Реферат на тему: Разработка устройства «Умная шкатулка» с автоматическим подсчетом номинала монет, оповещением звуком, кнопкой сброса и запоминанием количества монет

Цель работы

Разработать функциональный прототип 'Умной шкатулки', способный автоматически идентифицировать номинал российских монет (1, 2, 5, 10 руб.), суммировать их общую стоимость с точностью не менее 98%, подавать звуковой сигнал при завершении подсчета, сбрасывать текущие показатели по нажатию кнопки и сохранять данные о количестве монет каждого номинала в энергонезависимой памяти для последующего просмотра.

Основная идея

Автоматизация учета накоплений мелочи путем создания компактного устройства, интеллектуально распознающего номинал и количество монет в режиме реального времени, исключая ошибки ручного подсчета и экономя время пользователя. Умная шкатулка сочетает аппаратную часть (датчики, микроконтроллер) и программные алгоритмы для точного учета, мгновенного информирования о результате звуковым сигналом, возможности обнуления данных и сохранения истории для анализа сбережений.

Проблема

Ручной подсчёт накопленных монет является трудоёмким и подверженным ошибкам процессом. Пользователи сталкиваются с необходимостью сортировки монет по номиналам, визуального пересчёта и суммирования, что отнимает значительное время. Частые ошибки (пропуск монет, неверное определение номинала) приводят к неточному учёту сбережений. Традиционные копилки не предоставляют информации о текущей сумме или распределении монет, что затрудняет планирование расходов и анализ накоплений.

Актуальность

Разработка «Умной шкатулки» актуальна в контексте роста интереса к автоматизации повседневных задач и персональному финансовому менеджменту. Устройство решает проблему эффективного учёта «мелочи», которая часто игнорируется, но в совокупности может составлять значительные суммы. Технологическая актуальность обусловлена применением микроконтроллеров и сенсоров для точной идентификации объектов в реальном времени, что соответствует трендам Интернета Вещей (IoT). Социально-экономический аспект связан с популяризацией финансовой дисциплины: мгновенный доступ к данным о накоплениях мотивирует к сбережению средств. Исследования (например, ЦБ РФ, 2023) показывают, что россияне хранят до 15% мелких монет вне оборота из-за неудобства их использования.

Задачи

1. 1. 1. Разработать аппаратную платформу: интегрировать датчики (например, индуктивные сенсоры или пары светодиод-фотоприёмник) для распознавания физических параметров российских монет (1, 2, 5, 10 руб.) и их дискретизации. Подобрать микроконтроллер (например, на базе Arduino или ESP32) для обработки сигналов и управления периферией.
2. 2. 2. Реализовать алгоритмы обработки данных: создать программные методы калибровки датчиков под эталонные характеристики монет, алгоритм сравнения входных сигналов с шаблонами для определения номинала с точностью ≥98%, а также модуль подсчёта общей суммы и количества монет каждого типа.
3. 3. 3. Обеспечить функциональность интерфейса: внедрить звуковую сигнализацию (пьезодинамик) для оповещения о завершении подсчёта, механизм сброса текущих данных через тактовую кнопку и систему сохранения истории (количество монет по номиналам) в энергонезависимую память (EEPROM) для последующего анализа.