gruppo di rilevazione avente almeno un emettitore di luce ed almeno un ricevitore di luce, detto gruppo di rilevazione essendo disposto ad un'estremità aperta di detta almeno una struttura di contenimento in modo che il ricevitore possa ricevere un fascio di luce riflessa o diffusa da una superficie di estremità di detta pila di monete e proveniente dall'emettitore, il dispositivo di conteggio comprendendo ulteriormente mezzi di elaborazione collegati al gruppo di rilevazione ed adatti a determinare l'altezza di detta pila di monete mediante triangolazione.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui il ricevitore è adatto a generare fotocorrenti dipendenti dalla posizione di un punto di incidenza di detto fascio riflesso o diffuso sul ricevitore, detti mezzi di elaborazione essendo adatti a calcolare detta posizione in base a dette fotocorrenti.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui il ricevitore comprende un fotodiodo sensibile alla posizione della luce oppure una pluralità di fotodiodi adiacenti, e comprende ulteriormente una lente o un collimatore per focalizzare la luce su una superficie sensibile di detto ricevitore.
4. 4.Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui l'emettitore comprende almeno un diodo LED, oppure un LASER o un VCSEL, eventualmente accoppiati ad una lente o collimatore per ridurre la divergenza della luce generata.
5. 5. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui l'emettitore è un emettitore di luce infrarossa o comprende un filtro trasparente alla sola luce infrarossa, ed il ricevitore è sensibile alla sola luce infrarossa o comprende un filtro trasparente alla sola luce infrarossa.
6. 6. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui l'emettitore ed il ricevitore sono realizzati in un unico pezzo.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui i mezzi di elaborazione sono adatti ad accendere e spegnere alternativamente l'emettitore, a prelevare valori di fotocorrente di buio del ricevitore quando l'emettitore è spento e a determinare detta posizione in base alle fotocorrenti al netto dei corrispondenti valori di fotocorrente di buio e/e della luce ambiente.
8. 8. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui i mezzi di elaborazione sono atti a verificare che l'altezza di detta pila di monete raggiunga un valore predeterminato.
9. 9. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente una pluralità di dette strutture di contenimento disposte adiacenti tra loro ed una pluralità di detti emettitori e/o di detti ricevitori, almeno uno di detti emettitori e/o di detti ricevitori essendo condiviso tra almeno due strutture di contenimento adiacenti, in modo da illuminare, o rispettivamente ricevere luce riflessa da, rispettive pile di monete contenute in dette almeno due strutture di contenimento.
10. 10. Apparecchiatura per immissione e/o erogazione di monete, caratterizzata dal fatto di comprendere il dispositivo di conteggio secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, per contare le monete entranti in e/o uscenti dalle strutture di contenimento.