У цьому проекті світлофора ми збираємося розробити схему управління світлофорами за чотиристороннім сигналом. Ця схема розроблена таймером 555 Timer IC та лічильником десятиліття. Таймер генерує імпульси, і ці імпульси подаються на десятиступінчатий лічильник декади.
Десятирічний ДІСЯЧНИЙ ЛІЧИЛНИК має пам'ять ДЕСЯТЬ. Він може нараховувати до десяти імпульсів. Тож для кожного піку годинника лічильник визнає це як подію і запам’ятовує. Кількість подій, які лічильник запам'ятовує, виводиться відповідним штифтом.
Компоненти схеми
- + 9v до + 12v напруга живлення
- 555 Таймер IC
- Резистори 1KΩ, 10KΩ, 220Ω (3 штуки),
- Конденсатори 10µF та 100µF
- ЧЕРВОНИЙ світлодіод (4 штуки), СИНИЙ світлодіод (4 штуки) та ЖОВТИЙ світлодіод (4 штуки)
- CD4017 ІС для лічильника десятиліття
- Діоди IN4007 (8 штук)
Принципова схема та пояснення
Чотириполосна схема світлофора з використанням таймера 555 IC показана на наведеній вище схемі. Тут таймер генерує імпульси періоду часу приблизно 100 мс. Тож час увімкнення становить 50 мс, а час вимкнення - 50 мс. Тривалість цього часу можна змінити, змінивши значення конденсатора. Незважаючи на те, що вуличні ліхтарі мають час перемикання на 2 хвилини, тут ми скорочуємо час на тестування ланцюга.
Зміщення часу для чотиристороннього світлофора можна досягти в цій схемі, замінивши конденсатор 10 мкФ на 470 мкФ. Після ввімкнення живлення таймер діє як генератор прямокутних хвиль і генерує годинник, який подається на ДЕКАДИ БІНАРНОГО ЛІЧИЛЬНИКА. Тепер двійковий лічильник десятиліття підраховує кількість імпульсів, поданих на тактові частоти, і дозволяє відповідному виводу виводу піднятися високо, наприклад, якщо кількість подій дорівнює 3, тоді вивід Q2 лічильника буде високим, а якщо підрахує 5, висновок Q4 буде високий. Отже, на кожні 100 мс буде пік, з цим піком лічильник пам’яті збільшується на одиницю, а отже і вихід.
Тут діоди запобігають короткому замиканню лічильників виходів, скажімо, якщо при цьому кількість складає два, Q1 буде високим (оскільки Q1 високий, всі інші виходи будуть низькими, включаючи Q0, Q2) за відсутності діодів, Q1 з позитивною напругою отримує навряд чи зведений до НИЗЬКОГО на Q0 (оскільки напруга Q0 дорівнює + 0В, коли Q1 високий), оскільки вони з'єднані між собою. При цьому відбувається коротке замикання.
Отже, під час Q0, Q1, Q2, Q3 високий рівень ЗЕЛЕНИЙ світлодіод на ПІВНІЧ і ПІВДЕНЬ буде СВІТАТИ разом із ЧЕРВОНИМ світлодіодом на СХІДІ та ЗАХОДІ. Отже, якщо ми припустимо, що годинник дорівнює 1 Гц, на ПІВНІЧНУ та ПІВДЕННУ сторону подається сигнал ЗЕЛЕНОГО, щоб він рухався протягом чотирьох секунд, а також на Східну та ЗАХІДНУ сторону - ЧЕРВОНИЙ ЗУПИНЕННЯ протягом цього часу.
Коли Q4 підніметься, ЖОВТИЙ світлодіод на ПІВНІЧ і ПІВДЕНЬ буде СВІТИТИ разом із ЧЕРВОНИМ світлодіодом на СХІДІ та ЗАХОДІ. Отже, якщо ми припустимо, що годинник становить 1 Гц, на ПІВНІЧНУ та ПІВНЕННУ сторону подається сигнал ЖОВТИЙ, щоб сповільнитись на 1 сек, а також на СХІД і ЗАХІД - ЧЕРВОНИЙ ЗУПИНЕННЯ протягом цього часу.
Коли Q5, Q6, Q7, Q7 високі, ЗЕЛЕНИЙ СВІТЛОДІОД на СХІДІ та ЗАХІДІ буде СВІТАТИ разом з ЧЕРВОНИМ світлодіодом на ПІВНІЧІ та ПІВНІ Отже, якщо ми припустимо, що годинник становить 1 Гц, на СХІД та НА ЗАХІД сигналізується ЗЕЛЕНИЙ, щоб він йшов протягом чотирьох секунд, а також ПІВНІЧНА та ПІВДЕННА сторони - ЧЕРВОНИЙ, ЩОБ ЗУПИНИТИ протягом цього часу.
Коли Q4 підніметься, ЖОВТИЙ світлодіод на Сході та НА ЗАХІДІ буде світитися разом з ЧЕРВОНИМ світлодіодом на ПІВНІЧІ та ПІВДНІ. Отже, якщо ми припустимо, що годинник становить 1 Гц, на СХІД та ЗАХІД сигналізують ЖОВТИМ, щоб сповільнитись на 1 сек, а також ПІВНІЧНІЙ та ПІВНЕННІЙ стороні сигналізують ЧЕРВОНИМ ДО СТОПУ протягом цього часу.
Ці чотири етапи утворюють безперервний цикл для керування світлофором на чотирьох напрямках.