Самодельный светофор, схема и описание (CD4060, 2SK2229)


Схема самодельного светофора для стоянки или гаражного кооператива, также можно использовать как игрушку.

Под стоянки и гаражные кооперативы обычно отводятся самые неудачно расположенные и ненужные земельные участки. Бывает так что въезд на эту территорию в силу объективных причин оказывается узким, таким что двум машинам разъехаться сложно. Конечно автомобилисты договорятся как разъехаться, но все же чтобы в часы пика не возникало пробок и прочих осложнений можно оборудовать такой проезд несложным самодельным светофором.

Обычно у въезда - выезда находится будка - офис председателя, она же каптерка сторожа. Вот оттуда и можно регулировать движение вручную. Ну в остальное время - на автомате. Здесь описывается схема такого светофора. У него есть ручной и автоматический режимы работы.

В ручном режиме он управляется переключателем не два положение типа приборного тумблера. В одном положении светофор на въезд красный а на выезд зеленый в другом положении все наоборот. И еще есть автоматический режим, в котором это переключение происходит автоматически через каждые 12-15 секунд.

Впрочем это время не критично его легко изменить при налаживании устройства в очень широких пределах.

Интерес представляют лампы светофора. Для них были использованы круглые корпуса с плафонами белого цвета от светильников, рассчитанных на лампы накаливания. Внутренний диаметр светильников около 260 мм.

Патрон для лампы из корпуса вынут. Вместо него туда установлена светодиодная RGB-лента, порезанная на четыре куска разной длины - два по 200 мм, два по 150 мм (кратность резки ленты 50 мм). Куски расположены в корпусе светильника относительно равномерно (насколько это возможно) и соединены параллельно. На схеме один светильник - это ленты HL1, второй - HL2.

Из трех цветов используются только два цвета, красный (R) и зеленый (G). Синий не используется.

Таким образом, сделаны два круглых светильника, цвет свечения которых можно переключать - красный или зеленый. Они и служат светофорами. Светодиоды светят ярко, но для хорошей видимости при ярком солнечном свете они при установке на место прикрыты сверху самодельными полукруглыми козырьками из крашенного оцинкованного железа (кровельного). Конструктивная часть ясна.

Принципиальная схема

Теперь переходим к схеме. Как уже ясно, желтого цвета у данного светофора нет. И глазок только один. Однако, это не мешает водителям понимать ситуацию.

Схема показана на рисунке. Ток на фонари светофора поступает через ключевые полевые транзисторы VТ2 и VT3.

Принципиальная схема электронного светофора

Рис. 1. Принципиальная схема электронного светофора.

Биполярный маломощный транзистор VТ1 служит инвертором. Точка управления общая, - это точка соединения резисторов R5 и R7. Если на эту точку поступает напряжение логической единицы, то открывается транзистор VТ3. И ток поступает на красные светодиоды фонаря HL1 и зеленые светодиоды фонаря HL2. Если на эту точку подается логический ноль, то открывается транзистор VТ2.

И ток поступает на зеленые светодиоды фонаря HL1 и красные светодиоды фонаря HL2. Выбор между ручным и автоматическим переключением осуществляется двухлинейным переключателем S1.

На схеме он показан в режиме ручного управления. При этом точка соединения резисторов R5 и R7 через верхнюю по схеме секцию переключателя S1 идет на переключатель S2, которым управляют светофором вручную.

Поскольку для автоматического управления нужно менять логический уровень только в одной точке, то для автоматического управления нужен мультивибратор. Но с классической схемой мультивибратора возникает проблема, потому что получить полупериод в 12-15 секунд довольно сложно, так как потребуются RC-цепи с большими сопротивлениями и емкостями.

И все это будет работать весьма нестабильно. Куда проще и дешевле сделать схему на счетчике типа CD4060B как это показано на схеме. Микросхема CD4060, как известно, состоит из 14-разрядного двоичного счетчика и двух инверторов для схемы мультивибратора. На этих инверторах собран мультивибратор (RC-цепь C1-R2-R3), генерирующий импульсы частотой около 555 Гц.

При такой частоте логический уровень на выводе 3 микросхемы меняется через каждые 14,7 секунд. Реальная частота без точного подбора элементов R3 и С1 отличается от 555 Гц, потому и время может быть другим, но при указанных на схеме номиналах деталей R3 и С1 должна быть где-то в пределах от 12 до 15 секунд.

Когда переключатель «авто / ручное» S1 находится в показанном на схеме положении светофором управляют при помощи переключателя S2. При этом нижняя по схеме секция S1 выключена, и на вход обнуления счетчика (вывод 12) через резистор R1 поступает напряжение высокого логического уровня.

Счетчик находится в обнуленном состоянии. При переходе на автоматический режим S1 устанавливают в противоположное, показанному на схеме, положение. При этом на точку соединения резисторов R5 и R7 поступает напряжение с вывода 3 микросхемы, а через нижнюю по схеме секцию S1 на вывод 12 D1 поступает низкий логический уровень, и счетчик микросхемы начинает работать.

Вот это обнуление при переходе на ручной режим работы сделано для того, чтобы после возвращения на автоматический режим счетчик начинал работу с нуля, и не произошло случайного кратковременного переключения светофора.

Детали и налаживание

В данном устройстве можно применять самые разные RGB-светодиодные ленты. Важно чтобы напряжение питания было 12V. Соответственно, от конструктивных особенностей ленты будет зависеть и конструкция фонарей.

Например, если использовать ленту с торцевым направлением светодиодов, то ее можно для каждого фонаря не резать на части, а просто свернуть рулоном и поместить в круглый корпус фонаря. Впрочем, можно использовать и ленту на напряжение 24V.

В этом случае нужно, во-первых, параллельно конденсатору С2 подключить стабилитрон на 12-15V (анодом к общему минусу), и во-вторых, повысить напряжение питания до требуемых 24V.

Полевые транзисторы 2SK2229 можно заменить другими аналогичными, например IRLU024. Транзистор КТ3102 можно заменить любым п-р-п маломощным транзистором. Конденсатор С4 на напряжение не менее 12V.

Налаживание может потребоваться только если нужно будет изменить скорость переключения светофора. Это можно сделать подбором R3 и С1.

Ильичев Н. РК-05-18.


0 128 Освещение
светофор игрушка светодиод
Написать комментарий:

cashback