RU2088970C1

RU2088970C1 - Coin identifying and sorting device

Info

Publication number: RU2088970C1
Application number: RU94032423A
Authority: RU
Inventors: Александр Дмитриевич Бех; Виктор Иванович Дегтярук; Виктор Васильевич Чернецкий; Анатолий Алексеевич Морозов; Александр Иванович Толстун
Original assignee: Институт кибернетики им.В.М.Глушкова Национальной АН Украины
Priority date: 1994-09-07
Filing date: 1994-09-07
Publication date: 1997-08-27
Also published as: RU94032423A

Abstract

FIELD: data-measuring technique; closing mechanisms for automatic devices actuated by coins and tags. SUBSTANCE: device has generator, inductance coils arranged coaxially, magnetic circuit, coil line between inductance coils, actuating unit, and indicator; in addition, device is provided with frequency divider, pulse shaper for current induced in identified coin, desired-amplitude output pulse counter, and pulse-width detector; frequency divider and pulse shaper are connected between generator and one of inductance coils two remaining coils being differentially interconnected and connected to desired-amplitude output pulse counter and to first input of pulse-width detector whose outputs are connected to inputs of actuating unit; generator output is connected to second input of pulse-width detector. During coin movement, set of eddy-current signals is converted in magnetic circuit into single numeric characteristics; length of first polarity of output signal is converted into other numeric characteristics, and signal obtained after their processing is sufficient to identify the coin. EFFECT: enlarged functional capabilities and improved accuracy of coin identification. 2 dwg

Description

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, а точнее к механизмам включения автоматов, приводимых в действие монетами или жетонами. Оно предназначено для использования в торговых и кассовых автоматах, турникетах, телефонах-автоматах. The invention relates to information-measuring equipment, and more specifically to mechanisms for turning on automatic machines driven by coins or tokens. It is intended for use in vending machines and cash registers, turnstiles, pay phones.

Известно устройство для идентификации и сортировки монет, которое располагает для каждого номинала отдельным монетоприемником [1] содержащее задающий генератор, монетопровод, распознающий узел и исполнительный блок с индикатором. Однако для монет каждого номинала в таком устройстве необходим отдельный распознающий узел, содержащий множество датчиков, мимо которых плавно проходит контролируемая монета и каждый из которых реагирует на одну из характеристик монеты. A device for the identification and sorting of coins is known, which has a separate coin acceptor [1] for each denomination containing a master oscillator, a coin guide, a recognition unit and an executive unit with an indicator. However, for coins of each denomination in such a device, a separate recognition unit is required that contains many sensors, by which a controlled coin passes smoothly and each of which reacts to one of the characteristics of the coin.

Известно устройство с одним приемным узлом для всех номиналов монет, содержащее электромагнитные катушки и анализатор сигналов, например по гармоническим составляющим [2]
Общими с предлагаемым решением признаками такого устройства являются: задающий генератор, электромагнитные катушки, магнитопровод, монетопровод, анализатор сигналов, исполнительный блок с индикатором. Однако такому устройству необходима сложная аналоговая электроника для анализа сигналов, что не позволяет широко использовать данное устройство.A device with one receiving node for all denominations of coins, containing electromagnetic coils and a signal analyzer, for example, the harmonic components [2]
The features of such a device that are common with the proposed solution are: master oscillator, electromagnetic coils, magnetic circuit, coin conductor, signal analyzer, executive unit with indicator. However, such a device requires sophisticated analog electronics for signal analysis, which does not allow widespread use of this device.

Известно устройство для идентификации и сортировки монет, содержащее электромагнитные катушки и пороговый решающий узел, содержащий только двоичные логические элемента. A device for identifying and sorting coins containing electromagnetic coils and a threshold decision node containing only binary logic elements is known.

На фиг. 1,2 приведены схемы предлагаемого устройства. Оно состоит из генератора 1, мостовой схемы 2, формирователя сигнала 3, блока 4 определения числа экстремумов напряжения, индикатора 5, исполнительного блока 6. In FIG. 1.2 shows a diagram of the proposed device. It consists of a generator 1, a bridge circuit 2, a signal conditioner 3, a unit 4 for determining the number of voltage extremes, an indicator 5, an executive unit 6.

Устройство прототип работает следующим образом. The prototype device operates as follows.

Выходное напряжение генератора 1 поступает на мостовую схему 2, содержащую четыре катушки индуктивности, включенные в мостовую схему. При прохождении монет мимо съемных катушек мостовой схемы получают сигнал разбаланса моста, который имеет два максимума напряжения. Блок 4 определения числа экстремумов напряжения, состоит из триггера 7 и элемента задержки, позволяет фиксировать экстремум напряжения на выходе мостовой схемы 2. Импульс о балансе мостовой схемы 2 поступает с формирователя 3 сигнала на триггер и переводит его в единичное состояние. Выход триггера соединен с элементом 8 задержки. Через определенное время элемент 8 задержки выдает сигнал на исполнительный блок 6, открывая монете путь в кассу. При двойном экстремуме напряжения формирователь 3 сигнала выдает два импульса, которые за время задержки дважды переключают триггер, который запрещает поступление монеты в кассу, интерпретируя ее как суррогат. The output voltage of the generator 1 is supplied to the bridge circuit 2, containing four inductors included in the bridge circuit. When coins pass past the removable coils of the bridge circuit, they get a bridge unbalance signal, which has two voltage maximums. Block 4 for determining the number of voltage extremes, consists of a trigger 7 and a delay element, allows you to fix the voltage extreme at the output of the bridge circuit 2. The pulse about the balance of the bridge circuit 2 comes from the signal shaper 3 to the trigger and puts it in a single state. The trigger output is connected to the delay element 8. After a certain time, the delay element 8 gives a signal to the executive unit 6, opening the way for the cashier to the coin. With a double voltage extreme, the signal shaper 3 gives out two pulses, which during the delay time switch the trigger twice, which prevents the coin from entering the cash register, interpreting it as a surrogate.

Устройству-прототипу присущи следующие недостатки. Монеты разных геометрических размеров характеризуются различными амплитудами сигналов разбаланса моста. Поэтому для каждой монеты нужен свой приемный узел и отдельное решающее устройство, что не позволяет сделать автомат для приема монет различных достоинств. The prototype device has the following disadvantages. Coins of different geometric sizes are characterized by different amplitudes of the bridge unbalance signals. Therefore, each coin needs its own receiving unit and a separate decisive device, which does not allow making an automatic machine for receiving coins of various denominations.

Надежность отличения монет от суррогатов остается низкой, поскольку каждая монета характеризуется одним параметром сигнала только его амплитудным значением. The reliability of distinguishing coins from surrogates remains low, since each coin is characterized by one signal parameter only by its amplitude value.

Целью изобретения является создание такого устройства, которое контролирует множество номиналов монет не по одному параметру, а по нескольким, расширение его функциональных возможностей за счет определения числового вектора идентификации любой монеты и в результате повышение точности распознавания монет. The aim of the invention is the creation of such a device that controls a lot of coin values not by one parameter, but by several, expanding its functionality by determining the numerical identification vector of any coin and, as a result, increasing the accuracy of coin recognition.

Цель достигается тем, что монетопровод имеет геометрические размеры, позволяющие пропускать монеты любых достоинств. На интервале времени свободного движения монеты по монетопроводу поверхность монеты сканируется импульсным магнитным полем, которое является равномерным внутри щели, частично перекрываемой монетой. Зона равномерного поля возбуждения вихревых токов в монете представляет собой движущуюся вдоль монеты хорду. Двумя съемными катушками воспринимается только сигнал, индуцируемый вихревым полем монеты, а сигналы, индуцируемые полем возбуждения, вычитаются. Сигнал вихревых токов монете является двухпараметровым, он характеризуется амплитудой и длительностью первой полярности. Множество сигналов вихревых токов при движении монеты по монетопроводу преобразуется счетчиком выходных импульсов заданной амплитуды в первую числовую характеристику, а длительность первой полярности выходного сигнала преобразуется во вторую числовую характеристику широтно-импульсным детектором. Первая и вторая числовые характеристики являются компонентами числового вектора монеты. Множество векторов монеты определенного достоинства образуют двумерную область идентификации монеты. The goal is achieved in that the coin pipe has geometric dimensions, allowing coins of any value to pass through. In the time interval of the free movement of the coin along the coin pipe, the surface of the coin is scanned by a pulsed magnetic field, which is uniform inside the slot partially covered by the coin. The zone of the uniform field of eddy current excitation in the coin is a chord moving along the coin. With two removable coils, only the signal induced by the vortex field of the coin is perceived, and the signals induced by the field of excitation are subtracted. The eddy current signal of the coin is a two-parameter, it is characterized by the amplitude and duration of the first polarity. The set of eddy current signals when the coin moves along the coin pipe is converted by a counter of output pulses of a given amplitude into a first numerical characteristic, and the duration of the first polarity of the output signal is converted into a second numerical characteristic by a pulse-width detector. The first and second numerical characteristics are components of the numerical vector of the coin. Many coin vectors of a certain denomination form a two-dimensional coin identification area.

Таким образом, предлагаемое устройство содержит задающий генератор, катушки индуктивности, расположенные соосно, магнитопровод, окружающий катушку индуктивности, исполнительный блок, соединенный с индикатором, последовательно соединенные делитель частоты и формирователь импульсов тока возбуждения индуцированного тока в идентифицируемой монете, счетчик выходных импульсов заданной амплитуды и широтно-импульсный детектор, причем, делитель частоты и формирователь импульсов тока включены между задающим генератором и одной катушкой индуктивности, две другие катушки включены встречно и соединены со счетчиком выходных импульсов заданной амплитуды и с первым входом широтно-импульсного детектора, выходы которых соединены со входами исполнительного блока, выход задающего генератора соединен со вторым входом широтно-импульсного детектора. Thus, the proposed device contains a master oscillator, inductance coils arranged coaxially, a magnetic circuit surrounding the inductor, an executive unit connected to an indicator, a frequency divider and a pulse shaper of the excitation current of the induced current in an identifiable coin, an output pulse counter of a given amplitude and width -pulse detector, moreover, a frequency divider and a current pulse shaper are connected between the master oscillator and one coil in ductivity, the other two coils are turned on and connected to a counter of output pulses of a given amplitude and to the first input of a pulse-width detector, the outputs of which are connected to the inputs of the executive unit, the output of the master oscillator is connected to the second input of the pulse-width detector.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показывает, что отличительными признаками предлагаемого решения являются: последовательно соединенные делитель частоты и формирователь импульсов тока возбуждения индуцированного тока в идентифицируемой монете, счетчик выходных импульсов заданной амплитуды и широтно-импульсный детектор, причем, делитель частоты и формирователь импульсов тока включены между задающим генератором и одной катушкой индуктивности, две другие катушки включены встречно и соединены со счетчиком выходных импульсов заданной амплитуды и с первым входом широтноимпульсного детектора, выходы которых соединены со входом исполнительного блока, выход задающего генератора соединен со вторым входом широтно-импульсного детектора. A comparative analysis of the claimed device with the prototype shows that the distinguishing features of the proposed solution are: a series-connected frequency divider and a pulse shaper of the excitation current of the induced current in an identifiable coin, an output pulse counter of a given amplitude and a pulse-width detector, and the frequency divider and current pulse shaper are included between the master oscillator and one inductor, the other two coils are turned on and connected to the counter output pulses of a given amplitude and with the first input of a pulse-width detector, the outputs of which are connected to the input of the executive unit, the output of the master oscillator is connected to the second input of the pulse-width detector.

Схема предлагаемого устройства приведена на фиг.2. Оно содержит генератор 1, выход которого соединен с входом делителя частоты 2, выход которого через формирователь импульсов тока возбуждения индуцируемых токов подключен к катушке возбуждения 4, соосно с катушкой возбуждения размещены съемные катушки 5, 6; между съемной катушкой 5 и катушкой возбуждения 4 помещен монетопровод 7, катушки заключены в магнитопровод 8, съемные катушки 5, 6 включены встречно и соединены с счетчиком выходных импульсов заданной амплитуды 9 и широтно-импульсным детектором 10, второй вход которого подключен к генератору 1, выходы блоков 9 и 10 подключены к входам исполнительного блока 11, выход которого соединен с индикатором 12. A diagram of the proposed device is shown in figure 2. It contains a generator 1, the output of which is connected to the input of the frequency divider 2, the output of which through the pulse shaper of the excitation current of the induced currents is connected to the excitation coil 4, removable coils 5, 6 are placed coaxially with the excitation coil; a coin guide 7 is placed between the removable coil 5 and the excitation coil 4, the coils are enclosed in the magnetic circuit 8, the removable coils 5, 6 are turned on and connected to the output pulse counter of a given amplitude 9 and a pulse-width detector 10, the second input of which is connected to the generator 1, outputs blocks 9 and 10 are connected to the inputs of the Executive unit 11, the output of which is connected to the indicator 12.

Устройство для идентификации и сортировки монет работает следующим образом. Выходные импульсы генератора 1 поступают на делитель частоты, с выхода которого импульсы низкой частоты запускают формирователь импульсов тока 3. Импульсы тока преобразовываются катушкой 4 в импульсное магнитное поле, которое воздействует на монету, свободно перемещающуюся по монетопроводу 7. Все катушки имеют прямоугольное сечение. Во время движения монеты на нее воздействует магнитное поле катушки в виде движущейся вдоль монеты хорды. В положении, когда хорда совпадает с диаметром монеты, в съемных катушках 5, 6 индуцируется сигнал максимальной амплитуды. A device for identifying and sorting coins works as follows. The output pulses of generator 1 are supplied to a frequency divider, from the output of which low-frequency pulses start the current pulse shaper 3. The current pulses are converted by a coil 4 into a pulsed magnetic field that acts on a coin freely moving along the coin pipe 7. All coils have a rectangular cross-section. During the movement of the coin, the magnetic field of the coil acts on it in the form of a chord moving along the coin. In the position when the chord coincides with the diameter of the coin, a signal of maximum amplitude is induced in the removable coils 5, 6.

Когда монета находится на входе и выходе монетопровода, амплитуда выходных сигналов равна нулю, поскольку вихревые токи в монете отсутствуют, а катушки 5, 6 включены встречно и сигналы, создаваемые возбуждающим полем вычитаются. Выходные сигналы катушек, создаваемые индуцированным током, являются двухполярными. Счетчик выходных импульсов заданной амплитуды, выполненного, например, в виде компаратора и последовательного счетчика, определяется количество импульсов, а детектор 10 длительность сигнала. When the coin is at the input and output of the coin pipe, the amplitude of the output signals is zero, since there are no eddy currents in the coin, and coils 5, 6 are turned on and the signals generated by the exciting field are subtracted. The output signals of the coils generated by the induced current are bipolar. The counter of output pulses of a given amplitude, made, for example, in the form of a comparator and a sequential counter, determines the number of pulses, and the detector 10 is the duration of the signal.

Стоимость монеты отображается индикатором 12. Если обе цифровые компоненты цифрового вектора монеты не укладываются в область идентификации, то монета идентифицируется как суррогат. The coin value is displayed by indicator 12. If both digital components of the digital vector of the coin do not fit into the identification area, then the coin is identified as a surrogate.

Монета определенного достоинства характеризуется двумя многоразрядными числами. Первое число является функцией ее геометрических размеров, а второе функцией материала, из которого сделана монета. Этим определяется высокая точность проверки монеты на соответствие ее области идентификации. A coin of a certain denomination is characterized by two multi-digit numbers. The first number is a function of its geometric dimensions, and the second is a function of the material from which the coin is made. This determines the high accuracy of checking the coin for compliance with its identification area.

Поскольку числовые величины являются многоразрядными, то области идентификации монет не перекрываются. Это позволяет использовать один монетоприемник и один распознающий узел для монет всех достоинств. Это расширяет функциональные возможности и увеличивает точность распознавания идентифицируемой монеты. Since the numerical values are multi-digit, the coin identification areas do not overlap. This allows you to use one coin acceptor and one recognition unit for coins of all denominations. This extends the functionality and increases the recognition accuracy of the identified coin.

Claims

A device for identifying and sorting coins, comprising a generator, coils located coaxially, a magnetic circuit surrounding the coils, a coin circuit located between the coils, an executive unit connected to an indicator, characterized in that a frequency divider, an excitation current pulse shaper are introduced into the device an induced current in an identifiable coin, a counter of output pulses of a given amplitude and a pulse-width detector, moreover, the frequency divider the field of excitation current pulses is connected between the generator and one inductor, the other two coils are turned on and connected to a counter of output pulses of a given amplitude and the first input of the pulse-width detector, the outputs of which are connected to the inputs of the executive unit, the generator output is connected to the second input of the pulse-width detector.