DE3802121A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der muenzstapelhoehe in spielgeraeten - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der muenzstapelhoehe in spielgeraetenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Bestimmung der Höhe von Münzstapeln,
insbesondere in Spielgeräten, bei denen ein Münzrohr und
eine diesem benachbart angeordnete Spule verwendet wird.
In Spielgeräten, Verkaufsmaschinen, Fahrkartenautomaten,
Wechselautomaten und dergleichen werden gewöhnlich die
eingegebenen Münzen in Münzrohren gestapelt und die
auszugebenden Münzen diesen Münzrohren entnommen. Es ist
daher wichtig, daß die Münzrohre nicht leer werden, ohne
daß dieses bemerkt wird. Außerdem sollte der Füllstand des
Münzrohrs bzw. der Münzrohre bekannt sein.
Es ist bekannt, die Anzahl der in ein Münzrohr eingegebenen
Münzen mittels eines Durchgangssensors zu erfassen. In der
DE-OS 29 28 644 wird vorgeschlagen, hierzu eine Licht
schranke zu verwenden, die von den eingegebenen Münzen
durchquert wird, wodurch Zählimpulse ausgelöst werden. Zu
Abweichungen des Füllstandes eines Münzrohres bzw. der Höhe
eines in diesem enthaltenen Münzstapels vom Sollwert kann
es kommen, wenn der Füllstand des Münzrohres während des
stromlosen Zustandes des Gerätes, z.B. durch unzulässige
Entnahme, geändert wird. Dies kann erkannt werden, wenn die
im Münzrohr enthaltenen Münzen gezählt werden.
Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, um den Ist-Füllstand
von Münzrohren zu erfassen. In der DE-OS 35 43 186 wird
vorgeschlagen, das Münzrohr mit einer Spule zu umwickeln,
die Teil eines Schwingkreises ist, wobei sich die Induk
tivität der Spule bzw. der entsprechende Blindwiderstand
und damit die Frequenz des Schwingkreises entsprechend dem
Füllstand des Münzrohres ändern. Der Schwingkreis ist dabei
so dimensioniert, daß bei der verwendeten Frequenz die
induktive Verdrängung von den Münzen stärker ausgeprägt ist
als deren ferromagnetische Eigenschaft, die Induktivität
erhöhend wirkt. Alternativ kann statt einer abhängig von
der münzzahlvariablen Induktivität eine feste Induktivität
im Schwingkreis vorgesehen werden, wobei die Kapazität des
Kondensators im Schwingkreis sich mit der Münzzahl ändert.
Nachteilig bei dieser vorgeschlagenen Anordnung ist, daß
der Blindwiderstand im Schwingkreis beispielsweise tem
peraturabhängig ist und außerdem von benachbarten metal
lischen Teilen, den Münzen und der Spule selbst beeinflußt
wird, so daß gewöhnlich die gesamte Anordnung mit Münzrohr
in einem Abschirmbecher angeordnet ist. Dies führt zu
erhöhten Kosten und Raumbedarf.
Es ist ferner bekannt, die Höhe eines Münzstapels in einem
Münzrohr mittels Ultraschallsignalen zu bestimmen, indem
ein Ultraschallsignal zur Oberseite des Stapels ausgesandt
und das reflektierte Signal erfaßt wird und aus der Lauf
zeit des Signals die Stapelhöhe bestimmt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen,
die es ermöglichen, die Ist-Höhe eines in einem Münzrohr
enthaltenen Münzstapels zu bestimmen, selbst wenn die
Anzahl der im Münzrohr enthaltenen Münzen während des
stromlosen Zustandes des das Münzrohr enthaltenden Gerätes
verändert worden ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Verfahren und
einer Vorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 2 bzw.
7 gelöst. Vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Ver
fahrens und Weitergestaltungen der erfindungsgemäßen Vor
richtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird das Induktionsprinzip zur Bestimmung
der Stapelhöhe angewendet. Hierbei haben die Münzen bzw.
der Münzstapel die Funktion eines magnetfeldverstärkenden
Eisenkerns bzw. Magneten, durch den die induzierte Spannung
erhöht wird. D.h., in den Münzen wird durch die Änderung
des Stromflusses in der Spule ein Wirbelstrom bewirkt,
dessen Abnahme in der Spule eine Spannung induziert.
Erfindungsgemäß wird entweder das Prinzip der Selbstin
duktion oder das Transformatorprinzip angewendet. Gemäß
ersterem wird lediglich eine Spule vorgesehen, die um das
Münzrohr gewickelt ist. Bei dieser Anordnung bewirkt eine
Änderung des Stromflusses in der Spule entsprechend eine
Änderung des Magnetfeldes in der Umgebung der Spule, wo
durch in der Spule eine Spannung induziert wird. Diese von
der Höhe des Münzstapels abhängige Spannung bzw. der Ver
lauf des Spannungssignals wird bestimmt.
Im Fall einer Anordnung mit zwei Spulen wird in der ersten
Spule der Stromfluß geändert, was zu einer Änderung des die
Spule umgebenden Magnetfeldes bzw. des Wirbelstroms in den
Münzen führt, und die in der zweiten Spule induzierte Span
nung wird bestimmt, um hieraus die Höhe des im Münzrohr
enthaltenen Münzstapels zu bestimmen.
Im Fall von zwei Spulen können diese axial zueinander aus
gerichtet angeordnet sein, wobei eine der Spulen das Münz
rohr umgibt. Eine andere mögliche Spulenanordnung ist, daß
das Münzrohr sich zwischen den beiden Spulen befindet.
Sämtlichen oben beschriebenen Varianten ist das Prinzip
gemeinsam, daß der Münzstapel eine Verstärkung des Mag
netflusses und damit eine Vergrößerung der induzierten
Spannung bewirkt. Ein kleinerer Münzstapel verstärkt somit
den Magnetfluß weniger als ein großer Münzstapel, so daß in
ersterem Fall die induzierte Spannung kleiner als im
letzteren Fall ist.
Die Bestimmung der Münzstapelhöhe wird folgendermaßen
durchgeführt: An die bzw. an die erste Spule wird kurz eine
Spannung angelegt, die in dieser bzw. der anderen Spule
durch das Magnetfeld induzierte Spannung wird erfaßt, ver
stärkt und bestimmt und aus dem bestimmten Spannungswert
wird die Höhe des Münzstapels ermittelt. Vorzugsweise wird
die Zeitdauer des Abfalls eines Impulses der in der Spule
induzierten Spannung bestimmt und aus der Zeitdauer die
Höhe des Münzstapels bestimmt. Hierbei kann die Abfall
flanke dieses Impulses differenziert werden und aus der
Breite des induzierten Impulses die Höhe des Münzstapels
bestimmt werden. Mittels einfacher Zähler und eines Takt
generators kann die Impulsbreite unaufwendig in einen
digitalen Wert umgesetzt und weiterverarbeitet werden.
Die Erfindung wird im folgenden weiter anhand der Zeichnung
und bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1a und b zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungs
gemäßen Vorrichtung mit zwei Spulen,
Fig. 2 einen Teil eines Schaltbildes für eine erfin
dungsgemäße Vorrichtung mit einer Spule,
Fig. 3 ein Diagramm, das die Zeitbeziehungen der ver
schiedenen Impulse in der erfindungsgemäßen Vor
richtung veranschaulicht, und
Fig. 4 ein detailliertes Schaltbild ähnlich Fig. 2.
In Fig. 1 sind zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungs
gemäßen Vorrichtung mit zwei Spulen dargestellt. Bei dem
ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1a sind beidseits
eines Münzrohrs 10 je eine Spule 20 und 22 derart an
geordnet, daß sich das Münzrohr 10 zwischen den beiden
Spulen befindet, wobei die beiden Spulen 20, 22 von oben
bis unten neben dem Münzrohr 10 gewickelt sind und eine
geringe Breite und große Länge haben. An die eine Spule 20
ist ein Signalgeber 30 angeschlossen, durch den Spannungs
impulse an die Spule 20 angelegt werden können. An die an
dere Spule 22 ist ein Empfänger 32 angeschlossen, der mit
einer Anzeige 34 verbunden ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1b ist eine Spule 20′
um das Münzrohr 10 in dem Bereich gewickelt, in dem sich
der Münzstapel befindet. Die Spule 20′ ist wie beim ersten
Ausführungsbeispiel an einen Signalgeber 30 angeschlossen.
Eine andere ggf. kleinere Spule 22′ ist um das Münzrohr 10
axial zu der ersten Spule 20′ in dem Bereich gewickelt, in
dem sich keine Münzen befinden. An die andere Spule 22′ ist
wie beim ersten Ausführungsbeispiel ein Empfänger 32 ange
schlossen, der wiederum mit einer Anzeige verbunden sein
kann.
In Fig. 2 ist schematisch die Schaltung für ein drittes
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
veranschaulicht, die lediglich eine Spule 24 umfaßt. Bei
diesem Ausführungsbeispiel ist die Spule 24 um ein Münzrohr
10 gewickelt und mit ihren Anschlüssen 26, 28 an die An
schlüsse 36, 38 einer Spannungsquelle (bzw. eines Sig
nalgebers) angeschlossen. Zwischen dem Anschluß 28 der
Spule 24 und dem Anschluß 38 der Spannungsquelle ist ein
Schalter 40 angeordnet. An einem Anschlußpunkt 42 zwischen
dem Anschluß 28 der Spule 24 und dem Schalter 40 ist der
Eingang eines Verstärkers 44 angeschlossen, dessen Ausgang
mit einem ersten Eingang 46 eines Komparators 50 verbunden
ist. Ein zweiter Eingang 48 des Komparators ist mit einer
Referenzspannungsquelle verbunden. Der Ausgang des Kom
parators ist mit einer Auswertungseinrichtung verbunden.
In Fig. 3 sind die zeitlichen Verhältnisse der verschie
denen Impulse dargestellt. Fig. 3 (a) zeigt das Signal des
Signalgebers 30, d.h. den Impuls der auf die Spule 20 bzw.
24 gegeben wird. Wenn der Schalter 40 offen ist, liegt
keine Spannung an der Spule und der Impuls weist den
niedrigen Impulspegel auf. Mit Schließen des Schalters 40
wird ein kurzer Rechteckimpuls auf die Spule gegeben und
für eine festgelegte Zeitdauer t 1 liegt eine Spannung an
der Spule 20 bzw. 24. Es kann ein Strom von beispielsweise
bis zu 3 Ampere fließen. Der Verlauf des Stromflusses in
der Spule 20 bzw. 24 bei angelegter Spannung ist in Fig. 3
(b) veranschaulicht. Fig. 3 (c) stellt den zeitlichen
Verlauf der an der Spule 22 bzw. 24 anliegenden Spannung
dar. Mit Abfall des angelegten Spannungsimpulses (vgl.
Fig. 3 (a)) nimmt der Stromfluß in der Spule 22 bzw. 24 ab,
wodurch sich der Wirbelstrom in den Münzen ebenso wie das
die Spule umgebende Magnetfeld ändert und wiederum eine
Spannung in der Spule 22 bzw. 24 induziert wird. Der beim
Abfall des eingegebenen Spannungsimpulses induzierte In
duktionsspannungsimpuls ist in Fig. 3 (c) deutlich er
kennbar und der Abfall erfolgt ausreichend langsam, so daß
er gut erfaßt werden kann. Der in Fig. 3 (c) angedeutete
Spannungspegel etwas oberhalb des Pegels bei nicht vor
handenem Geberimpuls stellt die Referenzspannung U ref dar,
die der Versorgungsspannung entspricht. Die Zeit des Ab
falls der durch die Induktion bewirkten Impulsspitze ist
ein Maß für die Höhe des Münzstapels, der das Magnetfeld je
nach Münzmenge unterschiedlich stark verstärkt.
In Fig. 3 (d) ist das von dem in Fig. 3 (c) dargestellte
Signal differenzierte Signal dargestellt und veranschau
licht die unterschiedliche Dauer des Impulsabfalls. Links
in Fig. 3 ist der Impuls für einen Münzstapel mit wenig
Münzen veranschaulicht, und rechts in Fig. 3 sind die
Verhältnisse für einen Stapel mit vielen Münzen darge
stellt, d.h. die Impulsdauer des rechten Impulses von
Fig. 3 (d) t 3 ist größer als die Impulsbreite t 2 des linken
Impulses. Mittels einfacher Zähler und eines Taktgenerators
kann die so bestimmte Impulsbreite auf einfache Weise in
einen digitalen Wert umgesetzt und weiterverarbeitet
werden.
Die oben beschriebenen Anordnungen sind außerordentlich
einfach. Einzige Voraussetzung für das Funktionieren ist,
daß das Münzmaterial ausreichend magnetisch ist. Lediglich
im Fall derzeitiger 1-DM-Münzen konnte kein Ergebnis er
halten werden. Die Zuordnung der Impulsbreite zur Münzzahl
muß selbstverständlich entsprechend dem jeweiligen Münz
material kalibriert werden, d.h. dieselbe Impulsbreite kann
durchaus für die unterschiedlichen Münzwerte unterschied
liche Münzhöhen oder Anzahl von Münzen bedeuten.
In Fig. 4 ist ein Schaltbild für eine erfindungsgemäße
Vorrichtung ähnlich Fig. 2, jedoch mehr im einzelnen ver
anschaulicht. Die Schaltung ist für eine Vorrichtung zur
Bestimmung eines Münzstapels eines Münzrohrs dargestellt
und für die weiteren Münzrohre zu ergänzen. Soweit die
Elemente diejenigen von Fig. 2 entsprechen, sind sie mit
denselben Bezugszeichen bezeichnet.
An dem als Feldeffekttransistor ausgebildeten Schalter 40
ist eine Strombegrenzungseinheit 60 für den Spulenstrom
angeschlossen, die im wesentlichen ein Kippglied 62, das
mit der Gate-Elektrode des Schalters 40 verbunden ist, und
einen Operationsverstärker 64 umfaßt, dessen einer Ein
gangsanschluß mit dem erdseitigen Anschluß des Schalters 40
verbunden ist und dessen anderer Eingangsanschluß auf va
riablem Potential liegt, wobei der Ausgang des Operations
verstärkers 64 mit dem Rücksetzanschluß R des Kippgliedes
62 verbunden ist. Der Takteingang des Kippgliedes 62 ist
mit einem Taktausgang eines Zählers 90 verbunden. Der D-
Eingang des Kippgliedes 62 ist mit einem 0-Anschluß eines
Bausteins 80 zur Auswahl des jeweils überprüften Münzrohres
verbunden. An den Anschluß 38 der Spannungsquelle ist das
eine Ende einer Parallelschaltung zweier Kondensatoren mit z.B.
Kapazitäten von 470 µF und 0,1 µF parallel zur Spule 24
und zum Schalter 40 angeschlossen. Mittels eines variablen
Widerstandes 68 kann die variable Spannung am anderen Ein
gangsanschluß des Operationsverstärkers 64 eingestellt
werden. Selbstverständlich könnte auch eine andere An
ordnung zur Spulenstrombegrenzung gewählt werden.
Der operationsverstärkerseitige Anschluß des Schalters 40
ist ferner mit dem einen Eingang eines weiteren Opera
tionsverstärkers 70 verbunden, dessen anderer Eingang auf
veränderlichem Potential liegt. Der Ausgang des Operations
verstärkers 70 ist mit einem Zählerbaustein 92 verbunden,
der mit dem Eingang eines nicht dargestellten Rechners wie
z.B. eines Mikroprozessors verbunden ist. Mittels des
Operationsverstärkers 70 wird der über den Schalter 40
fließende Strom erfaßt, d.h. es wird festgestellt, ob Strom
fließt oder nicht. Auf diese Weise wird eine Kontroll
schaltungsfunktion ausgeübt.
Der Ausgang des Komparators 50 ist mit einem NAND-Glied 96
verbunden, dessen anderer Eingang mit einem Taktgenerator
98 verbunden ist. Der Ausgang des NAND-Gliedes ist mit dem
Zähler 90 verbunden. Zwei Ausgangsleitungen eines mit dem
Rechner verbundenen Zählers 100 sind mit den beiden Ein
gängen des IC-Bausteins verbunden, die ebenfalls mit dem
Zähler 92 verbunden sind. Die Taktausgänge der Zähler 92
und 94 sind mit dem Takteingang des Rechners verbunden. Die
Zähler-Datenausgangsleitungen sind ebenfalls mit dem
Rechner zur Weiterverarbeitung der Zähldaten verbunden.
Während obenstehend ein konkreteres Schaltungsbeispiel
beschrieben worden ist, kann dieses selbstverständlich
modifiziert werden. Es können z.B. andere Bausteine oder
Schaltungsteile eingesetzt werden.
Claims (12)
1. Verfahren zur Bestimmung der Höhe von Münzstapeln, ins
besondere in Spielgeräten, bei dem ein spulenumwickeltes Münz
rohr verwendet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - an die Spule kurz eine Spannung angelegt wird, danach das innerhalb der Spule liegende Magnetfeld durch die in der Spule induzierte Spannung erfaßt wird,
- - die induzierte Spannung verstärkt und bestimmt wird und
- - aus dem bestimmten Spannungswert die Höhe des Münzstapels bestimmt wird.
2. Verfahren zur Bestimmung der Höhe von Münzstapeln, ins
besondere in Spielgeräten, bei dem ein Münzrohr und eine
nahe diesem angeordnete Spule verwendet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - benachbart der Spule eine andere Spule angeordnet wird,
- - an die Spule kurz eine Spannung angelegt wird danach
- - die in der anderen Spule durch das in der Spule liegende Magnetfeld induzierte Spannung erfaßt wird,
- - die induzierte Spannung verstärkt und bestimmt wird und
- - aus dem bestimmten Spannungswert die Höhe des Münzsta pels bestimmt wird,
- - wobei der Münzstapel den Magnetfluß verstärkt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die eine Spule um das Münzrohr ge
wickelt und die andere Spule oberhalb davon axial ausge
richtet angeordnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die beiden Spulen jeweils benachbart
und parallel zum Münzrohr angeordnet werden, so daß sich
dieses zwischen den Spulen befindet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zeitdauer des Abfalls
eines Impulses der in der Spule induzierten Spannung
bestimmt wird und aus der Zeitdauer die Höhe des
Münzstapels bestimmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abfallflanke eines
Impulses der in der Spule induzierten Spannung differen
ziert wird und aus der Breite des differenzierten Impulses
die Höhe des Münzstapels bestimmt wird.
7. Vorrichtung zur Bestimmung der Höhe von Münzstapeln,
insbesondere in Spielgeräten, mit einem spulenumgebenen
Münzrohr und einer diesem benachbart angeordneten Spule,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Spule an eine Spannungsquelle angeschlossen ist,
- - zwischen einem Anschluß der Spule und dem entsprechenden Anschluß der Spannungsquelle ein Schalter angeordnet ist,
- - der Eingang eines Spannungsverstärkers mit einem Spu lenanschluß verbunden ist und
- - mit dem Ausgang des Verstärkers eine Einrichtung ver bunden ist, die das Ausgangssignal des Verstärkers auswertet und die entsprechende Höhe des Münzstapels bestimmt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Münzrohr spulenumwickelt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß benachbart der Spule eine
andere Spule angeordnet ist und der Eingang des Verstärkers
mit einem Anschluß der anderen Spule verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die andere Spule axial
ausgerichtet zur das Münzrohr umgebenden Spule angeordnet
ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Spulen parallel zuein
ander ausgerichtet angeordnet sind, wobei das Münzrohr sich
zwischen den Spulen befindet.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Spulendraht aus Kup
fer ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883802121 DE3802121C2 (de) | 1988-01-26 | 1988-01-26 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Höhe eines Münzstapels in einem Münzrohr |
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Family
ID=6345948
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DE19883802121 Expired - Fee Related DE3802121C2 (de) | 1988-01-26 | 1988-01-26 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Höhe eines Münzstapels in einem Münzrohr |
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Legal Events
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Owner name: NSM AG, 6530 BINGEN, DE |
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