L D C 1000传感器在硬币识别中的应用研究

杨景昱

（黑河学院理化系，黑龙江黑河164300）

1.引言

随着科技的发展和社会进步，自动售货机得到越来越广泛的应用，在给人们的生活带来了极大的方便的同时也对硬币辨识提出了更高要求。如何能制作一种结构简单、成本低、识别率高的硬币识别装置已成为自动售卖产品的主要研究问题。

2.识别原理

我国市场上流通的硬币主要以第五套人民币和第四套人民币的硬币为主，有壹角、五角、壹元三种面值，具体成分和尺寸见表1。

表1 硬币基本信息

鉴于硬币种类较多，材质复杂，通常硬币识别都是从硬币的直径、材质、厚度几方面来进行检测。对于直径和厚度一般通过机械结构即可实现分拣，对于材质，通常采用的是电涡流检测法，用以识别硬币的特征频率，从而实现硬币检测。

3.LDC1000数字电磁传感器

LDC1000是美国德州仪器公司（TI）推出的一款全新的电感数字转换器(LDC)，如图1所示，LDC实际上是一个特殊的ADC，外接一个传感线圈。它采集的信号有两个：传导目标（金属物体）接近时导致的线圈涡流损耗（Rp），以及线圈的电感值（L）。根据线圈的不同，这个传感回路的震荡频率范围为5kHz~5MHz，涡流损耗Rp的分辨率是16位，电感测量L的分辨率为24位。为了进一步减小传感器的体积和成本，传感线圈可采用PCB线圈。

图1 LDC1000传感器原理图

4.硬币识别

LDC1000EVM测试板，其板载线圈直径14mm，23圈，4mil线宽，4mil间距，铜箔厚度1盎司。电感量18uH，配合100pF电容，谐振频率3.7MHz。

因其振荡频率较高，故可有效检测被测物品的表面情况，对于硬币识别，因现行硬币都以钢芯电镀其他金属方式制作，因此本传感器可有效识别镀层特征，从而实现硬币鉴别。测试结构如图2所示，硬币从投币口投下后，经导轨向下滚落，传感线圈尽量接近硬币，并使硬币滚落时有较大的检测面积。传感器采样时间设为20ms，经实验验证，在硬币滚落过程中，能有效检测到硬币信息，且无冗余数据，检测效率高。测试结果见表2。

图2 测试结构简图

表2 测试结果

由以上数据可以看出，利用该传感器，可准确区分出各种硬币，用此种方法再加以适当的硬币尺寸检测，即可有效识别各类硬币。

5.结论

利用LDC1000电感数字转换器，使其工作于高频反射式电涡流传感器状态，对各种硬币识别能获得较好的区分度，区分速度快，检测成本低。由于传感器是数字接口，减少系统硬件复杂度，极大地减少了系统成本，方便系统的进一步开发和升级。但由于此项检测仅检测硬币表面情况，对硬币芯材及厚度等信息并未检测，对伪币限于样本过少，不能进行较全面客观的测试，在实际应用时还需进一步研究改进。

[1]张金玲，吕英华等.电涡流传感器在硬币清分和识别中的应用研究[J].电波科学学报，2010，(10).

[2]黄红霞.基于电涡流传感器的硬币识别研究[J].湖北理工学院学报，2012，(10).