張明豪　金一鳴　郭楚寧　祁奕

摘 要：基于青少年喜歡儲(chǔ)錢(qián)的習(xí)慣而研制的分類及計(jì)數(shù)功能與一體的儲(chǔ)物錢(qián)罐，分類實(shí)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(chǔ)存空間中。計(jì)數(shù)的功能是：將每個(gè)儲(chǔ)存空間的錢(qián)幣計(jì)數(shù)，同時(shí)還有總錢(qián)數(shù)的計(jì)數(shù)。

關(guān)鍵詞：智能化；儲(chǔ)錢(qián)；分類；計(jì)數(shù)

一，市場(chǎng)前景

大多數(shù)青少年都有儲(chǔ)存錢(qián)幣的習(xí)慣，但目前市場(chǎng)上存在的儲(chǔ)錢(qián)罐，大多形式單一，沒(méi)有吸引性。鑒于現(xiàn)在社會(huì)的智能化的發(fā)展，把智能化運(yùn)用到存錢(qián)罐這種傳統(tǒng)的東西上，本身就具有很強(qiáng)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(qián)罐大多無(wú)法知道所儲(chǔ)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(fèi)的時(shí)間，并且由于假硬幣和真硬幣所含金屬成分不同，還可以達(dá)到區(qū)別真假硬幣得目的。同時(shí)，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了不同面額分配不同儲(chǔ)存空間，所以取錢(qián)時(shí)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(jī)，錢(qián)幣放置平臺(tái)及三個(gè)儲(chǔ)存空間

三，功能實(shí)現(xiàn)

實(shí)現(xiàn)分類和計(jì)數(shù)兩個(gè)功能。分類：是將紙幣和硬幣分到左右兩個(gè)儲(chǔ)存室中，右側(cè)儲(chǔ)存室有三個(gè)儲(chǔ)存空間分別儲(chǔ)存一角，五角以及一元的硬幣。計(jì)數(shù)：記錄總錢(qián)數(shù)和右側(cè)每個(gè)儲(chǔ)存空間里的硬幣個(gè)數(shù)

四，設(shè)計(jì)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(jī)。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(shuō)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(qián)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(diǎn)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(chǎng)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(lán)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(dāng)大的差異，根據(jù)這點(diǎn)顏色傳感器便可以對(duì)不同面額的紙幣進(jìn)行區(qū)分并反饋到單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)。

2，計(jì)數(shù)：將兩種傳感器與單片機(jī)相連接。在幣口處設(shè)置一個(gè)總數(shù)電子顯示器和三個(gè)對(duì)應(yīng)不同硬幣的計(jì)數(shù)器便于觀察錢(qián)數(shù)，存錢(qián)罐有兩個(gè)并列的存錢(qián)區(qū)，分別儲(chǔ)存紙幣和硬幣。通過(guò)傳感器將數(shù)值傳送到單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù)。并且右側(cè)硬幣儲(chǔ)存室的三個(gè)儲(chǔ)存空間每經(jīng)過(guò)一個(gè)硬幣便由單片機(jī)程序控制使之所對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器便增加一。

3，分離原理：在投幣口的正下方設(shè)置一個(gè)小型平臺(tái)用于暫時(shí)擱置錢(qián)幣，并且用電機(jī)與該平臺(tái)組成一體，通過(guò)顏色傳感器分辨錢(qián)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(duì)應(yīng)的顏色則控制電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)并根據(jù)顏色的差異進(jìn)行計(jì)數(shù)，若否，則順時(shí)針旋轉(zhuǎn)）若為紙幣則電機(jī)進(jìn)行逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45度使紙幣進(jìn)入左側(cè)儲(chǔ)存室。如果為硬幣則由單片機(jī)的編程控制電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45度，使硬幣進(jìn)入右側(cè)儲(chǔ)存室的中間儲(chǔ)存空間的又一個(gè)硬幣暫放平臺(tái)。這時(shí)電容傳感器開(kāi)始進(jìn)行檢測(cè)平臺(tái)上的硬幣，（由預(yù)先編好的程序控制使電容傳感器所反饋的不同電容值對(duì)應(yīng)不同的硬幣計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)并且控制電機(jī)左右旋轉(zhuǎn)）如果所得結(jié)果為一角硬幣所對(duì)應(yīng)的電介質(zhì)常數(shù)，則控制與平臺(tái)相連的電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度，使平臺(tái)傾斜正對(duì)通向左側(cè)儲(chǔ)存空間的開(kāi)口，使一角硬幣進(jìn)入左側(cè)儲(chǔ)存空間，2秒之后平臺(tái)復(fù)位；同理，如果所得結(jié)果對(duì)應(yīng)一元，則控制平臺(tái)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)正對(duì)通向右側(cè)儲(chǔ)存空間的開(kāi)口，使一元硬幣進(jìn)入右側(cè)儲(chǔ)存空間；當(dāng)然，當(dāng)所得結(jié)果既不是一角也不是一元時(shí)，那么結(jié)果肯定是五角，這是由程序控制旋轉(zhuǎn)平臺(tái)360°五角硬幣便可順利落入中間儲(chǔ)存空間，平臺(tái)處于原水平位置繼續(xù)工作。

五，總語(yǔ)

本產(chǎn)品就是通過(guò)分類，計(jì)數(shù)，硬幣分離三個(gè)方面為核心功能進(jìn)行工作的，運(yùn)用傳感器，電機(jī)，電子顯示器等元件由單片機(jī)進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)錢(qián)罐的智能化及自動(dòng)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(shè)計(jì)上可以看出該裝置能夠很好的達(dá)到預(yù)期的功能。并且目前市場(chǎng)上這種類型的產(chǎn)品還沒(méi)有出現(xiàn)，因此，一旦將該產(chǎn)品運(yùn)用到市場(chǎng)將會(huì)有很好的銷售前景。（作者單位：鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院）

參考文獻(xiàn)：

[1] 許光明 顏色檢測(cè)綜述[J] 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2015，28（3）：92—95.

[2] 盧川英 基于TCS230傳感器的顏色檢測(cè)系統(tǒng)[J] 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2008，（6）：621—626

[3] 蒙文舜 電容傳感器的原理及應(yīng)用[J] 現(xiàn)代電子技術(shù)，2003，07，028（7）：78—81