把科学带回家 环球科学 2018-12-11

来源 Deconstructed 等

编译 七君

在地铁站，火车站和机场等地方，饿了，渴了的时候，我们常常会购买自动售货机里的食品饮料。

在使用自动售货机的时候，许多人都会有这样的疑问：自动售货机是怎么知道我丢进去的是什么硬币？它怎么知道硬币是不是真币，面额的大小又是多少呢？

今天就来为你解答。

网上有人说，自动售货机是靠分辨硬币的重量来估计它的面值的。其实并不是这样。

自动售货机是一种非常精准的机器。

自动售货机主要是由一个电路板，一个硬币滑槽，还有一个硬币分类器构成的。

当你在自动售货机里丢入一枚硬币之后，首先就会通过2个光传感器，它们可以测量硬币的大小。

每个光传感器是由一个二极管和一个能够接受它发出的光线的传感器构成的。

鲜绿色的东西代表二极管，它发出的光线可以被对面的传感器接收到。当硬币从它俩中间通过时，光线被阻断，传感器产生信号。

当硬币经过传感器的时候会阻挡光线。通过计算硬币阻挡传感器的时长，以及2组传感器光线被阻挡的时差，就可以判断硬币的大小了。显然一元硬币阻挡传感器的时间要比五毛硬币长嘛。

接着，硬币就会经过2个电磁体，它们的作用是检测硬币的金属成分。

具体来说，硬币会经过2个铜线圈。

这些铜线圈里有电流。而根据电磁学的基本原理，铜线圈周围形成了磁场，它本身就变成了电磁体。

在路过的时候，金属制的硬币会切割这个磁场，进而改变铜线圈里的电流大小。

而不同金属对铜线圈内磁场的作用是不同的。根据铜线圈里电流的变化，后方的电路板就可以判断硬币所含的金属是什么。

通过上面2个机关，自动售货机在一秒不到的时间里就可以算出硬币的面值是多少，然后把它们分门别类地引导到相应的硬币槽里面。

如果是没有被识别为有效货币的鬼玩意儿，就会被丢入退币口里面。

如果需要找零，那么，硬币槽就会小心翼翼地从硬币槽下方释放硬币，确保每次只释放一个。所以你听到的找零声音，是“咚”得一下接一下，而不是“哗啦啦”一阵。

好的，那么自动售卖机怎么保证商品不会卡在货架上呢？

现在的自动售货机充分地考虑到了这一点。它们采用的方法有点像大片里常常看到的拦截小偷的激光防盗系统。

对于那种常见的蛇型货道（serpentine rack）式自动售货机来说，商品的屁股后面有一个螺旋状的弹簧装置。

你按了按钮以后，按键下的电路板会发送信号给货架后面32个火柴盒大小的马达中的一个，让它运行起来，推动前方的弹簧货道向前旋转360度。

这个弹簧货道会把对应的商品往前推，商品就啊啊啊地尖叫着往下掉，并且像大片里那样穿过一层由10股远红外线光束构成的光栅。

如果没有东西落下来穿过这层光栅，那么机器就有充分的理由相信没有交货成功。这时候，计算机就会让弹簧货道再次向前旋转，保证你不会被坑钱。