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SELECTOR ELECTRÓNICO DE MONEDAS






Hace algunos años, un amigo que trabajaba de técnico en el sector de las máquinas recreativas, me contó que las averías más frecuentes que él se veía obligado a reparar tenían casi siempre que ver con el selector mecánico de monedas de dichas máquinas. Me mostró uno, y en efecto pude comprobar que era casi una pieza de relojería, con balanzas, ejes, conductos tarados a cierto tamaño, resortes, sistemas de rebote, imanes, etc. Tal complejidad era necesaria para aceptar una moneda concreta y rechazar todas las demás.

Debido a estas características, los selectores eran carísimos, pero incluso así se les colaban una gran cantidad de monedas falsas que la picaresca popular no tardaba en desarrollar. Mi amigo me mostró al menos una veintena de tipos diferentes de chapas metálicas hechas para engañar al mecanismo; discos de latón perfectamente cortados con una prensa, redondeles de aluminio hechos al parecer con unas tijeras de podar, un simple duro (5 pts.) rodeado de un hilo de cobre de 1 mm. que se convertía en el equivalente a una moneda de cinco duros (25 pts.), monedas extranjeras de mucho menos valor pero de tamaño y peso similar a las nacionales. De esta forma, diariamente, más de uno conseguía su tabaco, cafés, bocadillos o cualquier otra cosa que pudieran servir estas máquinas, por una pequeña fracción de su precio real.

De arriba a abajo y de izquierda a derecha, moneda de 25 pts. dos monedas de 5 pts. "trucadas" y una chapa de latón de medidas equivalentes


Moneda de 25 pts auténtica, dos monedas de 5 pts.
 trucadas y disco de latón del mismo tamaño





Por otra parte, estos selectores mecánicos tenían ajustes tan críticos que a los pocos meses de funcionar comenzaban incluso a rechazar monedas auténticas, y tanto éstas como las falsas solían engancharse con mucha facilidad en su interior, dejando a la máquina inoperativa días enteros, con la consiguiente pérdida económica para sus propietarios.

Por estos motivos, y por el hecho que era un campo de gran potencial, decidí diseñar un selector electrónico que fuera más fiable, barato y estable, y que por descontado prescindiera de elementos mecánicos y movibles en su interior.

Después de llevar a cabo bastantes pruebas, rechacé sistemas que midieran el peso y tamaño de las monedas, ya que para cualquier falsificador aficionado eran características fáciles de simular. No podía ser un análisis químico, ni el sonido que hacen al caer. Comentando el problema con un compañero, y en el colmo de la complejidad, me sugirió que equipara el sistema con una cámara de televisión CCD, por entonces muy caras y voluminosas, y que un circuito analógico (¡¡toma ya...!!) reconociera la imagen de la moneda para validarla.

El sistema correcto tenía que ser muchísimo más sencillo. Siempre he pensado que el grado justo de sofisticación es el mínimo que permite resolver un problema. La idea de eliminar las piezas móviles implicaba que fuera cual fuese, debería "reconocer" la totalidad de la moneda, y no algunos de sus parámetros.

Entonces se me ocurrió utilizar un campo magnético alterno de media frecuencia (10 khz.) que estableciera una zona de influencia. Pensé también que cualquier moneda metálica que cruzara las líneas de fuerza, crearía en su interior corrientes de Foucauld, y por tanto, que produciría una distorsión medible en dicho campo.

Realicé un montaje experimental para comprobar qué magnitud podía tener tal distorsión y si sería distintivo de cada tipo de moneda. Con satisfacción, pude observar que cada pieza de cierto tamaño y cierta aleación, producía una distorsión característica y única, como una "huella dactilar" irrepetible.

Diseñé un circuito oscilador de onda senoidal lo más pura posible, ya que en otros montajes basados en campos magnéticos alternos equilibrados había podido comprobar como la presencia de armónicos dificultaban enormemente el ajuste, y después pasé a estudiar las mejores manera de posicionar las bobinas, tanto entre ellas como respecto al objeto a analizar. A lo largo varias semanas realicé decenas de pruebas distintas cuyos resultados reflejé en curvas y tablas de valores.

En cuanto al soporte físico del sistema, la moneda a comprobar pasaría a través de un conducto de metacrilato, inclinado 15º en sentido longitudinal y 10º en el trasversal, de manera que bajase siempre rodando pero pegada a una de las paredes


Conducto de exploración y diagrama de la situación de las bobinas en el primer prototipo

 


El primer sistema que probé estaba formado por una bobina emisora y tres bobinas receptoras colocadas en la disposición que muestra el segundo dibujo de la figura de arriba, de manera que en ausencia de moneda las bobinas receptoras captaran una señal comprendida entre un 30 al 50% de la máxima:Las bobinas receptoras, a su vez, se conectaron a tres circuitos amplificadores formados por un transistor en configuración de adaptación de impedancia en base común, y un operacional del tipo LM747. A la salida, un rectificador y un filtro detectaría la envolvente, y generaría una tensión continua casi correspondiente al valor de pico de la señal captada por la bobina.

La salida de los detectores sería conducida a tres circuitos de filtro del tipo "ventana de tensión", que pudieran suministrar un valor "1" si la tensión de la envolvente correspondía a un estrecho margen de tensión preajustado, o un "0" si era menor o mayor que este valor.

Entonces, colocando la moneda de ajuste en el centro del conducto con ayuda de una varilla de plástico, ajusté los potenciómetros de las tres "ventanas de tensión" para que todas ellas dieran un 1. Éstas iban a su vez a una puerta AND de tres entradas, cuya salida en estas condiciones también era 1.


Sistema de tanteo de la moneda para permitir el ajuste de las "ventanas de tensión"




Una vez a punto el sistema retiré la moneda de ajuste y dejé caer una normal a través de la ranura de entrada. A medida que ésta bajaba por la pendiente, su influencia se dejaba sentir de diferente manera en cada una de las tres bobinas receptoras, cuyas ventanas de tensión coincidieron con un 1 exactamente en el punto donde habían sido ajustadas, activando el circuito AND y reconociendo por tanto la moneda como auténtica.

En los cientos de pruebas que realicé a continuación, aceptó al 100% todas las monedas correctas, rechazando también al 100% todas las falsas que introduje.

Este circuito funcionó de manera satisfactoria durante una semana, pero después comenzó a fallar. Estudiando el problema comprobé como las ganancias de los amplificadores y la amplitud del oscilador habían ido variando lentamente, de manera que las "ventanas de tensión" perdían su punto de coincidencia respecto a los valores iniciales.

Posiblemente había roto mi regla fundamental de no sofisticar las cosas en exceso. Después de estudiar las posibles soluciones acabé imaginando un circuito mucho más sencillo, con una sola bobina captadora cuyo campo se anulara en el preciso instante en que el borde frontal de la moneda cortara un haz de infrarrojos. Sería sin duda mucho más estable, ya que no dependía de niveles analógicos de ganancia como sistema de detección.

Este segundo circuito obligó a un nuevo estudio de las disposiciones de las bobinas, especialmente de la receptora, cuyo ajuste posicional era el más importante a tener en cuenta. Al final quedaron como muestra el diagrama de la parte inferior.

Disposición de las bobinas en el segundo prototipo



La circuitería también fue necesario replantearla. Aunque pude utilizar el oscilador senoidal y el amplificador básico del primer prototipo. A parte de ello, tuve que incorporar una barrera de infrarrojos y tres monoestables construidos con los mismos integrados dobles 747, así como dos puertas AND y una NOR realizadas con componentes discretos. El circuito final se muestra a continuación.

Circuito completo del selector electrónico de monedas



En cuanto al montaje mecánico de los componentes, se efectuó sobre un circuito impreso perforado que se protegió en una caja de plástico de 15 X 7 X 4 cm. paralela al conducto de metacrilato por donde pasaba las monedas. La alimentación era de 12 volts cc. con un consumo que apenas llegaba a los 100 mA. suministrada por una pequeña fuente externa, ya que preferí alejar la masa metálica del transformador (y su campo magnético) de la bobina receptora.


Conducto de exploración, circuito impreso y caja de montaje



Este segundo prototipo se demostró totalmente fiable. En varios meses de pruebas no falló ni una sola vez. Encendiendo el led verde ante cada moneda de 25 pts, y el rojo cuando se le intentaba engañar con cualquier otra cosa.

En este punto, estimé que estaba listo para ser presentado en sociedad. Contacté con una empresa de ámbito nacional constructora de máquinas expendedoras y hasta me desplacé a sus laboratorios, donde sus ingenieros se rompieron el seso intentando averiguar cómo aquel conducto limpio podía separar tan eficazmente unas monedas de otras.

Sin embargo, la cosa se torció en el momento de hablar de patentes. Yo necesitaba financiación para seguir investigando y para proceder a los registros de patentes. Y ellos no querían soltar un chavo si no les decía cómo funcionaba mi selector, lo cual equivalía a regalarles la idea. La cosa fue dilatándose, y al fin no hubo acuerdo. Yo perdí un mes de trabajo, pero estoy seguro que ellos perdieron mucho más, ya que continuaron utilizando durante cuatro años sus caros y poco fiables selectores mecánicos... hasta que en Inglaterra apareció un selector de monedas que funcionaba por el mismo principio de distorsión del campo magnético, el cual, aún con el aditamento de microprocesadores y memorias que pueden reconocer múltiples monedas, sigue manteniéndose hasta hoy.


Prueba con una moneda auténtica de 25 pts. (observar el encendido del led verde)

 





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