張明豪　金一鳴　郭楚寧　祁奕

摘 要：基于青少年喜歡儲錢的習慣而研制的分類及計數(shù)功能與一體的儲物錢罐，分類實現(xiàn)的功能是：能夠?qū)⒓垘藕陀矌欧诸?，還能將硬幣中不同面額的分到不同儲存空間中。計數(shù)的功能是：將每個儲存空間的錢幣計數(shù)，同時還有總錢數(shù)的計數(shù)。

關(guān)鍵詞：智能化；儲錢；分類；計數(shù)

一，市場前景

大多數(shù)青少年都有儲存錢幣的習慣，但目前市場上存在的儲錢罐，大多形式單一，沒有吸引性。鑒于現(xiàn)在社會的智能化的發(fā)展，把智能化運用到存錢罐這種傳統(tǒng)的東西上，本身就具有很強的吸引力，不僅形式新穎而且功能更加方便、全面，并且現(xiàn)有的存錢罐大多無法知道所儲存的硬幣的多少，這種裝置的發(fā)明可以很好的解決去數(shù)硬幣和紙幣所花費的時間，并且由于假硬幣和真硬幣所含金屬成分不同，還可以達到區(qū)別真假硬幣得目的。同時，因為實現(xiàn)了不同面額分配不同儲存空間，所以取錢時更加方便、快捷。

二，結(jié)構(gòu)組成

金額顯示部分：電子顯示器 金額區(qū)分部分：電容傳感器及顏色傳感器 硬幣分離部分：電機，錢幣放置平臺及三個儲存空間

三，功能實現(xiàn)

實現(xiàn)分類和計數(shù)兩個功能。分類：是將紙幣和硬幣分到左右兩個儲存室中，右側(cè)儲存室有三個儲存空間分別儲存一角，五角以及一元的硬幣。計數(shù)：記錄總錢數(shù)和右側(cè)每個儲存空間里的硬幣個數(shù)

四，設計原理

1，分類：本產(chǎn)品的核心主要是電容傳感器和顏色傳感器，單片機。電容傳感器主要是為了區(qū)分不同面值的硬幣，顏色傳感器主要是用于區(qū)分不同面值的紙幣。下面說一下為什么電容傳感器和顏色傳感器能夠區(qū)分不同金額的錢幣：我們知道一角，五角，一元的硬幣所含有的金屬成分各不相同：一角硬幣主要材質(zhì)是不銹鋼，五角的主要材質(zhì)是鋼芯鍍銅合金，一元的主要材質(zhì)是鋼芯鍍鎳。由于材質(zhì)不同那么它們的電介質(zhì)常數(shù)肯定不同，根據(jù)這點差異電容傳感器便可以區(qū)分不同面額的硬幣。紙幣最重要的特征區(qū)別是顏色的不同，目前市場上用的最多的是一元，五元，十元，二十，五十和一百的紙幣，一元的主色調(diào)是橄欖綠，五元是紫色，十元是藍黑色，二十元是棕色，五十元是深綠色，一百元是紅色。它們的主色調(diào)存在著相當大的差異，根據(jù)這點顏色傳感器便可以對不同面額的紙幣進行區(qū)分并反饋到單片機進行計數(shù)。

2，計數(shù)：將兩種傳感器與單片機相連接。在幣口處設置一個總數(shù)電子顯示器和三個對應不同硬幣的計數(shù)器便于觀察錢數(shù)，存錢罐有兩個并列的存錢區(qū)，分別儲存紙幣和硬幣。通過傳感器將數(shù)值傳送到單片機進行計數(shù)。并且右側(cè)硬幣儲存室的三個儲存空間每經(jīng)過一個硬幣便由單片機程序控制使之所對應的計數(shù)器便增加一。

3，分離原理：在投幣口的正下方設置一個小型平臺用于暫時擱置錢幣，并且用電機與該平臺組成一體，通過顏色傳感器分辨錢幣是硬幣還是紙幣。（事先編好程序若顏色傳感器反饋的是紙幣對應的顏色則控制電機逆時針旋轉(zhuǎn)并根據(jù)顏色的差異進行計數(shù)，若否，則順時針旋轉(zhuǎn)）若為紙幣則電機進行逆時針旋轉(zhuǎn)45度使紙幣進入左側(cè)儲存室。如果為硬幣則由單片機的編程控制電機順時針旋轉(zhuǎn)45度，使硬幣進入右側(cè)儲存室的中間儲存空間的又一個硬幣暫放平臺。這時電容傳感器開始進行檢測平臺上的硬幣，（由預先編好的程序控制使電容傳感器所反饋的不同電容值對應不同的硬幣計數(shù)器進行計數(shù)并且控制電機左右旋轉(zhuǎn)）如果所得結(jié)果為一角硬幣所對應的電介質(zhì)常數(shù)，則控制與平臺相連的電機順時針旋轉(zhuǎn)一定角度，使平臺傾斜正對通向左側(cè)儲存空間的開口，使一角硬幣進入左側(cè)儲存空間，2秒之后平臺復位；同理，如果所得結(jié)果對應一元，則控制平臺逆時針旋轉(zhuǎn)正對通向右側(cè)儲存空間的開口，使一元硬幣進入右側(cè)儲存空間；當然，當所得結(jié)果既不是一角也不是一元時，那么結(jié)果肯定是五角，這是由程序控制旋轉(zhuǎn)平臺360°五角硬幣便可順利落入中間儲存空間，平臺處于原水平位置繼續(xù)工作。

五，總語

本產(chǎn)品就是通過分類，計數(shù)，硬幣分離三個方面為核心功能進行工作的，運用傳感器，電機，電子顯示器等元件由單片機進行控制實現(xiàn)了儲錢罐的智能化及自動化。在功能和工藝外觀上都比較新穎。在原理上和結(jié)構(gòu)設計上可以看出該裝置能夠很好的達到預期的功能。并且目前市場上這種類型的產(chǎn)品還沒有出現(xiàn)，因此，一旦將該產(chǎn)品運用到市場將會有很好的銷售前景。（作者單位：鄭州大學機械工程學院）

參考文獻：

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