一種智能儲(chǔ)蓄罐的設(shè)計(jì)

文/張意如

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，普通的硬幣儲(chǔ)蓄罐已經(jīng)無(wú)法滿足人們使用的需求，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的硬幣儲(chǔ)蓄罐主要的功能是對(duì)硬幣進(jìn)行存儲(chǔ)，而不能對(duì)硬幣的幣種進(jìn)行分類，也不能對(duì)硬幣的數(shù)量及金額進(jìn)行顯示。因此，為使儲(chǔ)蓄罐實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分揀硬幣、分別儲(chǔ)存硬幣、對(duì)儲(chǔ)蓄罐內(nèi)的幣種和數(shù)量進(jìn)行顯示等功能，應(yīng)對(duì)儲(chǔ)蓄罐進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)，以提高儲(chǔ)蓄罐的實(shí)用性。

1 智能儲(chǔ)蓄罐的總體設(shè)計(jì)

智能儲(chǔ)蓄罐設(shè)計(jì)的控制核心主要以STM32 單片機(jī)組成，本設(shè)計(jì)主要由投幣模塊、整理模塊、統(tǒng)計(jì)模塊、儲(chǔ)蓄模塊、出幣模塊、等五部分組成。

1.1 投幣模塊

投幣模塊是通過(guò)獨(dú)立開關(guān)進(jìn)行控制的，當(dāng)用戶投入多枚硬幣時(shí)，打開投幣模塊的開關(guān)，使裝置的電機(jī)振動(dòng)，從而保證硬幣有序的進(jìn)入整理模塊。當(dāng)所有的硬幣都進(jìn)入到整理模塊后，便可以關(guān)掉開關(guān)。

1.2 整理模塊

整理模塊是通過(guò)一個(gè)分類軌道來(lái)完成工作的，通過(guò)測(cè)量不同幣種的直徑，從而設(shè)置不同規(guī)格的方孔。與此同時(shí)，分類軌道的合理放置，能夠保證不同規(guī)格的硬幣依次進(jìn)入儲(chǔ)蓄模塊。為了防止硬幣出現(xiàn)重疊的情況，應(yīng)在分類軌道的入口處設(shè)置一個(gè)擋板。除此之外，還要額外設(shè)計(jì)一個(gè)出口，因?yàn)楫?dāng)硬幣進(jìn)入軌道時(shí)速度較快，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致硬幣無(wú)法正常進(jìn)入軌道，這個(gè)出口的設(shè)置能夠解決這一問(wèn)題。

1.3 統(tǒng)計(jì)模塊

為了使儲(chǔ)蓄罐能夠?qū)τ矌诺臄?shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以通過(guò)加入光電傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，光電檢測(cè)具有精準(zhǔn)度高、反應(yīng)快等特點(diǎn)。為使儲(chǔ)蓄罐實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)功能，首先需要在整理模塊和儲(chǔ)蓄模塊加裝光電傳感器。光線通過(guò)發(fā)射器發(fā)出，然后被接收器接收，當(dāng)傳感器感受到硬幣通過(guò)時(shí)，硬幣會(huì)阻擋光線，這時(shí)傳感器就會(huì)產(chǎn)生信號(hào)并傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，從而完成硬幣數(shù)量的統(tǒng)計(jì)工作。

1.4 儲(chǔ)蓄模塊

儲(chǔ)蓄模塊的主要作用就是對(duì)硬幣進(jìn)行存儲(chǔ)，為了方便硬幣的傳送，一般該模塊都會(huì)采用筒式裝置。設(shè)計(jì)人員一定要控制好圓筒直徑的大小，過(guò)大或過(guò)小都會(huì)引發(fā)一些問(wèn)題，影響模塊的正常工作。因此，應(yīng)使圓筒直徑稍大于硬幣直徑。

1.5 出幣模塊

出幣模塊主要由矩陣鍵盤、顯示屏、步進(jìn)電機(jī)組成，在進(jìn)行出幣操作時(shí)，首先需要借助矩陣鍵盤輸入出幣金額，控制單元通過(guò)算法，將使面額較大的硬幣優(yōu)先完成出幣工作，同時(shí)控制單元通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將硬幣傳送到出幣口。

2 智能儲(chǔ)蓄罐的控制程序設(shè)計(jì)

2.1 入幣程序設(shè)計(jì)

為了提高儲(chǔ)蓄罐的智能化程度，使儲(chǔ)蓄罐能夠顯示每一個(gè)幣種的數(shù)量和硬幣總數(shù)，就需要對(duì)儲(chǔ)蓄罐進(jìn)行入幣程序設(shè)計(jì)，首先硬幣需要通過(guò)整理模塊，然后穿過(guò)軌道并根據(jù)硬幣直徑的不同分別進(jìn)入不同規(guī)格的方孔，最后到達(dá)儲(chǔ)蓄模塊。當(dāng)傳感器感受到硬幣通過(guò)時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后會(huì)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)的控制單元。當(dāng)用戶每投入一枚硬幣時(shí)，智能儲(chǔ)蓄罐就會(huì)對(duì)相應(yīng)幣種的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后將每個(gè)幣種的數(shù)量和金額在顯示屏上顯示出來(lái)。

2.2 出幣程序設(shè)計(jì)

智能儲(chǔ)蓄罐出幣程序的設(shè)計(jì)主要是為了實(shí)現(xiàn)智能取幣的功能，出幣控制程序的流程如下，首先需要用戶輸入所取金額，當(dāng)用戶所輸入的金額大于儲(chǔ)蓄罐實(shí)際儲(chǔ)存的金額時(shí)，輸入無(wú)效，程序會(huì)提示用戶重新輸入金額。當(dāng)用戶所輸入的金額小于等于儲(chǔ)蓄罐實(shí)際儲(chǔ)存的金額時(shí)，智能儲(chǔ)蓄罐執(zhí)行指令，并通過(guò)算法，優(yōu)先使大面額的硬幣完成出幣工作。而硬幣的出幣工作主要借助電片機(jī)控制不同硬幣下的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)完成，通過(guò)機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的推力將硬幣從存儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)推出，使其掉入出幣倉(cāng)，完成出幣工作。

2.3 顯示程序設(shè)計(jì)

智能儲(chǔ)蓄罐的顯示程序設(shè)計(jì)，主要是為了實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)蓄罐內(nèi)不同幣種數(shù)量、儲(chǔ)蓄罐內(nèi)的總金額、出幣金額及數(shù)量的顯示功能。顯示屏的設(shè)計(jì)工作，需要通過(guò)指令與數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)來(lái)完成。首先應(yīng)設(shè)置顯示屏的顯示模式，除此之外，再對(duì)光標(biāo)、顯示開關(guān)等項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)置，這部分內(nèi)容完成了顯示程序設(shè)計(jì)中的指令設(shè)計(jì)。除此之外，為使智能儲(chǔ)蓄罐的顯示屏能夠顯示硬幣的數(shù)量及金額，還需要完成顯示程序設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的工作。當(dāng)完成這兩部分的工作后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)通過(guò)單片機(jī)發(fā)出指令，初始化顯示屏，然后再通過(guò)指令的發(fā)送，對(duì)字符、光標(biāo)的顯示位置進(jìn)行規(guī)定，從而保證液晶屏的顯示工作穩(wěn)定運(yùn)行。

3 結(jié)論

一種智能儲(chǔ)蓄罐的設(shè)計(jì)，主要是為了使儲(chǔ)蓄罐更加智能化，完成硬幣的分類與計(jì)數(shù)工作，改變傳統(tǒng)儲(chǔ)蓄罐在日常生活中所扮演的角色。通過(guò)程序設(shè)計(jì)，使儲(chǔ)蓄罐利用整理模塊與統(tǒng)計(jì)模塊，將不同的硬幣送入不同的軌道，以便其進(jìn)入儲(chǔ)蓄模塊，完成存儲(chǔ)。與此同時(shí)，智能儲(chǔ)蓄罐的顯示屏上將會(huì)準(zhǔn)確、及時(shí)的顯示出不同幣種的數(shù)量以及總的金額。當(dāng)用戶需要取錢時(shí)，則可以通過(guò)鍵盤輸入金額，使儲(chǔ)蓄罐完成自動(dòng)出幣的工作，這極大地提高了儲(chǔ)蓄罐的實(shí)用性。總之，智能儲(chǔ)蓄罐的總體設(shè)計(jì)及程序設(shè)計(jì)，優(yōu)化了儲(chǔ)蓄罐的功能，使人們不再為硬幣的分類與計(jì)數(shù)工作而煩惱。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還可以對(duì)儲(chǔ)蓄罐進(jìn)行其他功能的開發(fā)，使智能儲(chǔ)蓄罐向著智能化、自動(dòng)化程度更高的方向發(fā)展。