Светофор схема электрическая принципиальная своими руками

Светофор на Ардуино

В этой статье мы рассмотрим проект светофора с мигающими светодиодами на базе Arduino Uno и Nano. Светофор со светодиодами тремя цветов можно назвать проектом начального уровня. Но на его основе можно сделать интересные и полезные устройства, например, тренажеры для обучения детей правилам дорожного движения. Этот проект также позволит начинающим еще больше узнать о программировании в среде Ардуино, потренироваться в сборке схем и порадоваться новым интересным инженерным игрушкам.

Немного о светофорах

Светофор – лучший друга пешеходов и водителей, позволяющий организовать безопасное движение на дорогах. Первое такое устройство для городских дорог было установлено в 1868 году возле здания Британского парламента в Лондоне. Его внешний вид, конечно, сильно отличался от привычного нам сейчас устройств. Первый светофор представлял собой набор семафорных стрелок с подсветкой из газовых фонарей. Его создатель, инженер Джон Пик Найт, проектировал семафоры для железных дорог и первый додумался использовать идею для дорог, по которым в то время перемещались на лошадях.

Первые светофоры

Первый электрический светофор появился в 1912 году в США. Инженер Лестер Вайр придумал устройство с двумя цветами – красным и зеленым. В 1914 году на перекрестке в Кливленде впервые были установлены сразу четыре светофора. Управлялись устройства вручную – полицейские переключали лампочки.

Создатель первого светофора William L Potts

В 1920 году появились трехцветные светофоры – их поставили на улицах Нью-Йорка и Детройта. Первой же европейской страной с электрическими светофорами стала Франция. В Советском Союзе светофор появился в январе 1930 года в Ленинграде. Годом позже первые устройства поставили и в Москве.

Памятник светофору

Сама идея установить четкую последовательность цветов связана с желанием помочь людям, не отличающим оттенки цветов. Они могут ориентироваться не на цвет, а на местоположение светящегося объекта. Именно поэтому у большинства светофоров в мире цвета выглядят именно так – красный, желтый и зеленый. Но есть и исключения – например, в Ирландии в свое время были вынуждены поменять местами красный и зеленый. Все дело в том, что местные жители не хотели видеть национальный цвет Ирландии (зеленый) в самом низу.

В некоторых странах вместо зеленого используют синий сигнал светофора. Также сегодня часто можно встретить многосекционные светофоры со стрелками. В Берлине, например, есть светофор с 13 сигналами!

Если говорить об устройстве светофора, то за всю историю его существования менялись и сами источники света, и управляющие устройства. Сегодня светофоры используют светодиодные модули, которые гораздо экономичнее и надежнее используемых ранее ламповых. При выходе из строя одного светодиода конструкция в целом продолжает работать. Также на улицах сегодня легко встретить и целые светофорные комплексы, где на экранах отображается дополнительная информация: время до переключения, графические подсказки и другое.

Проект “Светофор на Ардуино”

Давайте и мы создадим свой почти настоящий светофор. В рамках этого проекта мы соберем схему и создадим скетч, с помощью которого светодиоды будут гореть и переключаться по правилам дорожного движения.

Если вы совсем новичок в Ардуино, крайне рекомендуем прочитать наши статьи для начинающих:

Сложность урока: для начинающих

• Плата Ардуино Уно или Нано.
• Макетная плата.
• Три светодиода. Естественно, что лучше всего красного, желтого и зеленого цветов.
• Три резистора номиналом 220 Ом.
• Соединительные провода.

Схема подключения

Давайте начнем проект со сборки электрической цепи. Схема достаточно проста – соединяем три светодиода. Плюс к цифровому пину, минус – к земле. Обратите внимание, что мы объединили три контакта в один с помощью общей шины макетной платы. Красный свет светофора мы соединим с пином 11, желтый – с 10, зеленый – с 9.

Схема светофора со светодиодами на Ардуино

На этом вопрос со схемой можно считать решенным. Не забывайте про полярность, проверяйте правильность монтажа.

Модуль светофора

Есть еще один способ собрать проект – использовать уже готовые устройства в виде светофора со светодиодами. Один из примеров – плата для Ардуино, продающаяся на Алиэкспрессе. На ней уже закреплены все резисторы, не нужно придумывать конструкцию – просто закрепляем похожий на светофор модуль на подставке и соединяем контакты с Ардуино.

Модуль светофора для Ардуино

Купить готовый модуль можно, например, по этим ссылкам:

А вот ссылка на еще один интересный и совсем недорогой модуль. Он не предназначен для Ардуино, но имеет готовые к использованию корпус и провода, которые можно подключить по приведенной схеме.

Программирование светофора

Прежде чем писать программу, нужно составить общий алгоритм действий, описать задачу на привычном языке. Попробуйте это сделать самостоятельно, заодно и проверьте, так ли уж точно вы знаете алгоритм работы светофора?

Алгоритм работы

Вот этот алгоритм трехсекционного светофора для водителей, принятый за стандарт в России:

• Начинается все с зеленого света. Включаем его.
• Спустя определенное количество времени зеленый начинает мигать. Водители и пешеходы завершают движение (или, как это часто бывает, ускоряются).
• Зеленый выключается и включается желтый.
• Спустя какое-то время выключается и желтый – загорается красный.
• Эпоха красного цвета заканчивается не миганием, как у зеленого, а параллельным включением красного и желтого.
• Спустя какое-то время красный и желтый выключаются, включается зеленый и все начинается сначала.

Если вы разобрались с алгоритмом, то написать скетч для Ардуино будет совсем не сложно. Надо лишь заменить каждое слово “включить” на digitalWrite с атрибутом HIGH, “выключить” на digitalWrite с атрибутом LOW, а задержку сформировать с помощью delay. Вот, например, фрагмент программы, определяющий переход с красного на зеленый цвет.

Пример скетча

Для того, чтобы не привязываться в программе к конкретным номерам пинов можно и нужно создать константы, содержащие нужный номер пина. В коде мы будем использовать эти константы, а не номера. И если нам нужно будет поменять схему подключения, то менять номера в скетче нам придется только в одном месте. Не нужно будет делать глобальную замену по документу.

Вот так бы выглядел приведенный выше пример с использованием констант:

Вот так можно заставить мигать зеленый свет. Точь в точь как обычная мигалка:

Второй и более правильный вариант мигания – использовать цикл FOR. Более подробно о нем написано в нашей отдельной статье про циклы.

Вот, в принципе,и все особенности. Давайте теперь соберем код вместе и напишем итоговую программу:

Загрузите скетч в контроллер и убедитесь, что все работает правильно. Если что-то пойдет не так, обратитесь к статье, посвященной подключению светодиода к Ардуино – там описаны все типичные случаи неисправностей.

Улучшение проекта

После того, как вы написали скетч и помигали светодиодами на макетной плате можно подумать и о том, как сделать из проекта светофор нечто большее. Какие еще улучшения возможны:

• Сделать настоящий макет светофора. Поместить светодиоды и контроллер вместе с макетной платой в корпус. Можно выбрать достаточно большую коробку, чтобы туда поместился источник питания. А можно взять небольшой футляр, например, тубус от туалетной бумаги и разместить там светодиоды. Одной только макетной платой тут не обойдешься, т.к. провода и платы не влезут в миниатюрный корпус.
• Можно расширить проект, добавить светодиоды для пешеходов и написать программу для пешеходного светофора. Связать эти два светофора будет не сложно, в Arduino Uno без проблем найдется 5 пинов.
• Сделать проект для перекрестка. Здесь вам понадобится уже больше пинов и другой контроллер – например, Arduino Mega.

Заключение

В этой статье мы узнали, как собрать вместе на одной макетной плате три светодиода и подключить их к ардуино уно или нано. Разобрались с алгоритмом работы настоящего светофора и смогли написать свой скетч на языке C++. Мы еще раз убедились, что писать программы со светодиодами – это просто, нужно понять лишь несколько базовых принципов. Будем надеяться, что статья оказалась вам полезной и вы продолжите знакомство с платформой Ардуино с одним из следующих наших проектов.

Источник

Простой самодельный светофор (К561ИЕ8, К561ЛЕ5)

Обычно для гаражей или автостоянок выделяются места, непригодные длястроительства, расположенные неудобно. В результате гаражный кооператив может оказаться в месте, с весьма узким и неудобным проездом, к нему. Чтобы в этом «бутылочном горле» не возникало пробок в часы пик, можно этот въезд в гаражный кооператив или на стоянку оборудовать самодельным светофором.

Автор уже предлагал аналогичную конструкцию в Л.1, но как показала практика нескольких лет работы, той конструкции была свойственна не достаточная надежность, — несколько раз подводил тиристорный выход, а окончательно её «добил» пробой бес-трансформаторного источника питания. Поэтому пришлось сделать новое устройство, с учетом этих недостатков.

Прежде всего тиристорный выход был заменен на релейный, на основе автомобильных реле типа 90.3747 (обмотка на 12V). Еще бестрансформаторный источник на стабилитроне и резисторе был заменен покупным трансформаторным сетевым адаптером с выходом 12V. На рисунке можно видеть схему с этими изменениями.

Принципиальная схема

Как и прежде, схема построена на микросхеме К561ИЕ8. Схема имеет десять тактов по числу выходов счетчика К561ИЕ8. По четыре такта на красный и зеленый свет, и еще в промежутках между ними в течение одного такта два раза включается желтый свет.

Рис. 1. Принципиальная схема самодельного светофора на микросхемах.

Быстрота работы светофора зависит от частоты импульсов, генерируемых мультивибратором на элементах D1.1-D1.2. Она регулируется резистором R1.

Далее импульсы поступают на счетный вход десятичного счетчика D2. А на его выходах имеется диодное логическое устройство, распределяющее такты по выходным транзисторно-релейным ключам.

Так как светофора два каждое реле управляет двумя лампами. Реле К1 и КЗ управляют лампами разных цветов от разных светофоров, так чтобы когда на одном светофоре горит красный свет, на другом горел зеленый. Реле К2 управляет одинаковыми лампами желтого цвета.

Монтаж

Рис. 2. Печатная плата для схемы самодельного светофора.

Каравкин В. РК-11-16.

Литература: 1. Каравкин В. «Светофор для гаражного кооператива или стоянки». РК-03-2010.

Источник

Как самому сделать светофор?

Самодельный простой электронный светофор

Для игры с машинками очень оказалось бы полезным такое устройство как — СВЕТОФОР! Со светофором игра будет увлекательнее и интересней.

Давайте рассмотрим два варианта, как можно сделать простой электронный светофор из подручных материалов своими руками.

Необходимые материалы и инструменты

Для изготовления корпуса понадобилась: банка из-под крема, кусок металлической трубки (тормозная трубка от автомобиля), старый фломастер (его часть одета на ножку), кусочки пластмассы, винты М2, гайки М6, микротумблер на 2 положения и 2 направления с фиксацией в центральном положении, разъем для подключения зарядного устройства к аккумуляторам, держатель 4-х аккумуляторов типоразмера АА (если использовать 4 батарейки, то напряжение питания микроконтроллера будет примерно 6В!! я за надежность работы в этом случае не отвечаю), кусочек монтажной платы, провод МГТФ и радиодетали в соответствии с приведенной схемой.

Первый вариант светофора на микроконтроллере

1. У светофора 2 режима работы: дежурный (мигают желтые светодиоды) и обычный:
2. первое направление зеленый, второе направление красный (горения можно поправить в программе);
3. первое направление мигающий зеленый, второе направление красный;
4. первое направление желтый, второе направление красный и желтый;
5. первое направление красный, второе направление зеленый;
6. первое направление красный, второе направление мигающий зеленый;
7. первое направление красный и желтый, второе направление желтый;
8. и так далее.

Печатная плата светофора на микроконтроллере

Перед прошивкой микроконтроллера необходимо выключить таймер WDT. Это можно сделать в программе IcProg (последняя версия работает под WinXP).

По этой ссылке вы можете скачать файлы прошивки светофора и рисунок платы в формате lay.

Второй вариант светофора на транзисторах

Если Вам будет трудно выполнить первый вариант схемы на прошиваемом микроконтроллере, то можете сделать второй простой вариант самодельного светофора на трёх транзисторах.

Схема простого варианта на транзисторах

Вместо транзисторов КТ342Б подойдут любые маломощные транзисторы импортного (С1815…) или отечественного производства (КТ315, КТ3102….) обратной проводимости.

Светодиоды VD1,2 — красные, VD3,4 — жёлтые, VD5,6 — зелёные.

Частота переключения зависит от конденсаторов С1-3.

По этой ссылке вы можете узнать подробнее о простой схеме светофора на светодиодах.

Удачи на дорогах! Соблюдайте правила дорожного движения!

Используемые источники:svetofor-toy.at.tut.by и radioskot.ru

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:

Западня и боек

Одним из самых классических орудий лова является — западня. Как правило, все начинающие охотники-любители начинали именно с западни.

Но западня не только классическое орудие лова, она является универсальным автоматическим орудием лова. В принципе западня представляет собой небольшую клетку (обычно с куполом), к которой в рамках одной конструкции приделаны по бокам два небольших клеточных отсека с большими автоматически захлопывающимися дверцами.

Не так давно на современных легковых автомобилях высокого класса АКПП (автоматическая коробка переключения передач) с гидротрансформатором и гидроприводными фрикционами стала дополнятся двумя новыми функциями: функция Tiptronic ( функция мгновенного переключения от легкого прикосновения к рычагу АКПП) и функция DSP ( функцией адаптивного программного управления процессами переключения).

Эти функции реализуются с применением средств электронного автоматического управления и придают АКПП совершенно новое свойство — способность адаптироваться к условиям движения и манере водителя управлять автомобилем.

Данный прибор предназначен для людей, у которых малоподвижный образ жизни, болезни или просто лень. Они атрофируют мышцы, уменьшается кровоснабжение мышц и органов.

Биологически активные точки (точки акупунктуры) теряют связь между собой, что приводит к нарушению обмена энергией между ними. Это чревато новыми болезнями и ухудшением самочувствия. Если лень можно и надо прогнать, то для больных людей и для людей, ведущих вынужденный малоподвижный образ жизни, например на работе, предназначен нейростимулятр.

Его можно купить, а можно просто сделать самому из доступных деталей.

Источник