DE4205909A1 - Muenzsortiervorrichtung und verfahren zu ihrer einstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Münzsortiervorrichtung, die an einem Verkaufsautomaten oder ähnlichem an­ gebracht werden kann, und ein Verfahren zur Einstellung einer solchen Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Übersicht einer elektroni­ schen Münzsortiervorrichtung. Dabei sei darauf hingewiesen, daß die gleichen Bezugszahlen in allen Zeichnungen gleiche oder einander entsprechende Teile bezeichnen.

Wenn bei der Anordnung nach Fig. 1 eine Münze 1 in die Vor­ richtung eingesteckt wird, rollt sie einen Münzkanal 2 hinab, wo Werte, die ihrem Material, ihrem Außendurchmes­ ser, ihrer Dicke oder ähnlichem entsprechen, von einem Spu­ lensensor 3 oder anderen Sensoren erfaßt werden, so daß nicht nur die Echtheit der Münze, sondern auch der Münztyp auf der Grundlage der von den Sensoren ermittelten Signale identifiziert werden können. Eine als echt beurteilte Münze gelangt durch ein Gatter 4, das aufgezogen wird, zu einem Echtmünzkanal 5A während, wenn die Münze als unecht beur­ teilt wird, sie, weil das Gatter 4 nicht gezogen wird, zu einem Falschmünzkanal 5B geführt wird.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer schematischen Anord­ nung einer Detektorschaltung 11 zur Erfassung einer Ände­ rung der Impedanz des Spulensensors 3, wenn die Münze 1 vorbeiläuft. Die Detektorschaltung 11 enthält eine Brücken­ schaltung B, die den Spulensensor 3, Widerstände 6A und 6B, einen Kondensator 7 und einen Oszillator 8, der über den Widerstand 60 und den Kondensator 7 geschaltet ist, ent­ hält. Das Ausgangssignal der Brückenschaltung B wird über eine Differenzverstärkerschaltung 9 einer Gleichrichter­ schaltung 10 geliefert. Wenn die Münze 1 den Sensor 3 pas­ siert, ändert sich das Ausgangssignal 11a der Detektorschaltung 11 abhängig von den Eigenschaften jeweiliger Münzen 1A bis 1C gemäß Darstellung in Fig. 3.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das einen Teil einer her­ kömmlichen Münzsortiervorrichtung wiedergibt, die dazu dient, die Vorrichtung einzustellen und Münzen zu erkennen. In der Einstellbetriebsart dieser Münzsortiervorrichtung wird eine echte Münze mit einer Standardcharakteristik in die Münzsortiervorrichtung eingegeben, so daß das analoge Ausgangssignal 11a von der Detektorschaltung 11 in Fig. 2 erzeugt wird. Das Ausgangssignal 11a wird mittels eines A/D Umsetzers 12 in digitale Ausgangswerte x(t) umgesetzt, und der Spitzenwert x des digitalen Ausgangssignals x(t) wird mittels eines Spitzenwertdetektors 13 festgestellt. Der Spitzenwert oder Erkennungswert x wird für jeden Münztyp gesondert ermittelt und als Bezugswert in einem Speicher 14 gespeichert.

In der normalen Betriebsart, wenn die Münzsortiervorrich­ tung tatsächlich zum Sortieren von Münzen verwendet wird, vergleicht ein Komparator 15 den Kennzeichnungswert x einer in die Vorrichtung eingegebenen Münze mit den im Speicher 14 gespeicherten Bezugswerten. Wenn die Differenz zwischen dem Kennzeichnungswert x und irgendeinem der Bezugswerte innerhalb eines Toleranzbereichs liegt, identifiziert eine Identifizierungsschaltung 16 diese Münze als eine echte Münze des Typs, der dem Bezugswert entspricht.

Die beschriebene herkömmliche Münzsortiervorrichtung spei­ chert einfach in dem Speicher 14 die Kennzeichnungswerte x jeweiliger Münztypen, die in der Einstellbetriebsart in die Vorrichtung eingegeben wurden, als Bezugswerte, ohne diese Werte x zu modifizieren. Darüber hinaus müssen alle Münzty­ pen zur Einstellung der Bezugswerte in die Münzsortiervor­ richtung eingegeben werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Münzsor­ tiervorrichtung und ein Verfahren zu seiner Einstellung zu schaffen, die die Erkennung eines Fehlers eines Spulensen­ sors während der Einstellbetriebsart erleichtern und die Einstellzeit verkürzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Münzsortier­ vorrichtung gemäß den Patentansprüchen 1 bis 5 bzw. ein Verfahren gemäß den Patentansprüchen 6 bis 8 gelöst.

Erfindungsgemäß werden Bezugswerte y1, y2, y3, ..., yn für jeweilige Typen von Münzen vorherbestimmt, so daß diese Be­ zugswerte y (= y1 bis yn) für eine Vielzahl von Münzsor­ tiervorrichtungen gleicher Art gemeinsam verwendet werden können.

In der Einstellbetriebsart der Vorrichtung werden Münzen in die Vorrichtung eingegeben, so daß man Kennzeichnungswerte (x1, x2, x3, ..., xn) entsprechend den Ausgangssignalen des Sensors erhält. Die Beziehung zwischen den Bezugswerten y und den Erkennungswerten x (x1 bis xn) werden durch eine Rückbildungsgerade (eine lineare Rückbildungsfunktion) y = a + bx angenähert, und die Konstanten a und b werden in einem zweiten Speicher gespeichert. In der normalen Be­ triebsart, in der eine Münze identifiziert wird, wird der Spitzenwert x′, der von dem Spitzenwertdetektor ermittelt wird, mittels der Rückbildungsgeraden oder -funktion y′= a + bx′ korrigiert und der korrigierte Wert y′ mit den Bezugswerten y verglichen, um auf diese Weise den Münztyp zu identifizieren. Alternativ wird zunächst das Detektor­ signal mittels der Rückbildungsfunktion korrigiert und dann das korrigierte Signal in den Spitzenwertdetektor zur Er­ mittlung des Spitzenwerts eingegeben, damit schließlich der Spitzenwert mit den Bezugswerten zur Identifizierung des Münztyps verglichen wird.

Die obigen und weitere Aufgaben, Wirkungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung eines Sortiermechanismus, wie er in einer elektronischen Münzsortiervorrichtung verwendet wird,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Anordnung einer Detektor­ schaltung,

Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung von Beispielen von Ausgangswellenformen der Detektorschaltung von Fig. 2,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung einer herkömmlichen Münzsortiervorrichtung,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Anordnung eines Haupttei­ les einer ersten Ausführungsform einer Münzsortier­ vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Anordnung einer zweiten Ausführungsform einer Münzsortiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7 eine Darstellung zur Erläuterung einer Rückbil­ dungsgeraden der ersten Ausführungsform der Erfin­ dung und

Fig. 8 ein Darstellung zur Erläuterung einer Rückbildungs­ geraden einer dritten Ausführungsform der Erfin­ dung.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nach­ folgend unter Bezug auf die Fig. 5 bis 8 erläutert.

Ausführungsform 1

Fig. 5, die Fig. 4 entspricht, ist ein Blockschaltbild, die die Anordnung einer ersten Ausführungsform einer Identifi­ zierungsschaltung der Münzsortiervorrichtung gemäß der Er­ findung zeigt. Diese Schaltung wird zur Einstellung der Vorrichtung und zur Identifizierung einer Münze verwendet. Die erste Ausführungsform wird anhand von zwei Betriebsar­ ten, einer Einstellbetriebsart und einer normalen Betriebs­ art beschrieben.

Einstellbetriebsart

In der Einstellbetriebsart der Münzsortiervorrichtung wird ein Ausgangssignal 11a einer Detektorschaltung 11 mittels des A/D Umsetzers 12 in Fig. 5 in ein digitales Signal x(t) umgesetzt und der Spitzenwert x des digitalen Ausgangssig­ nals x(t) von einem Spitzenwertdetektor 13 als ein Kenn­ zeichnungswert x ermittelt. Kennzeichnungswerte x werden für jeweilige Münztypen gewonnen: für n Münztypen also n Kennzeichnungswerte x1, x2, x3, ..., xn. Jeder Kennzeich­ nungswert xi (i = 1, 2, ... n) wird vorzugsweise aus der Mittelwertbildung einer Anzahl von Werten gewonnen, die da­ durch gemessen werden, daß eine Vielzahl von Standardmünzen des xi entsprechenden Typs eingeworfen werden.

In einem Speicher 23A sind repräsentative Bezugswerte y = y1, y2, ..., yn für jeweilige Münztypen vorab gespeichert. Die repräsentativen Bezugswerte y wurden vorher durch Mes­ sen der Erkennungswerte x1, x2, ..., xn einer Vielzahl von Münzsortiervorrichtungen gleicher Art und durch Mittel­ wertbildung einer Anzahl von xi′s für jeden Münztyp in einem Experiment oder ähnlichem gewonnen. Die repräsen­ tativen Bezugswerte y werden gemeinsam von vielen Münz­ sortiervorrichtungen gleicher Art verwendet. Eine Rechen­ einheit 22 errechnet die Parameter a und b einer Rück­ bildungsgeraden oder -funktion y = a + bx so, daß sie am besten den Zusammenhang zwischen den repräsentativen Be­ zugswerten y = y1, y2, ..., yn und den ermittelten Kenn­ zeichnungswerten (den Ausgangswerten des Spitzenwertde­ tektors 13) x = x1, x2, ..., xn annähert. Beispielsweise werden die Werte a und b unter Verwendung der Methode kleinster Quadrate erhalten. In diesem Fall werden die Werte a und b so bestimmt, daß der durch

gegebene Fehler minimal wird. Die Werte b und a werden also wie folgt bestimmt:

wobei xm und ym die Mittelwerte von x bzw. y sind.

Fig. 7 zeigt den Zusammenhang zwischen der Rückbildungsge­ raden y = a + bx und den repräsentativen Bezugswerten y = y1, y2, y3 und den Kennzeichnungswerten x = x1, x2, x3. Die Berechnungen können so durchgeführt werden, daß höheren Wertigkeiten größeres Gewicht verliehen wird, das heißt Werten xk, yk eines Münztyps k eines höheren Werts können zweimal oder dreimal addiert werden, um die Werte a und b zu erhalten. Die Werte a und b werden in dem Speicher 23B in Fig. 5 als Korrekturkoeffizienten gespeichert.

Ein Fehler des Sensorssystems mit dem Sensor 3 kann durch Vergleich der Werte a und b mit vorbestimmten Werten her­ ausgefunden werden. Da die Recheneinheit 22 nur zur Ein­ stellung des Systems benötigt wird, braucht sie nicht in jede einzelne Münzsortiervorrichtung eingebaut zu werden.

Normale Betriebsart

In einer normalen Betriebsart, wenn diese Münzsortiervor­ richtung tatsächlich zur Sortierung von Münzen verwendet wird, wird der Kennzeichnungswert x vom Spitzenwertdetektor 13 ausgegeben, wenn eine Münze in die Vorrichtung einge­ steckt wird. Der Kennzeichnungswert x wird von einer Kor­ rekturschaltung 21 in Fig. 5 unter Verwendung der Korrek­ turkoeffizienten a und b, die in dem Speicher 23B gespei­ chert sind, zu a + bx korrigiert. Der korrigierte Wert a + bx wird dann mit den Bezugswerten y1, y2, ..., yn für je­ weilige Münztypen verglichen, die in dem Speicher 23B ge­ speichert sind. Hierzu dient ein Komparator 15 in Fig. 5. Wenn der korrigierte Wert innerhalb eines vorbestimmten To­ leranzbereiches um irgendeinen der Bezugswerte yi von y1, y2, ..., yn liegt, dann wird die Münze von einer Identifi­ zierungsschaltung 16 als eine Münze entsprechend diesem Be­ zugswert yi identifiziert.

Ausführungsform 2

Fig. 6 ist ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungs­ form einer Münzsortiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. In einer Einstellbetriebsart der Münzsortiervor­ richtung arbeitet diese zweite Ausführungsform in ähnlicher Weise wie die erste Ausführungsform von Fig. 5. Eine Re­ cheneinheit 22 errechnet eine Rückbildungsgerade unter Ver­ wendung von Spitzenwerten x, die von einem Spitzenwertde­ tektor 13 geliefert werden, und vorab gespeicherter Bezugs­ werte y und speichert die Konstanten a und b der Rückbil­ dungsgeraden in einem Speicher 23B. In diesem Fall über­ trägt eine Korrekturschaltung 21A einfach den Ausgangswert x(t) eines A/D Umsetzers 12 an den Spitzenwertdetektor 13, ohne ihn zu ändern.

In der normalen Betriebsart der Münzsortiervorrichtung un­ terscheidet sich die Arbeitsweise der zweiten Ausführungs­ form jedoch von der der ersten Ausführungsform. Der Aus­ gangswert x(t) des A/D Umsetzers 12 wird direkt in die Korrekturschaltung 21A eingegeben und mit Hilfe der Korrek­ turkoeffizienten a und b, die in dem Speicher 23B gespei­ chert wurden, zu a + bx(t) korrigiert. Dieser korrigierte Wert a + bx(t) wird nachfolgend an den Spitzenwertdetektor 13 geliefert, der den Spitzenwert a + bx ermittelt und aus­ gibt. Dieser Spitzenwert a + bx wird dann mittels eines Komparators 13 mit den repräsentativen Bezugswerten y1, y2, ..., yn, die in dem Speicher 23A vorab gespeichert wurden, verglichen. Auf der Basis der Vergleichsergebnisse wird von einer Identifizierungsschaltung 16 der Münztyp identifiziert.

Ausführungsform 3

Obwohl die Rückbildungsgerade bei der ersten Ausführungs­ form unter Verwendung von wenigstens zwei Kennzeichnungs­ werten und den den Kennzeichnungswerten entsprechenden Be­ zugswerten errechnet wird, kann diese Errechnung auch auf eine andere Weise erfolgen. Bei dieser anderen Berech­ nungsart wird nur eine einzige echte Münze in die Vorrich­ tung eingegeben und ein Kennzeichnungswert xi und der ent­ sprechende Bezugswert yi gewonnen. Dann werden der Aus­ gangswert x0 des Spitzenwertdetektors 13, wenn keine Münze eingegeben ist, und der entsprechende Bezugswert y0 ermit­ telt. Die Rückbildungsgerade wird als eine Gerade errech­ net, die durch die beiden Punkte (x0, y0) und (xi, yi) geht, woraus man die beiden Konstanten a und b erhält.

Fig. 8 ist eine Darstellung zur Erläuterung dieser dritten Ausführungsform. Wie in dieser Figur gezeigt, werden die Korrekturkoeffizienten a und b als Konstanten der Geraden y = a + bx gewonnen, die die beiden Punkte (x0, y0) und (xi, yi) verbindet. Wie oben erwähnt, ist x0 der Ausgangswert des Spitzenwertdetektors 13, wenn keine Münze in die Vor­ richtung eingegeben wurde, also keine Münze am Spulensensor 3 vorhanden ist. xi ist der Ausgangswert des Spitzenwertde­ tektors 13, wenn ein spezieller Münztyp i von dem Spulen­ sensor 3 erfaßt wird, und y0 und yi sind entsprechende re­ präsentative Bezugswerte.

Bei der dritten Ausführungsform werden die Korrekturkoeffi­ zienten unter Verwendung nur eines speziellen Münztyps ge­ wonnen. Dies erlaubt es, die Gesamteinstellzeit zu ver­ kürzen.

Claims (8)

1. Münzsortiervorrichtung, umfassend
einen Sensor (3), der in einem Kanal (2) für eine in die Vorrichtung eingegebene Münze (1) angeordnet ist, um ein Detektorsignal auszugeben,
einen Spitzenwertdetektor (13) zur Ermittlung eines Spitzenwerts des Detektorsignals,
einen ersten Speicher (23A), in dem vorab Bezugswerte gespeichert sind, von denen jeder einem Münztyp entspricht,
einen Komparator (15) zum Vergleich eines Vergleichs­ werts, der von einem Ausgangswert des Spitzenwertdetektors (13) gewonnen wird, mit den Bezugswerten, und
eine Identifizierungsschaltung (16), die die Echtheit beurteilt, und einen Münztyp identifiziert, wenn der Ver­ gleichswert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs um einen der Bezugswerte liegt,
gekennzeichnet durch
einen zweiten Speicher (23B) zur Speicherung konstan­ ter Werte (a, b), die eine Rückbildungsgerade definieren, die den Zusammenhang zwischen den von dem Spitzenwertdetek­ tor (13) ausgegebenen Spitzenwerten für wenigstens zwei in die Vorrichtung eingegebene unterschiedliche Münztypen und den diesen Münztypen entsprechenden Bezugswerten annähert, und
eine Korrektureinrichtung (21) zur Korrektur des Aus­ gangswerts des Spitzenwertedetektors (13), der einer zu sortierenden Münze entspricht, unter Verwendung der durch die in dem zweiten Speicher (23B) gespeicherten Konstanten Werte definierten Rückbildungsgeraden, und Ausgabe des kor­ rigierten Werts als des Vergleichswerts.

2. Münzsortiervorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, gekennzeichnet durch
einen zweiten Speicher (23B) zur Speicherung konstanter Werte (a, b), die eine Rückbildungsgerade definieren, die den Zusammenhang zwischen den von dem Spitzenwertdetektor (13) ausgegebenen Spitzenwerten für wenigstens zwei in die Vorrichtung eingegebene unterschiedliche Münztypen und den diesen Münztypen entsprechenden Bezugswerten annähert, und
eine Korrektureinrichtung (21A) zur Korrektur des De­ tektorsignals unter Verwendung der durch die in dem zweiten Speicher (23B) gespeicherten Konstanten Werte definierten Rückbildungsgeraden derart, daß ein korrigiertes Ausgangs­ signal an den Spitzenwertdetektor (13) geliefert wird, der einen Spitzenwert des korrigierten Ausgangssignals als den Vergleichswert ausgibt.

3. Münzsortiervorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, gekennzeichnet durch
einen zweiten Speicher (23B) zur Speicherung konstan­ ter Werte, die eine Rückbildungsgerade definieren, die durch einen ersten Punkt verläuft, der von einem ersten Spitzenwert, welchen der Spitzenwertdetektor ausgibt, wenn keine Münze in die Vorrichtung eingesteckt ist, und dem Be­ zugswert, der dem ersten Spitzenwert entspricht, bestimmt ist, sowie einen zweiten Punkt, der von einem zweiten Spit­ zenwert, welcher von dem Spitzenwertdetektor ausgegeben wird, wenn irgendein Münztyp in die Vorrichtung eingegeben wurde, und dem diesem Spitzenwert entsprechenden Bezugswert bestimmt wird, und
eine Korrektureinrichtung (21) zur Korrektur des Aus­ gangswerts des Spitzenwertdetektors (13) der einer zu sor­ tierenden Münze entspricht, unter Verwendung der durch die in dem zweiten Speicher (23B) gespeicherten Konstanten Werte definierten Rückbildungsgeraden, und Ausgabe des kor­ rigierten Werts als des Vergleichswerts.

4. Münzsortiervorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, gekennzeichnet durch
einen zweiten Speicher (23B) zur Speicherung konstanter Werte, die eine Rückbildungsgerade definieren, die durch einen ersten Punkt verläuft, der von einem ersten Spitzenwert, welchen der Spitzenwertdetektor ausgibt, wenn keine Münze in die Vorrichtung eingesteckt ist, und dem Bezugswert, der dem ersten Spitzenwert entspricht, bestimmt ist, sowie einen zweiten Punkt, der von einem zweiten Spitzenwert, welcher von dem Spitzenwertdetektor ausgegeben wird, wenn irgendein Münztyp in die Vorrichtung eingegeben wurde, und dem diesem Spitzenwert entsprechenden Bezugswert bestimmt wird, und
eine Korrektureinrichtung (21A) zur Korrektur des De­ tektorsignals unter Verwendung der durch die in dem zweiten Speicher (23B) gespeicherten Konstanten Werte definierten Rückbildungsgeraden derart, daß ein korrigiertes Ausgangs­ signal an den Spitzenwertdetektor (13) geliefert wird, der einen Spitzenwert des korrigierten Ausgangssignals als den Vergleichswert ausgibt.

5. Münzsortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ zugswerte gemeinsam eine Vielzahl von Münzsortiervorrich­ tungen gleicher Art verwendet werden.

6. Einstellverfahren für eine Münzsortiervorrichtung, gekennzeichnet durch die Schritte
Ermitteln von Bezugswerten, von denen jeder einem je­ weiligen Münztyp entspricht derart, daß die Bezugswerte ge­ meinsam für alle Vorrichtungen gleicher Art verwendbar sind,
Ermitteln von wenigstens zwei Kennzeichnungswerten wenigstens zweier echter Münztypen durch Erfassen der in die Münzsortiervorrichtung eingegebenen echten Münzen mit­ tels eines Sensors,
Errechnen einer Rückbildungsgeraden, die den Zusam­ menhang zwischen den Kennzeichnungswerten und den Bezugs­ werten gleicher Münztypen annähert, und
Identifizieren eines zu prüfenden Münztyps durch Kor­ rektur eines Kennzeichnungswerts der Münze mit Hilfe der Rückbildungsgeraden und durch Vergleich des korrigierten Wertes mit den Bezugswerten.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Errechnungsschritt die Rückbil­ dungsgerade unter Verwendung der Methode kleinster Quadrate berechnet wird.

8. Einstellverfahren für eine Münzsortiervorrichtung, gekennzeichnet durch die Schritte
Ermitteln von Bezugswerten, von denen jeder einem je­ weiligen Münztyp entspricht derart, daß die Bezugswerte ge­ meinsam für alle Vorrichtungen gleicher Art verwendbar sind,
Ermitteln wenigstens eines Kennzeichnungswerts wenig­ stens eines echten Münztyps durch Erfassen der in die Münz­ sortiervorrichtung eingegebenen echten Münze mittels eines Sensors,
Ermitteln eines Werts entsprechend dem Kennzeich­ nungswert, wenn keine Münze an dem Sensor vorhanden ist,
Errechnen einer Rückbildungsgeraden, die durch einen Punkt verläuft, der durch den Kennzeichnungswert und den dem Kennzeichnungswert entsprechenden Bezugswert gegeben ist, sowie einen Punkt, der durch den Wert, welcher erhal­ ten wird, wenn keine Münze am Sensor vorhanden ist, und den in diesem Wert entsprechenden Bezugswert gegeben ist, und
Identifizieren eines zu sortierenden Münztyps durch Korrektur eines Kennzeichnungswerts der Münze mittels der Rückbildungsgeraden, und durch Vergleich des korrigierten Wertes mit den Bezugswerten.