Brevet FR2037295A1 — publié le 19701231

la présente invention est relative à un dispositif électronique permettant de reconnaître ou de distinguer divers types de pièces de monnaie lorsqu'elles tombent en chute libre dans un passage unique. Un tel dispositif a pour principal champ 5 d'application les machines distributrices automatiques et les machines destinées à analyser et compter les pièces de monnaie. La discrimination des pièces de monnaie est exécutée au moyen des caractéristiques électriques et magnétiques du matériau les constituant, ainsi que de leurs dimensions géomé-10 triques. Dans l'état actuel de la technique, il existe des machines permettant d'analyser et de compter des pièces de monnaie métalliques, dans lesquelles la discrimination des pièces est effectuée au moyen de sélecteurs de type mécanique ou; élec-15 tromécanique, sur la base des caractéristiques géométriques des pièces, telles que le-diamètre, l'épaisseur, la nature du listeau, s'il est lisse ou moleté, la présence ou l'absence de trou central, ou sur la base d'autres caractéristiques physiques telles que le poids. Toutefois» ces dispositifs ne sont 20 généralement pas capables d'écarter les pièces fausses lorsque, par exemple," leurs caractéristiques géométriques sont suffisamment proches de celles des pièces authentiques'et cet inconvénient est particulièrement fâcheux lorsque les pièces acceptées ' par la machine sont utilisées ensuite pour rendre' là monnaie. 25 De plus, ces dispositifs sont très sujets à l'usure et nécessitent par conséquent un entretien fréquent. * " * Il existe également des machines employant des sélecteurs électroniques, dans lesquelles l'analyse des pièces de monnaie est effectuée en se basant sur une ou plusieurs carac-30 téristiques électriques du matériau dont sont faites les pièces (telles que .sa perméabilité magnétique ou sa conduetivité. élec— trique), mais ces dispositifs présentent généralement l'inconvénient de nécessiter un canal individuel pour chaque type de pièce que la machine doit être capable d'accepter. 35 Selon l'invention, la reconnaissance et donc la sélec tion des différents types de pièces, ainsi que la séparation des pièces bonnes des mauvaises, sont effectuées en se basant sur une mesure de paramètres électriques et magnétiques, qui sont caractéristiques des pièces, ladite mesure étant effectuée 70 11410 2 2037295 par un dispositif de lecture. Le dispositif de lecture comprend essentiellement un canal en matière plastique autour duquel" est enroulée une bobine de fil de cuivre; les pièces introduites dans le dispositif 5 tombent librement dans le canal et' quand- elles atteignent la zone autour de laquelle est enroulée la bobine, elles provoquent naturellement une variation des caractéristiques électromagnétiques du milieu entouré par la bobine et donc une. variation de l'inductance de cette dernière. 10 ■ Dans le cas où la pièce présente des caractéri'stiques ferromagnétiques, il apparaît une augmentation de l'inductance -qui part de l'amplitude initiale pour atteindre une valeur maximale lorsque la pièce se trouve à peu près au centre de la . bobine. Pour les pièces non ferromagnétiques, c'est la conduc-15 tivité- électrique qui prévaut au contraire. Dans ce cas, une variation négative de l'inductance est produite, due aux pertes provoquées par effet Joule et effet pelliculaire. Dans les deux cas, pour un type donné de matériau de pièce, les variations de la valeur absolue de l'inductance 20 obtenues sont également fonction des dimensions géométriques des pièces. - • ' Le nouveau sélecteur est donc caractérisé par le fait qu'il comporte un canal unique pour introduire les pièces de divers types et un dispositif de lecture unique» qui est capa-25 ble d'identifier une pièce donnée' le traversant, sur la base des variations d'inductance, en valeur absolue et en signe de la bobine de lecture. ' Dans un mode de réalisation"préféré de l'invention, le sélecteur est caractérisé par le fait que la bobine -de lec-30 ture fait partie du circuit résonnant d'un oscillateur '(ordre de grandeur de la" fréquence : 70 kHz). De cette manière, à la variation. d'inductance provoquée par le passage d'une pièce dans le canal de lecture correspond une variation de fréquence instantanée de l'oscillateur et cette Valeur représente lé si-35 gnal-qui actionne le dispositif d'analyse. - Dans une forme d'exécution avantageuse-, l'analyseur -ou le sélecteur est-caractérisé de plus par le fait que la sortie du circuit oscillaïit - est mise en parallèle avec un certain nombre N de circuits,- égal au nombre-F de pièces-de types 70 11410 3 2037295 différents que le dispositif doit reconnaître, chaque circuit étant formé essentiellement par un filtre électrique passe-bande et par un dispositif détecteur convenable. La sortie du dispositif détecteur de signaux appar-5 tenant au circuit général fournit un signal identifiant le type de pièces, c'est-à-dire un signal qui est présent lorsque et seulement lorsqu'une pièce associée au circuit considéré le traverse. Ainsi, si une pièce associée au circuit numéro 2 est introduite dans la fente et traverse la bobine, la fréquen-10 ce -instantanée de l'oscillateur se décale de façon à mettre simplement en j eu la bande de fréquence du filtre relatif au circuit numéro 2, et, par conséquent, il apparaît un signal d'identification à la sortie de ce circuit, tandis qu'aucun autre signal n' apparaît .à la sortie des autres circuits. 15 Pour obtenir un fonctionnement convenable du dispo sitif, aucun signal d'identification ne doit être présent aux sorties des circuits individuels pendant le passage d'une pièce n'appartenant pas au groupe de lï pièces pour lequel le sélecteur a été réglé préalablement; cela est obtenu en choisissant 20 convenablement la largeur de bande des filtres individuels ainsi que les positions respectives de ces bandes. Les signaux d'identification émanant du canal unique contiennent l'information nécessaire au fonctionnement du dispositif sélecteur de pièces et du dispositif destiné à ac-25 cepter les pièces qui sont considérées comme authentiques et à refuser celles qui sont considérées comme fausses. Ces signaux commandent un circuit de traitement et de comptage convenable et sont appliqués simultanément à la sortie d'un circuit "OU". Si une pièce considérée comme authen-30 tique est introduite dans le sélecteur, un signal ayant la valeur logique "1" apparaît à la sortie de l'un des I circuits et, par conséquent, à la sortie du circuit "OU" apparaît un signal ayant la valeur logique "1". Dans le cas simplement des pièces considérées comme 35 fausses, les 1T entrées du circuit "OU" ont la valeur logique "0" (absence de signal) et il en est de même pour la sortie. Cette sortie est donc destinée à piloter un dispositif d'échange permettant d'encaisser les pièces considérées comme authentiques et de refuser celles considérées comme fausses. 70 11410 4 2037295 La durée de l'impulsion qui se présente à la sortie du filtre appartenant an circuit général est proportionnelle à l'intervalle de temps pendant lequel la fréquence instantanée de l'oscillateur appartient à la bande passante du filtre; le circuit 5 détecteur est conçu de manière à ne présenter à sa sortie un signal d'amplitude et de durée bien définies que lorsque ledit intervalle de temps excède une valeur limite convenable. Gela permet de distinguer les pièces qui déterminent des variations de fréquence de même signe et n^rant pas une valeur absolue 10 excessivement différente. En effet, ce n'est que lorsque la fréquence engendrée par l'oscillateur, au moment où. la pièce se trouve au centre de la bobine de lecture, appartient à la bande passante de l'un des filtres passe-bande, qu'il existe à la sortie du filtre 15 un signal suffisamment long pour être considéré comme Validé par le dispositif détecteur suivant. L * analyseur formant 1'objet de 1'invention peut être facilement pré-réglé pour un type quelconque de pièce , car il suffit d'adapter un filtre ayant une bande passante convenable 20 pour ce type de pièce , pour permettre au sélecteur de la reconnaître et de la compter. De plus, le dispositif conforme-à l'invention est capable d'estimer les pièces sans avoir besoin d'interrompre leur course dans la bobine de lecture, autrement dit, les piè-25. ces ne sont ni touchées ni gênées pendant leur chute libre. Le sélecteur est suffisamment rapide pour détecter le passage de deux ou plusieurs pièces introduites successivement et en contact les unes avec les autres dans le sélecteur. La description qui va suivre en regard des dessins 30 annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte, faisant, bien entendu, partie de ladite invention. Sur ces dessins : 35 - la figure 1 représente une vue.en coupe selon I-I de la figure 2 montrant schématiquement la disposition du sélecteur; - la figure 2 représente une. vue en coupe, transversale selon II-II de la figure 1 ; - 70 11410 5 2037295 - la figure 3 représente une vue en coupe, verticale selon III-III de la figure 1; - la figure 4 représente un schéma synoptique complet du sélecteur. 5 En se référant aux figures 1 à 3» et notamment à la . figure 1, les pièces de monnaie sont introduites dans une fente calibrée .10 ou dans un autre moyen connu de présélection qui interdit l'introduction de pièces courbées, tordues ou dont les dimensions excèdent la dimension maximale admise et qui 10 pourraient rester bloquées dans le dispositif. Les. pièces passent d'abord dans un passage d'entrée 12 de section rectangulaire et qui peut également être en un matériau métallique. A partir du passage 12, les pièces sont fournies à un dispositif de lecture, indiqué d'une manière générale par la référence 15 14» qui comprend un conduit 16, en un matériau isolant de l'électricité et non magnétique et également de section rectangulaire. Le conduit 16 est muni d'un logement 18 destiné à une bobine de lecture 20 qui est connectée au moyen dîun fil métallique souple (non représenté) au circuit résonnant d'un oscil-20 lateur dont il détermine la fréquence. Un troisième conduit 22, qui peut également être en matériau métallique, s'étend au-dessous du dispositif de lecture 14. Le conduit 22 comporte un logement 24 destiné à un élément de déviation .26, commandé par un relais électromécanique 28. A la hauteur de l'élément 25 de déviation, le conduit 22 se scinde en deux canaux de section rectangulaire similaire et qui sont orientés dans deux directions différentes : le premier, 'indiqué par la référence 30 à la figure 1, transporte les pièces bonnes vers une caisse, tandis que le second, indiqué par la référence 32, forme une 30 dérivation inclinée qui dirige les pièces rej etées vers la porte de retour des pièces de la machine distributrice. La figure 3 montre comment, dans le mode de réalisation préféré, l'élément de déviation 26, dans sa position de repos ou inactive, est positionné de manière à transporter les 35 pièces introduites par la fente 10 vers le canal 32 de restitution des pièces. Cela assure que, dans le cas d'une défaillance du dispositif ou en l'absence de tension d'alimentation» toute pièce, bonne ou mauvaise, est rendue directement sans autre manipulation. 70 11410 6 2037295 Ce n'est que lorsque le dispositif fonctionne correctement et que la pièce introduite a été reconnue comme bonne et comptabilisée par le dispositif de lecture 14, qu'une impulsion de commande apparaît à l'extrémité du relais 28 qui, en 5 actionnant l'élément de déviation 26, fait passer la pièce dans le canal 30. Le schéma synoptique de la figure 4'représente une forme préférée du circuit destiné au sélecteur. La bobine de lecture 20 est connectée au circuit résonnant qui détermine 10 la fréquence d'oscillation de l'oscillateur 34, dont la sortie' est connectée soit directement, soit» comme décrit ultérieurement , par l'intermédiaire d'un bloc 52» en.parallèle.à l'entrée d'une série de filtres passe-bande (i étant égal à 1, 2, ... ST, K étant le nombre de types de pièces que Te dispositif 15 doit être capable de vérifier). La sortie de chaque filtre est connectée à-un dispositif détecteur DR^, comprenant essentiellement, dans la mesu-" re où l'on considère les fonctions électriques, un amplificateur 36 pour les signaux provenant des filtres, un circuit re-20 dresseur 38 pour les signaux amplifiés et -un relais 40. Les sorties des divers dispositifs détecteurs commandent,' par l'intermédiaire de connexions 42, un circuit de comptage successif des pièces authentiques et en outre en parallèle un circuit logique "OU", indiqué par la référence 44 à la figure-4, dont 25 la sortie fournit une impulsion lorsqu'une impulsion est présente à l'une des entrées. Cette dernière iihpulsiron commande, par l'intermédiaire d'un circuit monostable 46, le relais 28' qui actionne l'élément de déviation'26. ' Quand une pièce authentique 48, après introduction 30 dans la fente 10, traverse la'zone centrale de la bobine de lecture 20, elle provoque une variation*de l'inductance de la bobine de façon à mettre la fréquence-de l'oscillateur 34 en correspondance avec la bande passante du filtre correspondant au type de pièce introduite.-Dans ce cas, il est appliqué 35 à la sortie du filtre un signal dont la durée est 'suffisamment grande pour actionner le dispositif détecteur dont la sortie fournit un signal de niveau logique "1". Ce signai actionne le dispositif de comptage de pièces au moyen des connexions 42. JjB même signal àctionae également le relais • 28' pour eopimuter 70 11410 7 203729S l'élément de déviation 26 autour de son axe 50 de façon à fermer l'entrée du canal de restitution de pièces 32 et ouvrir l'entrée du canal 30 pendant une durée suffisamment longue pour assurer le passage de la pièce comptabilisée. Immédiatement 5 après, le relais 28 revient à sa position inactive et l'élément de déviation 26 ferme de nouveau l'accès du canal 30. Afin de simplifier la conception des filtres passe-bande, de façon à les amener à opérer dans une gamme plus basse de fréquences, on peut intercaler entre la sortie de l'os-10 cillateur 34 et l'entrée des filtres passe-bande un bloc 52 comprenant un modulateur qui est piloté par un oscillateur à fréquence fixe. Ainsi, on peut obtenir à la sortie du bloc 52 un signal dont la fréquence est plus petite que la fréquence d'entrée et est égale à la différence entre la fréquence de 15 l'oscillateur à fréquence fixe et celle de l'oscillateur à fréquence variable..Comme les valeurs absolues des écarts de fréquence de l'oscillateur à fréquence variable sont fournies intégralement sous la forme de valeurs absolues d'écarts de fréquence à la sortie du modulateur, tandis que, d'autre part, 20 les valeurs en pourcentage des écarts de fréquence à la sortie du modulateur sont augmentées, il est clair que la facilité de filtrage augmente également, du fait qu'elle est fondée sur les valeurs en pourcentage des écarts de fréquence et non sur les valeurs absolues des.écarts de fréquence. 25 II est également possible d'employer, dans la même machine, une série de dispositifs tels que celui qui vient d'être décrit, pour commander le même élément de déviation, de sorte que les pièces introduites dans la fente 10 les traversent successivement. De cette manière, la sélection peut être 30 effectuée par un certain, nombre de dispositifs de lecture indépendants, chacun ayant la tâche de n'identifier qu'une partie du groupe de If pièces de valeurs différentes .que le sélecteur doit reconnaître et identifier. A cet effet, il suffit de connecter chaque bobine de lecture à son propre oscillateur, 35 suivi de l'ensemble de filtres et de circuits détecteurs. En établissant la fréquence des divers oscillateurs d'une façon convenable, un tel montage permet d'adopter pour chaque groupe de pièces affecté à un dispositif de lecture donné la fréquence pour laquelle on obtient les valeurs maximales en pourcentage 70 11410 8 2037295 des écarts de fréquence pour ces types de pièces, de façon à simplifier les problèmes relatifs au filtrage. Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et qu'on pourrait les modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. 70 11410 9 2037295 REVENDICATIONS 1. Dispositif électronique d'analyse de pièces de monnaie permettant de séparer les pièces convenant à une raaclii- 5 ne distributrice de celles ne convenant pas, comportantun canal à pièces, une bobine d'inductance entourant le cariai9 un circuit oscillateur couplé à la bobine d'inductance et convertissant les variations d'inductance provoquées par le passage d'une pièce en signaux de fréquence, un élément de déviation 10 pour encaisser les pièces acceptables et restituer les pièces non acceptables, et une série de filtres passe-bande connectés en parallèle à l'oscillateur, chaque filtre ne transmettant que les signaux de fréquence engendrés par un type unique de pièce acceptable et chaque filtre étant connecté en série avec 15 des circuits élaborant les signaux transmis par lui pour actionner un élément de déviation de pièces. 2. Dispositif selon la revendication 1 » dans lequel les circuits destinés à élaborer les signaux transmis comprennent, pour chaque filtre, un dispositif détecteur intercalé 20 entre chaque filtre et l'élément de déviation., chaque dispositif détecteur comprenant un circuit redresseur, un circuit amplificateur et un relais connectés en série, 3. Dispositif selon la, revendication 2? dans lequel les circuits traitant les signaux transmis comprennent., en ou- 25 tre, un circuit "OU" connecté à tous les relais du dispositif détecteur, un circuit monostable connecté en série avec le circuit "OU", et un relais d1actionnement de l'élément de déviation connecté en série avec le circuit monostable„ 4. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel 30 la sortie de chaque dispositif détecteur est connectés en série avec un dispositif de comptage de pièces. 5. Dispositif selon la revendication îs dans lequel un dispositif comprenant un modulateur et un oscillateur à fréquence fixe est intercalé entre le circuit oscillateur et les 35 filtres passe-bande.