Réhabilitation d'un monnayeur comparatif Jeutel

gc339 · Samedi 15 Octobre 2011, 23:47:37 PM

Dans le torchon qu'était la notice technique jointe dans les bornes Jeutel, il y avait cette page n°10 à laquelle je n'avais jamais prêté attention tellement elle est laconique :

J'ai commencé à m'y intéresser le jour où je suis tombé sur un carton contenant quelques uns de ces fameux monnayeurs. J'en ai parlé autour de moi et une personne experte dans les jukeboxes m'a expliqué qu'il devait s'agir d'un monnayeur comparatif comme il en existe ou existait beaucoup aux USA.
Ce type de monnayeur compare la signature magnétique de la pièce introduite à celle d'une pièce étalon qui reste à demeure dans le monnayeur.
Il serait donc polyvalent, n'aurait pas besoin d'étalonnage comme les monnayeurs électroniques multi-pièces et s'accommoderait de n'importe quelle pièce de monnaie de n'importe quelle devise pourvu qu'elle soit frappée dans un alliage magnétique comportant du fer, du nickel ou bien les deux à la fois.

Le monnayeur comparatif en question avec une pièce étalon de 5FF.

L'électronique du monnayeur comparatif une fois le capot de protection retiré.

Ce monnayeur n'est pas d'origine Jeutel, selon l'étiquette en partie dissimulée par le connecteur vert, la provenance seait plutôt ibérique : "Estromber Montajes Electronicos".

La pièce maîtresse du monnayeur comparatif : la tête de lecture.
Elle comporte deux évidements communément appelés entrefers lorsque des champs magnétiques sont impliqués :

L'entrefer supérieur : c'est le logement de la pièce de monnaie étalon qui reste emprisonné à demeure.
L'entrefer inférieur : c'est le conduit pour la pièce à vérifier, elle ne fait qu'y transiter dans sa chute. Un petit levier équipé d'un contrepoids plaque sa tranche contre la glissière (à droite sur la photo) afin d'assurer un trajet identique à toutes les pièces à travers de la tête de lecture et éviter ainsi des erreurs de reconnaissance dues à un parcours de chute anarchique ou décalé.

La tête de lecture démontée. De gauche à droite, la bobine supérieure, la bobine centrale et la bobine inférieure :

Vue recto.

Vue verso.

La tête de lecture est composée de 3 bobinages juxtaposés.
- La pièce étalon est retenue prisonnière dans l'entrefer entre le bobinage supérieur et le bobinage central.
- La pièce à vérifier transite dans sa chute verticale par l'entrefer entre le bobinage central et le bobinage inférieur.
Le trou central de la bobine supérieure ainsi que celui de la bobine inférieure sont occultés par un disque de cuivre ou de laiton collé sur leur face externe. Ces disques ne doivent pas être là pour faire joli, je suppose que chacun agit comme une spire de court-circuit pour modifier le champ magnétique issu de ces deux bobines, un peu à la manière d'une spire de Frager disposée sur le circuit magnétique d'un moteur électrique asynchrone.
Les bobinages supérieurs et inférieurs (qui doivent être identiques avec le même nombre de spires ), sont raccordés en série, ce sont les bobinages émetteurs qui créent deux champs magnétiques antagonistes.
Le champ magnétique résultant qui traverse la bobine centrale s'annihile quand il y a équilibre, ce qui se produit pour deux cas de figure :
- Aucune pièce n'est présente ou ne transite dans les entrefers inférieur et supérieur.
- Au moment où les deux pièces,
  - la pièce à vérifier en cours de transit dans l'entrefer inférieur
  - la pièce étalon résidente emprisonnée dans l'entrefer supérieur
  ont exactement la même signature magnétique.

La plaquette du bobinage inférieur est équipée de deux minuscules vis borgnes à 6 pans creux et à tête plate. Ce dispositif permet de rompre le parallélisme avec le deux autres bobinages en faisant varier légèrement l'inclinaison de la plaquette.
Selon toute vraisemblance, ce doit être le réglage qui permet de parfaire l'équilibrage des champs magnétiques antagonistes en absence de toute pièce de monnaie, c'est à dire leur l'annihilation au niveau du bobinage central.
La glissière comporte aussi une minuscule vis borgne à 6 pans creux et à tête plate entre les deux bossages qui maintiennent la pièce étalon prisonnière. Selon aussi toute vraisemblance, ce réglage doit être le pendant du levier qui pousse la tranche de la pièce à vérifier contre la même glissière. Il doit permettre le centrage de la pièce étalon dans l'entrefer supérieur afin d'avoir le meilleur équilibrage entre les signatures de deux pièces identiques quand celle à vérifier traverse l'entrefer inférieur.

A gauche, la glissière avec la tête plate de la vis de réglage qui fait légèrement saillie entre les deux bossages, ceux qui assurent le maintient de la pièce étalon.
Le levier de l'entrefer inférieur pousse la tranche de la pièce à vérifier contre la surface de la glissière, cette surface de référence est localisée entre le bossage intérieur et les deux tétons de positionnement de la glissière.

gc339 · Dimanche 16 Octobre 2011, 00:56:24 AM

L'électronique des bobines émettrices :

Cette électronique est constitué d'un simple oscillateur à base d'un des deux amplificateurs opérationnels du boîtier MC1458.
Sa sortie alimente les bobines supérieure et inférieure de la tête de lecture, elles sont connectées en série pour produire les champs magnétiques antagonistes.

Les points 10 et 11 correspondent à la numérotation des broches sur le connecteur vert.
Le signal est vaguement carré en sortie de l'amplificateur opérationnel, sa périodicité est de 172 µs sur l'oscilloscope soit une fréquence proche de 5800 Hz ou 5,8 kHz.

Les différentes bobines ont des caractéristiques similaires, voici les valeurs mesurées sans aucune pièce dans les entrefers :

Bobine supérieure	2,69 mH	27,5 Ω
Bobine centrale	2,94 mH	27,6 Ω
Bobine inférieure	2,85 mH	27,1 Ω

L'alimentation fournit 3 tensions :

Une tension +V pour alimenter la bobine du relais reed et celle du bras de l'accepteur. C'est celle de la source minorée de 1,5 volts (la quote-part due au pont redresseur ).
Une tension de +12 volts stabilisée par la diode zener BZY92C12, pour alimenter les amplificateurs opérationnels et le reste de la circuiterie.
Une tension de +7 volts stabilisée par la diode zener ZP06V8, utilisée pour la polarisation des entrées des amplificateurs opérationnels.

La source d'alimentation doit être connectée sur les broches 1 et 2 du connecteur vert, qui correspondent respectivement aux fils rouge et bleu de la notice Jeutel.
La source peut être une tension alternative puisque le circuit est équipé d'un pont redresseur B40C1000 et d'un condensateur de filtrage de 220 µF. Elle peut et même devrait être supérieure à 12 volts pour compenser la chute de tension dans le redresseur et la résistance de 180 ohms/2 watts. J'utilise actuellement une source continue de 18 volts pour les tests du monnayeur.

powermax · Dimanche 16 Octobre 2011, 05:17:27 AM

beau boulot et sujet tres interressant

un vrai tuto !

j'en ai des monnayeurs comme ça, au moins je comprend leur fonctionnement

à l'occasion, j'en ouvrirais un en lisant tes explications pour voir de + pres

gc339 · Dimanche 16 Octobre 2011, 15:57:56 PM

L'électronique du récepteur et de commande de l'accepteur.

La tension induite dans la bobine centrale, dont l'amplitude est fonction du déséquilibre entre les champs magnétiques antagonistes créés par les deux autres bobinages, est amplifiée par l'amplificateur opérationnel. Le rapport d'amplification est déterminé par les résistances de 680 Ω et 27 kΩ, il est de l'ordre de 40 : (27 + 0,68) ÷ 0,68 = 40,7

En fonctionnement normal, les champs antagonistes sont en déséquilibre permanent puisque la pièce étalon est présente dans son logement, il en résulte une tension alternative d'amplitude conséquente en sortie de l'amplificateur opérationnel.

Ce signal alternatif est redressé par les deux diodes 1N4148, le condensateur de 1 µF est chargé en permanence à une tension continue correspondant à l'amplitude crête à crête de ce signal.
Cette tension continue sert de source pour charger le condensateur de 0,1 µF à travers la résistance de 27 kΩ.
Ce même signal alternatif est appliqué sur la base du transistor 2N2222, le potentiomètre de 1 kΩ permet d'ajuster la polarisation de cette base un peu en dessous de sa tension de seuil (de l'ordre de 0,6 volt ) et par conséquent détermine la sensibilité du détecteur.
Les alternances positives du signal font conduire le transistor qui décharge alors le condensateur de 0,1 µF en // sur son collecteur. La constante de temps RC = 27 × 10³ × 100 × 10^-9 = 2,7 × 10^-3 soit 2,7 ms est de plus de 20 fois supérieure à la périodicité de 172 µs des impulsions qui déchargent ce condensateur, il n'a pas le temps de se recharger et l'on peut considérer que la tension à ses bornes est quasi nulle.

Lors du passage d'une pièce dans l'entrefer inférieur, il y a équilibrage momentané des champs antagonistes si la signature de cette pièce est identique à celle de l'étalon.

La tension d'erreur en sortie de l'amplificateur opérationnel disparaît ou devient tellement faible qu'elle n'assure plus la conduction impulsionnelle du transistor ainsi que la recharge cyclique du condensateur de 1 µF.
Le condensateur de 0,1 µF peut alors se charger, en fait c'est le condensateur de 1 µF qui lui sert de source de tension en se déchargeant lui-même à travers la résistance de 27 kΩ, une impulsion positive apparaît alors à ses bornes. La largeur de cette impulsion correspond au temps de passage de la pièce dans l'entrefer inférieur ou accidentellement au temps de décharge du condensateur de 1 µF dans le cas où la pièce serait ralentie ou coincée dans sa chute.
Cette impulsion ne peut apparaître que si le condensateur de 1 µF a été préalablement chargé, autrement dit que si la pièce étalon est présente, ce qui élimine des erreurs éventuelles.

Dés que l'amplitude de l'impulsion atteint les tensions de seuil cumulées de la diode 1N4148 et de la base du deuxième transistor 2N2222, elle amorce la bascule monostable constituée de ce même transistor et du 2N2907. La bobine de l'accepteur est alimentée pendant le temps correspondant à la période de la bascule monostable. Le peigne de l'accepteur se retire et la pièce peut chuter verticalement dans la caisse sans être déviée vers la sébile des pièces refusées.

La bascule monostable commande un dernier transistor qui alimente le relais reed, c'est ce relais qui fournit le contact à destination de la gestion de crédit de la borne ou de l'entrée "crédit" de la carte de jeu.

En vert : la chute verticale d'une pièce acceptée.
En rouge : le trajet dévié par le peigne de l'accepteur d'une pièce refusée.

gc339 · Dimanche 16 Octobre 2011, 22:15:11 PM

Deux autres vues de la tête de lecture sous des angles différents :

La carcasse et l'accepteur démontés pour nettoyage : bobine, visserie, ressort ...

L'accepteur une fois toutes ses pièces réassemblées :

L'accepteur en place sur le dos de la carcasse :

Mise en place de la tête de lecture.
Les deux bords parallèles de la découpe lui servent de rails de guidage. Elle doit donc être insérée par la face interne de la carcasse, en position arrière dans le fond de la découpe, juste à l'endroit où des échancrures permettent à ses quatre patins de guidage de traverser la tôle pour qu'ils reposent sur la face externe de la carcasse.

Le capot de protection et le ressort de rappel une fois en place.
Le ressort tire la tête de lecture vers l'avant de la découpe, c'est à dire contre la glissière.
A noter les deux rainures dans le capot pour laisser passer les deux vis de réglage à 6 pans creux.

Vue de l'ensemble coté interne de la carcasse. Le ressort de rappel n'a pas encore été mis en place afin que la tête de lecture puisse être photographiée non accolée contre la glissière.

gottlieb · Dimanche 16 Octobre 2011, 22:33:38 PM

Super tuto gc339
J'ai déjà vu des monnayeurs comme cela et je me demandais leurs principes de fonctionnement

(il me semble à Vierzon

)
C'est une superbe présentation de ces monnayeurs
Merci

f4brice · Lundi 17 Octobre 2011, 16:56:03 PM

Ce fil de discussion est très intéressant !
Merci beaucoup !

maldoror68 · Lundi 17 Octobre 2011, 19:24:22 PM

parfait ,comme toujours

philougames · Lundi 17 Octobre 2011, 21:50:02 PM

Merci Gc339 .
Très intéressant

gc339 · Mardi 18 Octobre 2011, 01:00:00 AM

Le but final avoué est de pouvoir réutiliser ces monnayeurs comparatifs avec les pièces de monnaie en euro ou en centimes d'euro.
Comme ils ont les mêmes dimensions et le même système de fixation que les monnayeurs mécaniques qu'ils remplaçaient, ils devraient être une alternative intéressante à ces derniers puisque leur fonctionnement n'est pas basé sur le poids et/ou les dimensions physiques des pièces.

Alliages utilisés pour la fabrication des pièces.
Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Pi%C3%A8ces_en_euros_destin%C3%A9es_%C3%A0_la_circulation

D'entrée, on note que les pièces de 10, 20 et 50 centimes d'euro sont réalisées avec un alliage amagnétique puisque ni du fer ni du nickel entrent dans sa composition.

Des essais ont donc été réalisés avec les pièces suivantes :

bi-métal de 1 et 2 euro(s).
10, 20 et 50 centimes d'euro.
2 centimes d'euro, désolé, pas de 1 et 5 centime(s) au fond de mon crapaud.

Le monnayeur fonctionne parfaitement avec les pièces monolithiques en alliage même amagnétique. Les pièces de 50, 20, 10 et 2 centimes d'euros sont reconnues et acceptées sans problème. Il en est de même avec des pièces de ½, 1, 2, 5 Francs ainsi que de la 10 Francs Mathieu.

Il reconnait et accepte la pièce de 1 euro mais ne reconnaît pas la pièces de 2 euros et celle de 10 Francs bi-métal.
Le monnayeur serait donc désorienté par ce type de pièce ?

En raccordant l'oscilloscope sur la sortie de l'amplificateur opérationnel du récepteur et en baladant la pièce de monnaie dans l'entrefer inférieur à l'aide d'une bande de papier sur laquelle elle était posée, j'ai pu constater que :

La tension résiduelle à l'équilibre passait par un minimum de 0,3 volt crête/crête avec les pièces acceptées.
Cette tension résiduelle était de 0,7 volt avec la pièce de 1 euro.
Cette tension résiduelle était de 1,4 volt avec la pièce de 2 euros et la 10 francs bi-métal.

J'ai pu aussi constater que l'harmonique 7 avait une amplitude conséquente par rapport à la fréquence fondamentale du signal, environ 50% avec les pièces monolithiques, et que ce phénomène était encore plus important avec les pièces bi-métal.
La tension de polarisation de 7 volts sur les entrées des amplificateurs opérationnels ne me semblant pas conventionnelle, j'ai remplacé la diode zener de 6,8 volts par une de 6,2 volts, valeur beaucoup plus proche de la moitié de la tension d'alimentation de 12 volts. Ceci afin d'obtenir un signal plus symétrique sur les bobines d'émission, l'amélioration est sensible avec les pièces monolithiques car la tension résiduelle se retrouve divisée de moitié avec 0,15 volt au lieu 0,3 volt.

Conclusion : les pièces bi-métal perturbent les champs antagonistes au niveau de la bobine réceptrice à un point tel qu'ils n'arrivent pas à s'annihiler suffisamment pour que le minimum atteigne le seuil de sensibilité du détecteur.
Ce monnayeur est donc inapte à reconnaître ce type de pièce, il ne peut être utilisé avec la pièce de 2 euros, à la rigueur avec la pièce de 1 euro et sans restriction avec les autres pièces en centimes d'euro.