張明豪　金一鳴　郭楚寧　祁奕

摘 要：基于青少年喜歡儲錢的習(xí)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(xí)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(shè)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(dāng)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(shè)置一個總數(shù)電子顯示器和三個對應(yīng)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(yīng)的計數(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(yīng)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(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應(yīng)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(yīng)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(fù)位；同理，如果所得結(jié)果對應(yīng)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(dāng)然，當(dāng)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(shè)計上可以看出該裝置能夠很好的達到預(yù)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(xué)機械工程學(xué)院）

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