一種智能儲蓄罐的設(shè)計(jì)

文/張意如

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

1 智能儲蓄罐的總體設(shè)計(jì)

智能儲蓄罐設(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

投幣模塊是通過獨(dú)立開關(guān)進(jìn)行控制的，當(dāng)用戶投入多枚硬幣時，打開投幣模塊的開關(guān)，使裝置的電機(jī)振動，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

整理模塊是通過一個分類軌道來完成工作的，通過測量不同幣種的直徑，從而設(shè)置不同規(guī)格的方孔。與此同時，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)置一個擋板。除此之外，還要額外設(shè)計(jì)一個出口，因?yàn)楫?dāng)硬幣進(jìn)入軌道時速度較快，有時會導(dǎo)致硬幣無法正常進(jìn)入軌道，這個出口的設(shè)置能夠解決這一問題。

1.3 統(tǒng)計(jì)模塊

為了使儲蓄罐能夠?qū)τ矌诺臄?shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以通過加入光電傳感器來實(shí)現(xiàn)，光電檢測具有精準(zhǔn)度高、反應(yīng)快等特點(diǎn)。為使儲蓄罐實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)功能，首先需要在整理模塊和儲蓄模塊加裝光電傳感器。光線通過發(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時，硬幣會阻擋光線，這時傳感器就會產(chǎn)生信號并傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，從而完成硬幣數(shù)量的統(tǒng)計(jì)工作。

1.4 儲蓄模塊

儲蓄模塊的主要作用就是對硬幣進(jìn)行存儲，為了方便硬幣的傳送，一般該模塊都會采用筒式裝置。設(shè)計(jì)人員一定要控制好圓筒直徑的大小，過大或過小都會引發(fā)一些問題，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，首先需要借助矩陣鍵盤輸入出幣金額，控制單元通過算法，將使面額較大的硬幣優(yōu)先完成出幣工作，同時控制單元通過步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動，從而將硬幣傳送到出幣口。

2 智能儲蓄罐的控制程序設(shè)計(jì)

2.1 入幣程序設(shè)計(jì)

為了提高儲蓄罐的智能化程度，使儲蓄罐能夠顯示每一個幣種的數(shù)量和硬幣總數(shù)，就需要對儲蓄罐進(jìn)行入幣程序設(shè)計(jì)，首先硬幣需要通過整理模塊，然后穿過軌道并根據(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)儲蓄模塊。當(dāng)傳感器感受到硬幣通過時，它會產(chǎn)生信號，信號經(jīng)過處理后會傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)的控制單元。當(dāng)用戶每投入一枚硬幣時，智能儲蓄罐就會對相應(yīng)幣種的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后將每個幣種的數(shù)量和金額在顯示屏上顯示出來。

2.2 出幣程序設(shè)計(jì)

智能儲蓄罐出幣程序的設(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蓄罐實(shí)際儲存的金額時，輸入無效，程序會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蓄罐實(shí)際儲存的金額時，智能儲蓄罐執(zhí)行指令，并通過算法，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)動來完成，通過機(jī)械運(yùn)動產(chǎn)生的推力將硬幣從存儲倉內(nèi)推出，使其掉入出幣倉，完成出幣工作。

2.3 顯示程序設(shè)計(jì)

智能儲蓄罐的顯示程序設(shè)計(jì)，主要是為了實(shí)現(xiàn)儲蓄罐內(nèi)不同幣種數(shù)量、儲蓄罐內(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，需要通過指令與數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)來完成。首先應(yīng)設(shè)置顯示屏的顯示模式，除此之外，再對光標(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)通過單片機(jī)發(fā)出指令，初始化顯示屏，然后再通過指令的發(fā)送，對字符、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

一種智能儲蓄罐的設(shè)計(jì)，主要是為了使儲蓄罐更加智能化，完成硬幣的分類與計(jì)數(shù)工作，改變傳統(tǒng)儲蓄罐在日常生活中所扮演的角色。通過程序設(shè)計(jì)，使儲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)入儲蓄模塊，完成存儲。與此同時，智能儲蓄罐的顯示屏上將會準(zhǔn)確、及時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，則可以通過鍵盤輸入金額，使儲蓄罐完成自動出幣的工作，這極大地提高了儲蓄罐的實(shí)用性。總之，智能儲蓄罐的總體設(shè)計(jì)及程序設(shè)計(jì)，優(yōu)化了儲蓄罐的功能，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，設(shè)計(jì)人員還可以對儲蓄罐進(jìn)行其他功能的開發(fā)，使智能儲蓄罐向著智能化、自動化程度更高的方向發(fā)展。