Michael Engel
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Coin sorting and counting machine

Coin sorting machine based on Arduino Mega which is sorting and counting EURO coins.

IntermediateFull instructions provided24 hours1,557
Coin sorting and counting machine

Things used in this project

Hardware components

ELEGOO Mega 2560 R3 Board Black ATmega2560 ATMEGA16U2
ELEGOO Mega 2560 R3 Board Black ATmega2560 ATMEGA16U2
×1
Quimat IIC I2C Serial LCD 20x4
×1
Cikuso DC1.5V-9V 0.08A 3200 RPM
×1
Photo resistor
Photo resistor
use 1kOhm resistor as a voltage divider
×6
High Brightness LED, White
High Brightness LED, White
use a 200/220 Ohm resistor to protect the LED
×1
9V battery (generic)
9V battery (generic)
×1
Battery Holder, PP3 (9V) x 1
Battery Holder, PP3 (9V) x 1
i used a different battery holder
×1
Toggle Switch, Toggle
Toggle Switch, Toggle
×1

Story

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Schematics

Schematic Coin_Sorting_Machine

Code

IR_count_money_final.ino

Arduino
/*
  Geldsortiermaschine mit IR-Sensoren und Fotowiderstaenden/Lichtschranke zum Zaehlen des Geldbetrages

  created by Gustav and Michael Engel
  March/April 2020

  Update:
  1.4.2020>
  hwardware-seitiger Umbau: Ausbau der restlichen 4 IR-Sensoren (wegen Ungenauigkeit) und Ersatz durch LED+Fotowiderstand (Lichtschranke)

  3.4.2020>
  Fotowiderstand #4 zur Messung der 5er ist konstant auf 1.000 (offen); unterbrochen bei ca. 1019 (closed) -> Toleranzfenster sehr klein
  ->Ursache: unbekannt -> zum Fix haette ich den Fotowiderstand komplett mit dem Kleber rausschneiden muessen
  ->war ein Fehler ohne Test das Ding einzusetzen und zu verkleben

  4.4.2020>
  Vergleich von 2 Varianten bzgl. der Abfrage der analogen Eingaenge (Fotowiderstand) 
  a) alle Eingaenge werden nacheinander durchlaufen 

  b) sobald ein Eingang ON (Geld festgestellt), dann werden die IF-Schleifen verlassen
  
  ->Zehn Versuche bzgl. Genauigkeit des gezaehlten Geldes machen -> bessere Variante wird genommen

  5.4.2020>
  Variante a) scheint die bessere Option zu sein.

  Habe noch alle nicht gebracuhte Codezeilen rausgemacht
  In der V4 sind alle Optionen noch enthalten und nur auskommentiert
  
-------
//Lessons Learned:
1. wenn das Geldstueck zu langsam ist, dann faellt es u.U. knapp vor der Lichtschranke im Spalt durch -> 
   durch zusaetzliche Guides aus Karton koennte man das zu frueh fallende Geldstueck in Richtung Lichtschranke lenken
   4.4.2020> bisher keine Guide eingesetzt
   



  http://www.arduino.cc/en/Tutorial/ButtonStateChange
*/
#include <Wire.h>  // binde Bibliothek Wire fuer I2C ein
#include <LiquidCrystal_I2C.h> // binde Bibliothek LiquidCrystal_I2C ein

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4);  // setze LCD auf 16 Zeichen und 4 Zeilen

#define VCC5V1    30 //define Pin 30 as VCC5V for LED3
#define VCC5V2    32  //define Pin 32 as VCC5V for LED4
#define VCC5V3    34  //define Pin 34 as VCC5V for LED5
#define VCC5V4    36 //define Pin 36 as VCC5V for LED6
#define VCC5V5    38  //define Pin 38 as VCC5V for FotoDiode3
#define VCC5V6    40  //define Pin 40 as VCC5V for FotoDiode4
//---
#define VCC5V7    28  //define pin 28 as VCC5V for LED1
#define VCC5V8    26  //define pin 26 as VCC5V for LED2
//-----
#define VCC5V9    24  //define pin 24 as VCC5V for FotoDiode1
#define VCC5V10   22  //define pin 22 as VCC5V for FotoDiode2
#define VCC5V11   42  //define pin 42 as VCC5V for FotoDiode5
#define VCC5V12   44  //define pin 44 as VCC5V for FotoDiode6


//---
#define GND1      31 //define Pin 31 as Ground for LED3
#define GND2      33 //define Pin 33 as Ground for LED4
#define GND3      35 //define Pin 35 as Ground for LED5
#define GND4      37 //define Pin 37 as Ground for LED6
#define GND5      39 //define Pin 39 as Ground for FotoDiode3
#define GND6      41 //define Pin 41 as Ground for FotoDiode4
//----
#define GND7      29 //define Pin 29 as Ground for LED1
#define GND8      27 //define Pin 27 as Ground for LED2
//----
#define GND9      25 //define Pin 25 as Ground for FotoDiode1
#define GND10     23 //define Pin 23 as Ground for FotoDiode2
#define GND11     43 //define Pin 43 as Ground for FotoDiode5
#define GND12     45 //define Pin 45 as Ground for FotoDiode6

// Variables will change:
int fifty_cent_counter = 0;   // counter for the number of button presses
int twenty_cent_counter = 0;   // counter for the number of button presses
int five_cent_counter = 0;   // counter for the number of button presses
int ten_cent_counter = 0;   // counter for the number of button presses
int two_cent_counter = 0;   // counter for the number of button presses
int one_cent_counter = 0;   // counter for the number of button presses

double total=0;

int FotoDiode1 = 0;
int State_Diode1 =0; //hier wird der 1-0-Pegel gespeichert; es darf immer nur der 0-1-Wechsel gezaehlt werden 

int FotoDiode2 = 0;
int State_Diode2 =0; //hier wird der 1-0-Pegel gespeichert; es darf immer nur der 0-1-Wechsel gezaehlt werden 

int FotoDiode3 = 0;
int State_Diode3 =0; //hier wird der 1-0-Pegel gespeichert; es darf immer nur der 0-1-Wechsel gezaehlt werden 

int FotoDiode4 = 0;
int State_Diode4 =0; //hier wird der 1-0-Pegel gespeichert; es darf immer nur der 0-1-Wechsel gezaehlt werden 

int FotoDiode5 = 0;
int State_Diode5 =0; //hier wird der 1-0-Pegel gespeichert; es darf immer nur der 0-1-Wechsel gezaehlt werden 

int FotoDiode6 = 0;
int State_Diode6 =0; //hier wird der 1-0-Pegel gespeichert; es darf immer nur der 0-1-Wechsel gezaehlt werden 


//Threshold Fotowiderstand festelegen -> offene Lichtschranke
//basierend auf Prototypen-Bauzustand -> kann bei Fertigstellung durch zusaetzliche Cover mehr verdunkeln und dadurch sich veraendern
//ggf. muss nachjustiert werden -> unterschiedliche Werte koennen auch an den Toleranzen des Vorwiderstandes liegen

int threshold_diode_1 = 650;  //A0 -> 1 cent
int threshold_diode_2 = 663;  //A1 -> 2 cent;
//genauer Wert muss noch ermittelt werden -> bisher nur Annahmen
int threshold_diode_3 = 423;  //A1 -> 10 cent;
int threshold_diode_4 = 999;  //A1 -> 5 cent;
int threshold_diode_5 = 690;  //A1 -> 20 cent;
int threshold_diode_6 = 832;  //A1 -> 50 cent;

int threshold_tolerance = 20; //Toleranz, ab wann die Lichtschranke als Unterbrechung detektiert sein soll 

void setup() {
  
//-------
//making 5V and GND to Digital Pins
//-------
pinMode(VCC5V1, OUTPUT);
digitalWrite(VCC5V1, HIGH);

pinMode(VCC5V2, OUTPUT);
digitalWrite(VCC5V2, HIGH);

pinMode(VCC5V3, OUTPUT);
digitalWrite(VCC5V3, HIGH);

pinMode(VCC5V4, OUTPUT);
digitalWrite(VCC5V4, HIGH);

pinMode(VCC5V5, OUTPUT);
digitalWrite(VCC5V5, HIGH);

pinMode(VCC5V6, OUTPUT);
digitalWrite(VCC5V6, HIGH);

pinMode(GND1, OUTPUT);
digitalWrite(GND1, LOW);

pinMode(GND2, OUTPUT);
digitalWrite(GND2, LOW);

pinMode(GND3, OUTPUT);
digitalWrite(GND3, LOW);

pinMode(GND4, OUTPUT);
digitalWrite(GND4, LOW);

pinMode(GND5, OUTPUT);
digitalWrite(GND5, LOW);

pinMode(GND6, OUTPUT);
digitalWrite(GND6, LOW);
//----
//--- //making 5V and GND to Digital Pins for LED
pinMode(VCC5V7, OUTPUT);
digitalWrite(VCC5V7, HIGH);
pinMode(VCC5V8, OUTPUT);
digitalWrite(VCC5V8, HIGH);

pinMode(GND7, OUTPUT);
digitalWrite(GND7, LOW);
pinMode(GND8, OUTPUT);
digitalWrite(GND8, LOW);
//-----
//--- //making 5V and GND to Digital Pins for FotoDiode
pinMode(VCC5V9, OUTPUT);
digitalWrite(VCC5V9, HIGH);
pinMode(VCC5V10, OUTPUT);
digitalWrite(VCC5V10, HIGH);

pinMode(VCC5V11, OUTPUT);
digitalWrite(VCC5V11, HIGH);
pinMode(VCC5V12, OUTPUT);
digitalWrite(VCC5V12, HIGH);

pinMode(GND9, OUTPUT);
digitalWrite(GND9, LOW);
pinMode(GND10, OUTPUT);
digitalWrite(GND10, LOW);

pinMode(GND11, OUTPUT);
digitalWrite(GND11, LOW);
pinMode(GND12, OUTPUT);
digitalWrite(GND12, LOW);

pinMode(A0, INPUT);
pinMode(A1, INPUT);
pinMode(A2, INPUT);
pinMode(A6, INPUT);
pinMode(A4, INPUT);
pinMode(A5, INPUT);
  
  lcd.init();                // initalisiere LCD 
  lcd.backlight();           // Hintergrundbeleuchtung an
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);      // Cursor auf Position 1, Zeile 1 (0, 0)

  lcd.print("Coinsorting machine"); // senden Nachricht an LCD
 lcd.setCursor(1,1);
 lcd.print("50|20| 5|10| 2| 1|");
 lcd.setCursor(1,2);
 lcd.print(" 0  0  0  0  0  0");
 lcd.setCursor(0,3);
 lcd.print("total:      euro");
  
  // initialize serial communication:
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("----");

//Analoge Eingaenge Fotowiderstand einlesen 
FotoDiode1 = analogRead(A0);
FotoDiode2 = analogRead(A1);
FotoDiode3 = analogRead(A2);
FotoDiode4 = analogRead(A6);
FotoDiode5 = analogRead(A4);
FotoDiode6 = analogRead(A5);

//Ausgabe auf dem Seriellen Monitor
Serial.print("A0=");
Serial.println(FotoDiode1);
Serial.print("A1=");
Serial.println(FotoDiode2);
Serial.print("A2=");
Serial.println(FotoDiode3);
Serial.print("A3=");
Serial.println(FotoDiode4);
Serial.print("A4=");
Serial.println(FotoDiode5);
Serial.print("A5=");
Serial.println(FotoDiode6);
}


void loop() {
 

//Analoge Eingaenge Fotowiderstand einlesen 
FotoDiode1 = analogRead(A0);
FotoDiode2 = analogRead(A1);
FotoDiode3 = analogRead(A2);
FotoDiode4 = analogRead(A6);
FotoDiode5 = analogRead(A4);
FotoDiode6 = analogRead(A5);

//-----------------------------------
//Variante a) -> siehe oben im Header
//-----------------------------------


if (FotoDiode1 > (threshold_diode_1+threshold_tolerance) && State_Diode1 ==0)
  {
    one_cent_counter++;
    Serial.println("1 cent detected");
   // delay(1000);
    State_Diode1 = 1; //Pegel hat auf 1 gewechselt
    Serial.print("A0=");
    Serial.println(FotoDiode1);
  }
else if (FotoDiode1 <= (threshold_diode_1+threshold_tolerance))
  {
    State_Diode1 = 0;
  }

if (FotoDiode2 > (threshold_diode_2+threshold_tolerance) && State_Diode2 ==0)
  {
    two_cent_counter++;
    Serial.println("2 cent detected");
  //  delay(1000);
    State_Diode2 = 1; //Pegel hat auf 1 gewechselt
    Serial.print("A1=");
    Serial.println(FotoDiode2);
  }
else if (FotoDiode2 <= (threshold_diode_2+threshold_tolerance))
  {
    State_Diode2 = 0; //Pegel wieder auf Null
  }

if (FotoDiode3 > (threshold_diode_3+threshold_tolerance) && State_Diode3 ==0)
  {
    ten_cent_counter++;
    Serial.println("10 cent detected");
  //  delay(1000);
    State_Diode3 = 1; //Pegel hat auf 1 gewechselt
    Serial.print("A2=");
    Serial.println(FotoDiode3);
  }
else if (FotoDiode3 <= (threshold_diode_3+threshold_tolerance))
  {
    State_Diode3 = 0; //Pegel wieder auf Null
  }

if (FotoDiode4 > (threshold_diode_4+10) && State_Diode4 ==0)
  {
    five_cent_counter++;
    Serial.println("5 cent detected");
  //  delay(1000);
    State_Diode4 = 1; //Pegel hat auf 1 gewechselt
    Serial.print("A3=");
    Serial.println(FotoDiode4);
  }
else if (FotoDiode4 <= (threshold_diode_4+10))
  {
    State_Diode4 = 0; //Pegel wieder auf Null
  }

  if (FotoDiode5 > (threshold_diode_5+threshold_tolerance) && State_Diode5 ==0)
  {
    twenty_cent_counter++;
    Serial.println("20 cent detected");
  //  delay(1000);
    State_Diode5 = 1; //Pegel hat auf 1 gewechselt
    Serial.print("A4=");
    Serial.println(FotoDiode5);
  }
else if (FotoDiode5 <= (threshold_diode_5+threshold_tolerance))
  {
    State_Diode5 = 0; //Pegel wieder auf Null
  }
  
 if (FotoDiode6 > (threshold_diode_6+threshold_tolerance) && State_Diode6 ==0)
  {
    fifty_cent_counter++;
    Serial.println("50 cent detected");
  //  delay(1000);
    State_Diode6 = 1; //Pegel hat auf 1 gewechselt
    Serial.print("A5=");
    Serial.println(FotoDiode6);
  }
else if (FotoDiode6 <= (threshold_diode_6+threshold_tolerance))
  {
    State_Diode6 = 0; //Pegel wieder auf Null
  }

  //Anzahl Geldstuecke auf LCD ausgeben
  lcd.setCursor(2,2);
  lcd.print(fifty_cent_counter);
  lcd.setCursor(5,2);
  lcd.print(twenty_cent_counter);
  lcd.setCursor(11,2);
  lcd.print(ten_cent_counter);
  lcd.setCursor(8,2);
  lcd.print(five_cent_counter);
  lcd.setCursor(14,2);
  lcd.print(two_cent_counter);
  lcd.setCursor(17,2);
  lcd.print(one_cent_counter);
  
  //Berechne den Gesamtbetrag
  total=fifty_cent_counter*0.5+twenty_cent_counter*0.2+ten_cent_counter*0.1+five_cent_counter*0.05+two_cent_counter*0.02+one_cent_counter*0.01;
 
  //Gesamtbetrag auf LCD ausgeben
  lcd.setCursor(7,3);
  lcd.print(total);

}

Credits

Michael Engel

Michael Engel

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originally studied computer science; started programming games on U880; programming iOS apps; since a couple of weeks sticked into Arduino

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