Brevet FR2852716A1 — publié le 20040924

MONNAYEUR DE MACHINE AUTOMATIQUE La présente invention concerne un monnayeur de machine automatique et plus particulièrement un tel monnayeur comprenant un microcontrôleur et susceptible d'être alimenté à faible énergie par une ligne téléphonique. L'invention s'applique en particulier à des monnayeurs associés à des publiphones ou à des parcmètres, mais d'autres applications pourront être envisagées. On considèrera un monnayeur remplissant les fonctions suivantes: identification des pièces insérées successivement pour fournir une décision d'acceptation ou de rejet de ces pièces; - stockage de pièces successives dans un magasin de stockage intermédiaire; et - rendu ou encaissement des pièces stockées dans le magasin intermédiaire. Pour des raisons d'économie, il est souhaitable d'alimenter des monnayeurs par une ligne téléphonique ou des panneaux solaires. De plus cela élimine tout risque de choc électrique 20 pour l'utilisateur. Comme, les monnayeurs modernes sont généralement couplés à des ordinateurs centraux pour, par exemple, indiquer leur état de fonctionnement ou indiquer qu'ils ont en caisse une somme supérieure à une somme prédéterminée, ces monnayeurs sont généralement connectés à un réseau téléphonique ou autre réseau de communication. Il est donc souhaitable que le monnayeur ait une consommation aussi faible que possible pour pouvoir être alimenté par un tel réseau. D'autre part, il serait souhaitable qu'un monnayeur puisse continuer à fonctionner, même de façon réduite, quand il présente un certain nombre de pannes pour éviter des opérations de maintenance trop nombreuses. Ainsi, un objet de la présente invention est de prévoir un monnayeur dont toutes les fonctions peuvent être assurées avec une consommation minimale d'énergie. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un monnayeur qui s'adapte à des conditions d'énergie d'alimen15 tation disponible variable. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un monnayeur qui s'adapte automatiquement à des conditions de baisse d'énergie d'alimentation. Pour atteindre ces objets, la présente invention prévoit 20 un monnayeur de machine automatique contrôlé par un microcontrôleur dans lequel des pièces de monnaie sont susceptibles de se déplacer uniquement sous l'effet de la gravité, comprenant successivement un moyen d'identification de pièce; un moyen de stockage comprenant des logements successifs agencés pour recevoir 25 chacun une pièce; un moyen d'ouverture sélective du fond de chaque logement; et un moyen d'aiguillage vers une caisse ou une sébile de rendu d'une pièce sortant d'un logement. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le monnayeur comprend en entrée successivement un moyen détec30 tion de pièce et un moyen d'identification de pièce. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le monnayeur comprend à la sortie du système de qualification de pièce un aiguillage pour renvoyer les pièces ou bien vers la sébile ou bien vers le moyen de stockage. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le moyen de stockage comprend des logements (41-44) disposés en contrebas d'une glissière (45), la partie supérieure de chaque logement étant ouverte quand le logement est vide et fermée pour 5 servir de complément de glissière (51-54) vers un logement suivant quand une pièce est incluse dans le logement. Selon un mode de réalisation de la présente invention, un bras basculant (83) actionné par l'insertion d'une pièce dans un logement comporte ledit complément de glissière. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le monnayeur comprend au niveau de chacun de ses éléments et en entrée de chacun des éléments suivants un détecteur de présence ou de passage de pièce fournissant un signal au microcontrôleur de commande. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le monnayeur comprend un moyen de détection de la puissance d'alimentation disponible et de temporisation de la commande de chacun des éléments du monnayeur en fonction de la puissance disponible. La présente invention prévoit aussi un monnayeur de machine automatique contrôlé par un microcontrôleur comprenant divers éléments électromécaniques pour assurer le blocage ou la libre circulation de pièces selon un programme déterminé vers une caisse ou une sébile de rendu, caractérisé en ce qu'il 25 comprend des moyens pour détecter la puissance d'alimentation disponible et pour ralentir le fonctionnement du système quand la puissance disponible diminue. La présente invention prévoit aussi un monnayeur de machine automatique contrôlé par un microcontrôleur, comprenant 30 au niveau de chacun de ses éléments et de chacun des passages clé du dispositif un détecteur de présence ou de passage de pièce, de façon que le microcontrôleur contrôle si le déroulement des opérations correspond aux commandes appliquées. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que 35 d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 est un organigramme illustrant les principales 5 fonctions et les principaux éléments d'un monnayeur selon la présente invention; les figures 2A, 2B, 2C sont des vues de côté schématiques d'un magasin tampon selon la présente invention; les figures 3A et 3B sont des vues de côté schéma10 tiques d'un logement d'un magasin tampon selon la présente invention; et la figure 4 est une vue de dessus d'un système d'aiguillage utilisé selon la présente invention. Le monnayeur selon la présente invention comprend un 15 ensemble de glissières agencées pour que, chaque fois qu'une pièce est insérée dans le monnayeur, elle descende d'un étage au suivant sous l'effet de la seule gravité par roulement et/ou glissement. Ainsi aucun dispositif électromécanique de déplacement de pièces n'est prévu, si ce n'est des butées escamotables, 20 faibles consommatrices d'énergie. Le fonctionnement et la structure d'un monnayeur selon la présente invention vont être décrits en relation avec l'organigramme de la figure 1 tant pour décrire des parties mécaniques que des parties électroniques et de contrôle du monnayeur selon 25 la présente invention. Le monnayeur comporte un microcontrôleur couplé à divers détecteurs et actionneurs de butées. Même les détecteurs mentionnés comme étant de type mécanique comprennent des moyens de signalisation couplés au microcontrôleur. Des pièces sont introduites une par une dans une fente 30 d'entrée 1. Chaque pièce passe dans un bloc de détection 2 qui, par des moyens mécaniques, optiques ou électriques, détecte l'introduction de la pièce. Alors, un bloc de qualification 3 est activé et, tandis que la pièce traverse ce bloc, elle est identifiée comme étant une pièce autorisée d'un montant donné ou 35 comme étant une pièce ou un objet interdit. Derrière le système de qualification 3 se trouve un bloc d'aiguillage 4, actionné par le bloc de qualification ou par le microcontrôleur en réponse à des signaux provenant de ce bloc et de blocs décrits ci-après. Si la pièce ou l'objet introduit est un objet interdit, 5 ou pour d'autres raisons déterminées par le microcontrôleur, cet objet est orienté vers une glissière 6 qui le renvoie vers une sébile de rendu 8. Si la pièce est reconnue comme étant une pièce valide, elle est orientée vers l'une ou l'autre d'au moins deux glis10 sières 11 et 12 qui la dirigent vers des dispositifs de stockage série 14. Un dispositif de stockage 14 comprend par exemple quatre logements et les pièces arrivent successivement dans les logements disponibles, indépendamment de leur valeur faciale. Un détecteur d'introduction dans un logement est prévu de sorte 15 que, en corrélation avec l'indication donnée par le dispositif de qualification 3, on sait quel est le montant d'une pièce se trouvant dans un logement donné. Le système est muni d'un moyen de trop plein 15 pour évacuer des pièces qui seraient envoyées vers le dispositif de 20 stockage 14 en surnombre, au-delà de la capacité de stockage prévu. Les pièces sont alors dirigées vers une glissière 16 vers la sébile 8. On pourra également prévoir que ce trop plein soit géré par l'aiguillage 4 sous la commande du microcontrôleur. A chaque logement du dispositif de stockage 14, est 25 associé un moyen commandable par le microcontrôleur, pour libérer la pièce contenue dans ce logement et la laisser descendre vers un système d'aiguillage 18 qui, selon la fonction souhaitée, renvoie la pièce par une glissière 19 vers la sébile 8 ou la dirige par une glissière 20 vers une caisse, c'est-à- dire une 30 boîte blindée contenue dans le monnayeur, 21. Il est en outre prévu de préférence un détecteur 31 d'entrée d'une pièce dans la sébile 8 et un détecteur 32 d'entrée d'une pièce dans la caisse 21. Le moyen d'aiguillage 18 peut servir à une fonction de 35 rendu de monnaie "au plus juste". Ce rendu de monnaie est activé si l'utilisateur a rentré un certain nombre de pièces dans le monnayeur, quand le service qu'il a payé est terminé, par exemple dans le cas ou la machine est un publiphone quand il a mis fin à la communication téléphonique ou, si la machine est un 5 parcmètre quand il a utilisé le parcmètre pendant moins longtemps qu'il ne l'avait prévu. Alors, le microcontrôleur calcule la somme effectivement due par l'utilisateur, évalue le montant des pièces stockées, détermine, en fonction des valeurs des pièces stockées, quel est le montant qui donne, par excès, la 10 somme la plus proche de la somme due par l'utilisateur, et envoie des signaux de commande aux systèmes d'ouverture des logements du dispositif de stockage pour libérer séquentiellement les pièces en excès. Pendant cette phase, l'aiguillage 18 renvoie les pièces par l'intermédiaire de la 15 glissière 19 vers la sébile 8. Les autres pièces, correspondant au montant dû, sont libérées séquentiellement et dirigées par l'aiguillage 18 vers la caisse 21. Etant donné que les pièces sont extraites une par une du dispositif de stockage 14, et en prenant la précaution de 20 compter les pièces introduites dans la caisse au moyen du détecteur 32, on peut savoir exactement quelle est la somme se trouvant en caisse. Ceci permet de prévoir les moments o l'on souhaite vider la caisse, et permet également, si la somme se trouvant en caisse ne correspond pas à la somme attendue de 25 constater qu'une fraude a dû se produire et donc de prendre des mesures appropriées, de surveillance ou autre. On notera que le dispositif de stockage 14 peut, si l'on fait une analogie électronique, être considéré comme un registre à décalage à entrée série et sortie parallèle. En 30 effet, les pièces arrivent séquentiellement dans le dispositif de stockage 14 sans aucun tri et peuvent en être extraites une par une de façon déterminée. La glissière de sortie 12 de l'aiguillage 4 est reliée à un dispositif de stockage, non représenté, analogue au dispo35 sitif 14. Le microcontrôleur gère l'ensemble de ces deux dispo- sitif s de stockage pour notamment assurer la fonction de rendu de monnaie au plus juste. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le premier dispositif de stockage se trouve dans un plan parallèle à la face principale de la 5 machine, et le deuxième dispositif de stockage (non représenté) se trouve dans un plan parallèle, situé derrière le premier, ce qui permet de réduire l'encombrement de la machine. Selon un aspect de la présente invention, tous les passages de pièces d'un poste à l'autre de la machine sont sur10 veillés. Notamment, comme on l'a indiqué, un premier détecteur se trouve au niveau de la fente d'entrée, un deuxième au niveau du système de qualification, un autre au niveau de chaque logement du dispositif de stockage, un autre au niveau de la partie finale de la glissière de sébile, et un autre au niveau 15 de l'entrée dans la caisse. Chacun de ces détecteurs est couplé au microcontrôleur de gestion du monnayeur. Certains de ces détecteurs sont inutiles aux opérations fondamentales du monnayeur mais sont prévus selon la présente invention pour détecter un éventuel dysfonctionnement du monnayeur lié par exemple à une 20 fraude, à un blocage de pièce, ou autre. Par exemple, si l'on détecte qu'une pièce est entrée, qu'elle a été envoyée par l'aiguillage 4 dans le dispositif de stockage mais que ni les détecteurs du dispositif de stockage 14, ni le détecteur de sébile 31, ni le détecteur de caisse 32 n'indique le passage 25 d'une pièce, cela indique que la pièce a été bloquée dans le système. Ce nombre de détecteurs disposé en plusieurs endroits permet en outre d'identifier l'emplacement o le défaut s'est produit. Selon le cas, et étant donné des configurations de défauts et de fraudes prévues, on pourra en conclure qu'il faut 30 inhiber ou non la machine, ou qu'elle peut continuer à fonctionner à performances réduites, par exemple en inhibant un logement du dispositif de stockage de pièces. Selon un autre aspect de la présente invention, le système comprend un moyen pour déterminer la puissance dispo35 nible sur le réseau téléphonique, ou autre, devant alimenter le système et pour adapter le monnayeur à cette puissance. On suppose connue la puissance nécessaire pour faire fonctionner dans des conditions nominales le monnayeur selon la présente invention, par exemple pour commander les aiguillages 4 et 18, 5 et le système de libération des pièces contenues dans les logements du dispositif de stockage 14, ainsi que pour l'alimentation du microcontrôleur de commande. Le système comprend un moyen de limitation associé au microcontrôleur pour ralentir le fonctionnement des divers éléments du monnayeur de façon à 10 pouvoir fonctionner avec la puissance disponible quand elle est inférieure à la puissance nominale. C'est un aspect de la présente invention que de prévoir un système de ralentissement spécifique à chaque monnayeur. Ainsi, les monnayeurs disposés dans des zones urbaines, en tête de ligne, là o la puissance 15 disponible est relativement importante pourront fonctionner rapidement, alors que les monnayeurs disposés en bout de ligne, là o la puissance disponible est plus faible, fonctionneront plus lentement mais efficacement, sans risque de blocage. L'aiguillage 4 est prévu pour que, au repos, il soit positionné 20 pour renvoyer les pièces introduites dans la sébile. Ainsi, dès que la puissance d'alimentation devient trop basse et qu'il faut attendre avant d'exécuter une manoeuvre, les pièces insérées seront rendues. De préférence, une signalisation est prévue pour informer l'utilisateur qu'il doit attendre pour réinsérer une 25 pièce et faire fonctionner le monnayeur. De préférence, l'aiguillage 18 est prévu pour que, lorsque des pièces sont stockées dans le dispositif 14 et que la puissance disponible devient trop faible, elles sont envoyées dans la caisse. Les figures 2A à 2C illustrent de façon schématique un 30 mode de réalisation d'un dispositif de stockage de pièces 14 selon la présente invention. On décrira un dispositif à quatre logements, comprenant des logements 41, 42, 43 et 44. La partie haute de chaque logement est sur le trajet d'une glissière d'arrivée 45 en 35 provenance de l'aiguillage 4 sur laquelle une pièce 47 est susceptible de rouler et/ou de glisser. Chacun des logements comprend à sa partie supérieure une portion de glissière escamotable, respectivement 51, 52, 53, 54. Initialement, comme cela est représenté en figure 2A, 5 toutes ces portions de glissière sont escamotées et une première butée 61 d'une succession de butées 61, 62, 63, 64, en position haute quand la portion de glissière est escamotée, bloque la pièce 47 dans son mouvement de façon qu'elle tombe dans le premier logement disponible. Dès qu'une pièce est tombée dans un 10 logement, la portion de glissière qui la recouvre se referme sous l'effet d'un dispositif mécanique simple, facile à réaliser par l'homme de l'art et dont un exemple sera donné ci-après en relation avec les figures 3A et 3B. Le fond de chaque logement comprend une pièce de retenue escamotable 71, 72, 73, 74. Ainsi, 15 quand une première pièce arrive, comme l'indique la figure 2A, elle tombe dans le logement 41 o elle est bloquée par la pièce de retenue 71. La figure 2B indique un état dans lequel deux pièces sont rentrées dans les deux premiers logements 41 et 42. Les 20 portions de glissière escamotables 51 et 52 sont alors en position active et la pièce suivante roule sur ces portions de glissière pour pénétrer dans le logement libre suivant, 43. Une fois que l'utilisateur a introduit quatre pièces, le dispositif de stockage 14 est plein. Dès ce moment, ou seule25 ment quand le monnayeur est partiellement plein, on peut ouvrir à volonté les pièces de retenue inférieures 71, 72, 73, 74 pour, de façon souhaitée, extraire sélectivement une pièce du dispositif de stockage. Dans l'exemple de la figure 2C, on extrait la pièce contenue dans le logement 43. Cette pièce descend alors 30 sur une glissière 80 vers le système d'aiguillage 18 décrit en relation avec la figure 1 pour être envoyée ou bien dans la sébile 8 ou bien dans la caisse 21 selon que l'on souhaite effectuer un rendu de monnaie ou une mise en caisse. Selon un avantage de la présente invention, le 35 dispositif de stockage série à sortie sélective illustré en figures 2A à 2C présente l'avantage de ne nécessiter qu'un minimum d'énergie électromécanique pour son actionnement. Les pièces sont déplacées uniquement par la force de gravité et le seul moyen devant être commandé consiste en la pièce de retenue 5 71-74 qui peut être actionnée avec une dépense d'énergie minimale, comme on le verra ci-après en relation avec un mode de réalisation particulier. Les figures 3A et 3B sont des vues en coupe schématiques dans un plan perpendiculaire à celui des figures 2A 10 à 2C d'un logement de stockage de pièce, par exemple le logement 41. En figure 3A, on a représenté un logement vide prêt à recevoir une pièce 47. Le logement s'étend entre deux parois latérales 80 et 81. Une pièce est susceptible d'arriver au niveau de la partie supérieure du dispositif dans une glissière dont la 15 base est représentée par le trait en pointillés 82 en avant du plan de la figure. Le système comprend deux bras mobiles 83 et 84, respectivement articulés sur des axes 85 et 86. Le bras 83 comprend, à sa partie inférieure, un bossage 87 pénétrant dans le logement et, à sa partie supérieure, une portion de glissière 20 88, en retrait quand le logement 41 est vide. On a représenté, en pointillés, une butée 89 solidaire de la partie 88 du bras 83, qui est disposée en arrière du plan de la figure et qui correspond à la butée 61 de la figure 2A. Ainsi, si une pièce de monnaie arrive dans la partie haute du 25 dispositif, en appui sur la glissière 82, elle vient heurter la butée 89 et tombe dans le logement 41. Alors, comme cela est représenté en figure 3B, la pièce de monnaie (47-1) repousse le bossage 87 et le bras 83 bascule de façon que sa partie 88 vient former une portion de 30 glissière supérieure au-dessus du logement pour guider une pièce suivante (47-2) vers le logement suivant. Le bras inférieur 84 comporte une partie interne au logement constituant le moyen de retenue 71 décrit en relation avec la figure 2. Le bras 84 est associé à un moyen de commande 1l non représenté, par exemple un électro-aimant, pour pouvoir être basculé quand on veut que la pièce 47-1 sorte du logement 41. On peut également prévoir, bien que cela ne soit pas nécessaire, un moyen électromécanique pour confirmer la position 5 du bras 83 dans sa position de repos de la figure 3A. On pourra par exemple prévoir que le moyen de basculement du bras 84 participe à la remise en position du bras 83. Le moyen électromécanique peut être actionné, par exemple pour inhiber un logement dont le fonctionnement est défaillant, tout en permet10 tant au monnayeur de continuer à fonctionner. La figure 4 représente en vue de dessus de façon simplifiée un système d'aiguillage particulièrement simple utilisable selon la présente invention, et de préférence réalisé en matière plastique légère. Une pièce arrivant dans une 15 glissière 91 continue normalement sa course dans une glissière 92 placée en vis-à-vis. La glissière 92 est articulée autour d'un axe vertical 93 et peut être tournée vers le haut ou vers le bas. Quand elle est tournée vers le bas, la pièce se dirige vers une glissière supérieure dans la figure, c'est-à-dire vers 20 l'arrière par rapport à la face avant du monnayeur 93. Quand elle est tournée vers le bas, la pièce se dirige vers une glissière avant 94. Le système est conçu pour que, en l'absence de commande, la glissière articulée 92 soit placée de façon que toutes les pièces introduites se dirigent vers la sébile dans le 25 cas de l'aiguillage 4 et vers la caisse dans le cas de l'aiguillage 18. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art, en particulier en ce qui concerne la réalisation 30 pratique des parties mécaniques du système, de même qu'en ce qui concerne le mode de commande par microcontrôleur des divers éléments. On soulignera que la présente invention prévoit un monnayeur présentant au moins l'une des trois caractéristiques 35 suivantes: - conception propre à permettre une consommation d'énergie minimale pour son fonctionnement; système de surveillance d'alimentation et de contrôle des divers éléments électromécaniques du monnayeur pour s'adapter à la puissance disponible; système de vérification de fonctionnement par confirmation de chaque déplacement d'un poste au suivant. REVENDICATIONS 1. Monnayeur de machine automatique contrôlé par un microcontrôleur dans lequel des pièces de monnaie sont susceptibles de se déplacer uniquement sous l'effet de la gravité, comprenant successivement: un moyen (2, 3) d'identification de pièce; un moyen de stockage (14) comprenant des logements successifs (41-44) agencés pour recevoir successivement des pièces introduites dans le monnayeur; un moyen (71-74) d'ouverture sélective du fond de 10 chaque logement (41-44) pour en extraire sélectivement une pièce; et un moyen (18) d'aiguillage vers une caisse (21) ou une sébile de rendu (8) d'une pièce sortant d'un logement. 2. Monnayeur selon la revendication 1, dans lequel le 15 moyen de stockage comprend des logements (41-44) disposés en contrebas d'une glissière (45), la partie supérieure de chaque logement étant ouverte quand le logement est vide et fermée pour servir de complément de glissière (51-54) vers un logement suivant quand une pièce est incluse dans le logement. 3. Monnayeur selon la revendication 1, comprenant en entrée successivement un moyen détection de pièce (2) et un moyen d'identification de pièce (3). 4. Monnayeur selon la revendication 3, comprenant à la sortie du système de qualification de pièce un aiguillage (4) 25 pour renvoyer les pièces ou bien vers la sébile (8) ou bien vers le moyen de stockage (14). 5. Monnayeur selon la revendication 4, dans lequel un bras basculant (83) actionné par l'insertion d'une pièce dans un logement comporte ledit complément de glissière. 6. Monnayeur selon la revendication 1, comprenant au niveau de chacun de ses éléments et en entrée de chacun des éléments suivants un détecteur de présence ou de passage de pièce fournissant un signal au microcontrôleur de commande. 7. Monnayeur selon la revendication 1, comprenant un moyen de détection de la puissance d'alimentation disponible et de temporisation de la commande de chacun des éléments du monnayeur en fonction de la puissance disponible.