Пристрій розпізнавання жетонів та жетон для використання у пристрої

Изобретение относится к области монетопусковых устройств и может быть использовано для распознавания жетонов или монет при введении их в монетные автоматы. Наиболее близким к заявляемому устройству распознавания жетонов является устройство, описанное в патенте ФРГ №2547761, кл. G07D5/00, G07F3/02, опубл. 28.04.1977г. "Электронный анализатор монет". В нем для оценки монеты определенного достоинства используется явление изменения магнитного поля переменного тока, протекающего в колебательном контуре генератора, при вводе монеты в монетоприемник. Известное устройство содержит высокочастотный генератор с LC-колебательным контуром, детектор, контур регулирования, специальный источник опорного напряжения, RCцепь, регулируемое сопротивление, сопротивление обратной связи, делители выпрямленного и опорного напряжений, сравнивающие устройства, три логических элемента, счетчик, три пороговые схемы, магнит. Работает устройство следующим образом. При вводе монеты в монетоприемник изменяется магнитное поле переменного тока, протекающего в колебательном контуре высокочастотного генератора, который формирует регулируемую частоту резонанса, Для этой цели высокочастотное напряжение выпрямляют и подают на первый вход контура регулирования, а на второй вход подают опорное напряжение от специального источника. Выходной сигнал контура поступает на вход контура для изменения резонансной частоты. В отсутствие движущейся в монетопроводе монеты амплитуда выпрямленного высокочастотного напряжения точно соответствует опорному напряжению. При опускании монеты в приемное устройство наблюдают изменение магнитного поля колебательного контура, в результате чего уменьшается выходное выпрямленное напряжение, используемое для оценки монеты определенного достоинства с помощью остальных элементов системы. Недостатком известного устройства является необходимость изменения опорного сигнала в автомате в случае замены монет одного достоинства другим. Если вместо монет использовать жетоны, то данная электрическая схема обладает избыточным оборудованием, так как элементы сравнения с эталоном становятся ненужными в то время, как схема не защищена от подделок жетонов. Фактически схема устройствапрототипа, которая работала бы с жетоном, должна включать монетоприемник, генератор с LC-колебательным контуром и детектор (амплитудный). 1. В настоящее время известны жетоны: - выполненные из цветных металлов и их сплавов, для использования в весовых системах распознавания жетонов; - из специальных пластмасс, используемых в оптических системах; из диэлектрика с проводящими электрический ток поверхностями определенной конфигурации; - из материалов, взаимодействующих с электрическим полем; - из материалов, взаимодействующих с магнитным полем, жетоны, используемые в весовых системах, слабо защищены от суррогата, относительно дороги, подвержены механическим воздействиям. Жетоны, выполненные из специальных пластмасс, недостаточно защищены от возможного использования части пластмассового жетона (например, одной половинки). Материалы, из которых выполнялись бы жетоны, взаимодействующие с электрическим полем, имеющие высокую диэлектрическую постоянную (сегнетоелектрики) мало распространены и дороги. Задачей является создание устройства путем такого изменения электрической схемы автомата, которое позволило бы легко распознавать вводимые универсальные жетоны из специально подобранного материала, заменяющие монеты различных достоинств. Это приведет к тому, что отпадет необходимость частого изменения телефонных и других автоматов в случае замены монет одного достоинства другими. Заявляемое устройство содержит генератор с колебательным контуром, детектор, два элемента И. Новым является введение в устройство фильтра, двух триггеров и двух элементов задержки, причем колебательный контур, генератор, фильтр и детектор соединены последовательно, выход детектора соединен с Sвходом первого триггера и с первым входом первого элемента И, R-входы первого и второго триггеров соединены с шиной сброса, прямой выход первого триггера подключен к входу первого элемента задержки, выход которого соединен со входом второго элемента задержки и с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с S-входом второго триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, выход второго элемента И является выходом устройства. Специально разработанный универсальный жетон, состоящий из ферромагнитного материала, может быть выполнен технологически тремя вариантами. 1. Жетон из ферромагнитного материала включает феррит и наполнитель, обеспечивающий механическую прочность жетона. 2. Жетон из ферромагнитного материала спрессовывается прочным материалом, например, пластмассой (полистирол, полиэтилен). 3. Жетон из ферромагнитного материала пропитывается связующими веществами, например, лаками для образования прочной поверхностной пленки. Все варианты являются равноценными и могут быть использованы в зависимости от имеющегося сырья. Все варианты жетонов были реализованы и проверены опытным путем. Предлагаемое устройство работает с частотной модуляцией, которая характеризуется своей глубиной, что повышает степень защиты при использовании суррогатов, а также части жетона, выполненного из ферромагнитного материала. На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 приведен график зависимости частоты генератора от положения жетона в канале колебательного контура; на фиг.3 - временные диаграммы работы устройства в режиме пролета жетона в автомате; на фиг.4 - временные диаграммы работы устройства в режиме остановки жетона в канале контура автомата. Устройство содержит жетон 1, колебательный контур 2 генератора 3, фильтр 4, детектор 5, триггеры 6 и 7, элементы задержки 8 и 9, элементы И 10 и 11, шину сброса 12 и выход 13. Генератор 3 с колебательным контуром 2, фильтр 4, детектор 5 соединены последовательно, выход детектора 5 соединен с S-входом триггера 6 и с первым входом элемента И 11. R-входы триггеров 6 и 7 соединены с шиной сброса 12. Прямой выход триггера 6 подключен к входу элемента задержки 8, выход которого соединен со входом элемента задержки 9 и с вторым входом элемента И 11. Выход элемента И 11 соединен с S-входом триггера 7, инверсный выход которого подключен к первому входу элемента И 10, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки 9. Выход 13 элемента И 10 является выходом устройства. Рассмотрим работу устройства в двух режимах, связанных с пролетом жетона (фиг.3) и остановкой его в канале контура 2 (фиг.4). При вводе жетона 1 из ферромагнитного материала в колебательный контур 2 (при его пролете в канале колебательного контура) происходит изменение магнитного поля переменного тока генератора 3, изменяющее при этом частоту колебаний контура. Выходной сигнал генератора 3 поступает на фильтр 4, настроенный на частоту, близкую к минимальной в диапазоне частот модуляции (см. фиг.2), где происходит выделение сигнала. Полученный сигнал с выхода фильтра 4 поступает на детектор 5. При пролете жетона (см. фиг.3а) на выходе детектора действует "пачка" импульсов в течение части промежутка времени пролета (при совпадении частоты генератора и резонансной частоты настройки фильтра). Выходной сигнал детектора 5 устанавливает триггер 6 в единичное состояние (см. фиг.3б). Промежуток времени задержки схемы 8 (фиг.3в) должен быть больше длительности пачки импульсов детектора 5, тогда на выходе схемы И 11 не формируется сигнал (фиг.3д), воздействующий на S-вход триггера 7. Триггер 7 не опрокидывается (его выход находится в состоянии "1") (фиг.3е) и сохраняет состояние, в котором он находился под воздействием сигнала сброса. В этом случае выходной сигнал триггера 7 не запрещает прохождения сигнала с выхода задержки 9 (фиг.3г) на выход схемы И 10. Выходной сигнал 13 устройства изображен на фиг.3к. На фиг.4 изображены временные диаграммы устройства в случае остановки жетона в канале. В этом случае триггер 7 срабатывает (см. фиг.4е) и на выходе 13 (фиг.4ж) сигнал управления в исполнительном устройстве отсутствует. Диаграммы фиг.3 и 4 отличаются только графиками д, е, ж. Система распознавания жетонов из ферромагнитного материала практически полностью защищена от суррогата. Использования различных ферритов при изготовлении жетонов и изменения геометрических размеров жетонов позволяет применять такого рода жетоны для оплаты услуг в различных областях - телефонии, автоматы игровые, камеры хранения, метро и т.п. Заявляемое устройство, по сравнению с прототипом, позволяет значительно уменьшить аппаратурные затраты, так как отпадает необходимость в построении схем специального опорного источника, устройства сравнения выпрямленного и опорного напряжений, как в прототипе. Схема устройства реализуется на элементной базе с малым потреблением, например, на ИС КМОП-серии, дискретных элементах. Следует отметить, что жетон может быть изготовлен в массовом количестве на предприятиях Украины на основе керамической технологии и литья. Детектор реализован на базе логического элемента ИС КМОП-серии. В качестве детектирующего элемента используется диод, установленный для защиты входной цепи микросхемы. Выходным сигналом детектора служит выходной сигнал логического элемента. Существующие таксофоны АМТ-69 могут быть достаточно просто переделаны для работы совместно с предложенной электронной системой распознавания жетонов. Аппарат дополняется небольшой электронной платой и датчиком, установленным в узле макета приемника.