[2011-1학기]공학설계입문 자판기 Flow Chart 및 동전분류 알고리즘

자판기의 동전 분류 전 과정을 나타내는 Block Diagram입니다.

 

 

1. 우선 동전이 들어오면 이물질 검사부터 실시합니다.

2. 이물질을 필터링하게 되면 그 다음 단계로 동전 분류를 하게 됩니다. 이 때 자판기 하단의 진동모터를 통해서 분류기를 흔들어주고 동전은 크기별로 각 층에 위치하게 됩니다.

3. 각 층에 위치하게 된 동전들이 위조 동전인지 아닌지를 판별하면서 동시에 동전의 개수가 몇개인지 측정합니다. 이 과정에서 각 층에 부착된 감압센서를 활용하여 동전의 무게 데이터를 자판기로 보냅니다.

☞ 만일 위조 동전이 감지되었을 경우에는 진짜 동전과 위조 동전 모두를 반환합니다.

4. 위조 동전이 없다는 것이 판명되었으면 파악된 동전의 개수와 종류 데이터를 통해 동전의 총 금액을 계산합니다.

5. 이 과정이 끝나면 분류기를 90도 회전시켜서 저장고에 동전을 저장시킨 뒤에 해당하는 금액을 자판기 이용자에게 디스플레이 해줍니다.

 

 

 

세부 동전 분류 알고리즘입니다.

1. 우선 동전이 들어오면 이물질이 있는지부터 검사합니다.

2. 투입된 모든 동전은 우선 최상위층(4층)에 놓여지게 되므로 4층의 무게센서를 우선적으로 가동합니다.

3. 4층의 무게센서의 전압값의 변화가 1.5초 이상 오차 허용범위를 넘어서지 않는다면 더 이상 동전이 들어오지 않고 투입이 완료되었거나, 혹은 동전이 크기별로 분류되어서 작은 동전은 이미 아래층으로 빠져나갔다는 것을 의미합니다. 따라서 모터 가동을 멈추고 분류기에 진동을 멈춥니다.

4. 그러나 계속해서 4층의 무게변화가 감지된다면 동전이 계속해서 유입되고 있거나 혹은 아직 4층의 동전 분류가 덜 끝났다는것을 의미하므로 계속해서 모터를 가동합니다.

 

 

동건 금액 계산 알고리즘입니다.

1. 흔들기를 중지했으면 각 층의 동전 계산 단계로 들어갑니다.

2. 우선 각 층의 무게(감지된 동전의 무게)를 동전의 무게로 나눠줍니다. 예를들어 100원짜리 동전의 무게가 10g 이고 3층에 측정된 총 무게가 50g 이었다면 100원짜리 동전은 5개가 놓여있다는 사실을 알 수 있습니다. 이 때 각 동전의 고유 무게는 자판기의 프로세서에 프로그래밍 되어 있습니다.

3. 만일 나누어진 값(N)이 정수로 나누어 떨어지거나 혹은 정수에 근접한 오차 범위에 해당한다면 다음 단계로 넘어가지만 만일 오차범위를 넘어섰다면 위조 동전이 있다는 뜻이 됩니다. 따라서 각 층의 모든 동전들을 일제히 반환합니다.

4. 계산된 동전의 개수(N)값을 각 동전의 고유 금액(x)과 곱해서 각 층의 총 금액(s)을 계산합니다.

5. 계산된 각 층의 총 금액들을 모두 더해서 투입된 총 금액(S)를 계산합니다.

6. 계산된 금액을 사용자에게 출력합니다.

 

 

다음 그림은 동전 분류 과정을 시각화 하여 나타낸 모형입니다.

투입된 금액이 어떻게 실제로 계산되는지 알고리즘을 이해하기 쉽게 나타낸 그림입니다.