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7193e32d2fef6172d1926ae85a63e8e6 我們發現物聯網的時代來臨,如果每一個裝置可以自動自發的傳送它自身的資訊,並且可以傳送到使用者身上,那該有多好。

作者之前攥寫一本書『Arduino投幣計時器(網路篇) :Using Arduino to Develop an Internet-based Timing Controlling Device』(曹永忠, 許智誠, & 蔡英德, 2015a,2015b),主要以『投幣計時器』來進行物聯網的產品設計。

所以作者要以主要以投幣計時器來新創一個新的專欄主題:網路計時器,期望透過投幣的機制,來取得電力插座使用時間,進而控制家庭電器的使用時間,並可以透過網際網路來查詢使用情形。

何謂投幣計時器

投幣計時器常用載自動販賣機中,它是一種自動控制的設計,主要是:當你把錢幣投入投幣口時.內部的投幣器就開始產生訊號給控制器,當投入錢幣足夠購物時,使用者按下購物按鈕時,它又傳出購物訊息給控制控制器,確定足夠的錢之後,送出允許出物的控制後,將物品放行,將飲料導出取物口.並且傳訊號給控制器。工業革命後,許多發明相繼亮相,自動販賣機便是其中一項。

一八五七年,西蒙·丹納姆發明了郵票自動販賣機,並獲得專利權。此後,德法瑞士丹麥等國的發明家也相繼跟進,這些自動販賣機所供應的商品,五花八門,如飲料、火車票(參考來源:花神文坊http://blog.roodo.com/kucf326/archives/979627.html)。 

投幣計時器計又名時間控制箱,此控制箱用途相當廣泛(王军, 2010),如:投幣式夜市電動車、投幣式棒球機、投幣式壘球機、投幣式烘乾機、投幣式洗衣機、投幣式電動馬車、投幣式按摩椅、自助洗車機、投幣式咖啡機、投幣式咖啡機、投幣式按摩椅、投幣式礦泉水、投幣式充電服務、投幣式運動休閒場所燈光...等,多的不勝枚舉。

由於自助式的觀念崛起,使用者付費的成本觀念,許多的設備、設施與服務,不再是免費的提供,紛紛改成使用者付費的方式進行提供服務,但是許多的設備、設施與服務收費低廉,可能只有十元,甚至更低的價格,如果靠人員來控管與提供服務,不但人力成本無法回收,連人力配置所需的環境更無法負擔(如辦公室、人員桌椅、工作所需條件、額外人力所需的水、電服務...等等開銷,更是不堪負荷的額外成本),基於上述理由,許多廠商開始設計簡單的收費方式,由於最簡單的收費方式就是錢幣,如下圖所示,所以投幣機的設備紛紛被研發出來,加上搭配簡單的供貨裝置,如:投幣式咖啡機、投幣式礦泉水、自動販賣機(飲料、泡麵、餅乾、零食...等),在投下足夠金額後,則將內存的產品推出機體外,提供給投幣的使用者(张换珍 & 杨东, 2011)。  

還有許多設備性的機器,如下圖所示,只要投入金額,投幣機就會控制其電力、水力、耗材...等等的方式,來提供給投幣的使用者使用權利,如:孩童車子、玩具、木馬、洗衣機、全自動洗衣機、脫水機、自助式洗車工坊、投幣式卡拉OK、投幣式按摩椅..等,在投下金額後,投幣機將轉成金額與對應服務時間,透過時間來控管服務。


圖1 各式投幣式控制器應用

市售投幣計時器

市面上許多廠商,除了將其投幣計時器整合進去上圖中許多服務設備,也有許多廠商將『投幣計時器』獨立設計成單一產品,如露天拍賣上的『樂活家電館』,http://class.ruten.com.tw/user/index00.php?s=e3220030,其『【全新投幣計時器 / 投幣機 / 投幣器 各式家電皆可】按裝簡易』,網址:http://goods.ruten.com.tw/item/show?21401287499029,其投幣計時器非常簡單,透過投幣器來接受與檢核錢幣,將對應金額,控制時間供應電力。


圖2 樂活家電館販賣得投幣計時器
資料來源:樂活家電館(http://goods.ruten.com.tw/item/show?21401287499029)

上圖的投幣計時器規格介紹如下:

● 專業製造:高級鐵製外箱,輕小美觀(Size:W 12cm H 30cm D 21cm)

● 適用各式家電:可設定時間方便操作,已加裝大電流繼電器。

● 內部有110v插座通電:只要將欲控制之電器的電線插入即可,不用改裝冼衣機線路。

● 台灣製造:一年保固。

此外也有露天拍賣上的『立赫實業』(http://class.ruten.com.tw/user/index00.php?s=progame),
其『【全新4位數(鐵製)投幣計時箱】按裝簡易』,網址:http://goods.ruten.com.tw/item/show?21440339829241,其投幣計時器非常簡單,透過投幣器來接受與檢核錢幣,將對應金額,控制時間供應電力,更提供顯示介面讓使用者知道還剩多少時間。


圖3 立赫實業販賣得投幣計時器
資料來源:立赫實業(http://goods.ruten.com.tw/item/show?21440339829241)

我們將上圖的投幣計時器規格介紹如下:

● 安裝簡單不需改裝原有電器產品,將電器設備電源線,插入內部有110v電源插座即可使用。

● 適用場所:出租套房、學生(員工)宿舍、辦公室、....等。

● 以110v為主,如需220v出貨前先告知。

● 外殼材質:鐵製,顏色:黑色。

● 如使用大電流電器產品,必需加裝電磁接觸器另加收300元。

● 產品電流不超過10安培(10A)的電器產品。

● 可自行調整指撥開關: 2種營業模式-附操作說明書

● OFF= 分:秒(以秒為單位類型 分:秒)。

● ON= 小時:分(以分為單位類型 小時:分)。

● 可自行設定 時間價格: 2種功能-附操作說明書

● 設定最高到:99分59秒。

● 設定最高到:99小時59分。

● 可設定0-60秒鐘最後有預警嗶聲提示。

● 內部設有投幣馬錶,計算營運狀況。

● 長25.5*寬14*高26.5 重3.2KG

投幣計時器基本組成要素

投幣計時器非常簡單,透過投幣器來接受與檢核錢幣,將對應金額,控制時間供應電力,也提供顯示介面讓使用者知道還剩多少時間。所以本節介紹『投幣計時器』主要包含哪些必要的組成要素。

● 投幣器:如下圖.(a)所示,主要提供使用者投幣使用,本身也可以檢核錢幣的真假。當合格的錢幣投入後,投幣器會輸出一個脈波的訊號給外部使用者。

● 電源線:如下圖.(c)所示,主要提供使用者投幣後,可以將電力輸出的一個電力來源。

● 電力輸出插座:如下圖.(b)所示,主要提供使用者投幣後,可以將電力輸出的一個電力輸出插座。

● 控制電力的繼電器組:如下圖.(d)所示,主要在『電源線』與『電力輸出插座』之間一個阻隔,主要透過   控制器的訊號來幫這兩者之間提供提供使用者投幣後,可以將電力輸出的一個電力輸出插座。

● DS1307 I2C RTC模組:如下圖.(f)所示,主要提供單晶片控制器穩定的時間來源。

● 顯示模組:如下圖.(e)所示,主要提供單晶片控制器顯示資訊給使用者使用,主要顯示目前投了多少錢幣與剩餘多少時間。

● Arduino開發板:如下圖.(g)所示,主要當作投幣計時器組立之控制器穩。

● 投幣計時器組立圖:如下圖.(z)所示,為市售投幣計時器產品,主要提供使用者參考,實驗最後產出產品約為那種產品。


▲圖4 投幣計時器基本組成要素
資料來源:立赫實業(http://goods.ruten.com.tw/item/show?21440339829241)

本文為新專欄『網路計時器』的第一篇,主要介紹讀者何謂計時器、投幣器、控制單元、組成元件等等,讓讀者可以對新專欄『網路計時器』可以有一個實體概念,並了解它的主要用處與目前市面上有那些類似產品。

下篇開始我們就可以介紹每一個元件的組立、使用方式、整合組裝、系統開發等等,敬請期待更多的文章。

筆者介紹:

曹永忠 (Yung-Chung Tsao):目前為自由作家,專注於軟體工程、軟體開發與設計、物件導向程式設計、Arduino 開發、嵌入式系統開發,商品攝影及人像攝影。長期投入資訊系統設計與開發、企業應用系統開發、軟體工程、新產品開發管理、商品及人像攝影等領域,並持續發表作品及相關專業著作。
Email:prgbruce@gmail.com 
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參考文獻:

王军. (2010). 洛杉矶启用新型智能停车计时器. 汽车电器(6), 29-29.

张换珍, & 杨东. (2011). 自动投币游戏机控制电路设计. 山东轻工业学院学报: 自然科学版, 25(2), 51-53.

曹永忠, 許智誠, & 蔡英德. (2015a). Arduino投币定时器(网络篇):Using Arduino to Develop a Timing Controlling Device via Internet (初版 ed.). 台湾、彰化: 渥瑪數位有限公司.

曹永忠, 許智誠, & 蔡英德. (2015b). Arduino投幣計時器(網路篇):Using Arduino to Develop a Timing Controlling Device via Internet (初版 ed.). 台湾、彰化: 渥瑪數位有限公司.

 

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