Проектирование надежной системы светофора на счетчике IC 4017 и таймере 555

Простой электронный проект управления светофором

(Проект управления светофором с использованием счетчика IC 4017 и таймера 555)

Введение

Светофоры используются для регулирования автомобильного движения. В современную эпоху у каждого есть разные типы транспортных средств, что приводит к росту их количества. Именно поэтому светофоры обязательны для предотвращения пробок и аварий. В светофоре три сигнала с разным значением для водителей. Красный сигнал (верхний) требует остановиться перед перекрёстком, зелёный (нижний) разрешает проезд, жёлтый (средний) предупреждает: ждать, если дальше красный, или готовиться к движению, если следующий — зелёный. Светофоры доказали свою эффективность в предотвращении столкновений и регулировании пробок в эпоху массового автомобилестроения.

Описание проекта:

Проект называется «Управление светофором». Основная идея — управление движением для предотвращения аварий и пробок. Это односторонний контроллер, но его можно расширить. Устройство даёт водителю команду: проехать перекрёсток или уступить дорогу.

Значение сигналов:

• КРАСНЫЙ — команда ОСТАНОВИТЬСЯ на перекрёстке.
• ЖЁЛТЫЙ — команда ЖДАТЬ (если дальше красный) или ГОТОВИТЬСЯ (если дальше зелёный).
• ЗЕЛЁНЫЙ — команда ПРОЕЗЖАТЬ перекрёсток.

Необходимые компоненты:

Для сборки системы управления светофором понадобятся следующие детали:

1. Батарея 9 В (питание)
2. Резисторы: 100 кОм, 22 кОм, 330 Ом
3. Конденсаторы: 1 мкФ, 10 мкФ, 2.2 мФ
4. Шесть диодов 1N4148
5. Таймер 555 (генератор импульсов)
6. Счётчик IC 4017 (основная микросхема)
7. Потенциометр 1 МОм (регулировка времени импульсов таймера 555)
8. Красный, жёлтый и зелёный светодиоды (выход)

Принципиальная схема мини-проекта управления светофором

Нажмите на изображение для увеличения

Принцип работы:

Светофор построен на счётчике IC 4017, который используется для последовательных цепей. Его также можно назвать «последовательным светофором». Последовательные цепи считают числа в серии. Основная микросхема — счётчик 4017, который по очереди зажигает красный, жёлтый и зелёный светодиоды. Таймер 555 работает как генератор импульсов, подающий сигнал на вход счётчика 4017. Время свечения каждого цвета полностью зависит от импульсов таймера 555, которое регулируется потенциометром. Если нужно изменить время — просто покрутите потенциометр.

Светодиоды не подключены напрямую к счётчику 4017 — тогда сигналы были бы нестабильными. Использована комбинация диодов 1N4148 и светодиодов для получения корректного выхода. Главный недостаток схемы — невозможность получить абсолютно точное время, но можно достичь лучшей оценки.