DIY автоматизированный железнодорожный переезд: безопасная система обнаружения поездов

Автоматическая система управления железнодорожным переездом — простой, но крайне полезный проект. Она автоматически открывает и закрывает шлагбаумы при обнаружении приближения или прохождения поезда.

Обычно шлагбаумы открывает и закрывает смотритель вручную, получая информацию о движении поездов от ближайшей станции. Но существует множество необитаемых переездов, где происходят аварии. Для исключения человеческого фактора необходима полная автоматизация. Ручное управление сложно для дежурных, задержки при закрывании увеличивают риск аварий. Предлагаемая система полностью автоматизирована и работает на простых NPN-транзисторах.

Принцип работы

Система основана на фоторезисторах (LDR). При прохождении поезда между светодиодом и фоторезистором освещённость падает, сопротивление LDR растёт. Благодаря делителю напряжения на базе транзистора появляется управляющее напряжение, транзисторы открываются как ключи и включают моторы шлагбаумов. Для макета использованы редукторные моторы (bo geared motor), в реальности — бесколлекторные двигатели постоянного тока с большим моментом на низких оборотах. Проект можно улучшить ИК-датчиками или микроконтроллером, но из-за бюджетного ограничения использовалась только транзисторная схема.

Компоненты

• Транзисторы BC547 (NPN) — 4 шт.
• Фоторезисторы (LDR) — 2 шт.
• Светодиоды: 2 белых (для датчиков) + 3 жёлтых (уличные фонари)
• Резисторы 220 Ом — 2 шт., 47 кОм — 2 шт., 1 кОм — 2 шт.
• Зенеровские диоды 1N4148 — 2 шт.
• Редукторные моторы — 2 шт.
• Монтажная плата (вероборд)

Принципиальная схема

Инструкция по сборке

1. Шаг 1: Соберите все компоненты, распаяйте схему. Аккуратно паяйте транзисторы — они чувствительны к перегреву.
2. Шаг 2: Изготовьте деревянную базу макета, покрасьте, подключите цепи — готово.
3. Шаг 3: Для модели поезда подойдёт любой игрушечный поезд.
4. Шаг 4: Уличные фонари: используйте трубочки для коктейлей с гибкой шеей, смонтируйте светодиод на конце.
5. Шаг 5: Датчик: установите светодиод и фоторезистор напротив друг друга так, чтобы проходящий поезд перекрывал луч, создавая темноту на фоторезисторе.

Видеоинструкция: (встроенное видео)

Проект авторства Спарша Кишора Кумара (Индия, Дехрадун), студент Graphic Era University.