Светофор для гонок своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 05.10.2024

Не так давно у меня была опубликована статья про макет "Перекрёсток" с действующим светофором, изготовленный с помощью конструктора Lego под управлением электронных компонентов Arduino. Как сделать светофор я обещал в статье. Выполняю обещание.

Для изготовления светофора мы использовали такие детали.

Вам потребуется:

Бруски из конструктора Lego
3 светодиода ( красный, желтый, зеленый )
3 резистора 220 Ом
Провода
Плата Arduino
Схема и прошивка ждёт вас в конце статьи

А ещё клеммную колодку, можно от ЭПРА люминесцентных светильников , как видите этого добра у меня хватает.

Провода для соединений я использую из витых пар. Сейчас вся страна ими опутана, как паутиной, и, как правило, их не убирают при повреждении, а просто прокладывают новую трассу. Хорошие, кстати, цветные провода, правда несколько жестковаты, но пойдут.

С деталями разобрались, можно приступать к изготовлению светофора.

Сверлим в бруске 3 отверстия под светодиоды.

Отличное, кстати, ступенчатое сверло с AliExpress для различных поделок.

Вставляем в отверстия светодиоды и фиксируем термо или супер клеем, слегка, чтобы только держались.

Припаиваем к плюсовой ноге каждого светодиода, та что длиннее , резистор на 220 Ом, а к короткой ножке общий, желательно синий или черный провод, лишнее откусываем. Не откусите лишнее и отходящие концы от резисторов.

К резисторам подпаиваем провода длиной 10 см, желательно соответствующие цвету светодиода, к которому паяете.

Надеваем термоусадочные трубки на припаянные проводники и нагреваем до плотной усадки.

Проверьте работоспособность светодиодов после манипуляций с ними , после дальнейших манипуляций добраться до мест соединения будет труднее. Подайте напряжение +5 V, минус на общий провод и + на ноги с резистором.

Если светодиоды всё ещё работают, уложите аккуратно провода в короб бруска конструктора и капните на соединения пару капель термоклея и закройте соединения темной планкой от Лего. Дождитесь затвердения термоклея.

Получится такая деталь.

Осталось приклеить клеммную колодку и припаять к ней провода.

Теперь у вас есть работающий светофор для конструктора Lego.

Схема подключения светофора к плате Ардуино.

Прошивка сделана в программе XOD и выглядит так.

Сможете, соберите алгоритм сами в программе XOD по скриншоту. Не сможете, не беда, скачайте готовую прошивку здесь:

Вам потребуется программа XOD для загрузки или создания алгоритма и прошивки в платы Ардуино.

Как это делать можно прочитать здесь:

Это совсем не сложно и очень интересно.

Можете усложнить этот проект , создать что-то новое или познакомиться с другими разработками в программе XOD на нашей странице навигации по темам канала.

А на этом сегодня всё.

Экспериментируйте.

Спасибо, что дочитали статью до конца.

Надеюсь статья была вам полезна и интересна.

Понравилась статья, ставьте палец вверх.

Хотите следить за новостями, подписывайтесь на наш канал.

Становится уже интереснее. Давайте соберем модель светофора!

В этом эксперименте не будет новых знаний по Ардуино, зато мы изучим пару новых фишек программирования.

Давайте решим как должен работать наш светофор:

Предположим, сначала горит зеленый.
Затем, когда его время истекает, он начинает мигать; предположим, что с интервалом в 1 сек. 3 раза.
Потом ненадолго зажигается желтый (1сек).
И включается красный.
Спустя несколько секунд цикл повторяется

Необходимые компоненты

3 LED M5: красный, зеленый и желтый
3 резистора на 220R

Схема

Соберем вот эту схему:

Схема сборки светофора на ардуино

Сборка аналогична опыту 2, но тут у нас уже 3 светодиода, и мы задействуем 3 цифровых порта. Каждый светодиод должен быть защищен своим резистором 220 Ом.

Обратите внимание на полярность светодиода: длинная ножка – это плюс, который подключается к цифрому порту, а короткая ножка соединяется с массой (GND).

Сопротивление ставится в разрыв цепи, все равно с какой стороны светодиода – плюса или земли. На схеме сопротивление поставлено со стороны земли (GND).

Вы можете использовать любые цифровые пины ардуино от 2 до 12. Сделайте это как вам удобней, но не забудьте скорректировать номера пинов в скетче.

Скетч

Наш первый скетч выглядит вот так:

Результат

Светофор горит как задумано:

Модель светофора на ардуино.

Объяснение

В скетче даны подробные комментария.

Обратите внимание, что, согласно лучших практик, все параметры приложения, сразу вынесены в глобальные константы в начале скетча. Всегда старайтесь выносить все параметры в глобальные константы в начале скетча. Это облегчит модернизацию и настройку и в дальнейшем.

Для простоты настройки и тестирования светофора, введен мультипликатор, коэффициент, с помощью которого можно изменять скорость работы светофора:

Цикл for

В скетче мы встретили новое ключевое слово языка C/С++ – for, с помощью которого нужная подпрограмма выполняется циклически заданное число раз. Рассмотрим ее пример:

i – это переменная, которая хранит номер текущего цикла. Назовем ее счетчиком. Счетчик может начинаться с любого числа. В данном случае он равен 0.

Урок по созданию светофора на основе контроллера Ардуино, который научит понимать временные последовательности и будет работать как реальный светофор.

Последовательность работы светодиодов, выполненная на основе Arduino Uno, имитирует четырехстороннее пересечение, т.е. классический перекресток, где пересекаются две улицы одна из которых с менее интенсивным трафиком чем вторая. Этот урок по созданию светофора также поможет детям изучить последовательность сигналов дорожного трафика, чтобы они могли научиться пересекать перекрестки и понимать их поведение в реальной жизни.

Комплектующие

Начинаем с деталей для нашего проекта светофора:

1x - Ардуино Уно (большинство плат Arduino должны подойти)
2x - красные светодиоды
2x - желтые (янтарные) светодиоды
2x - зеленые светодиоды
6x - резисторы 330 Ом

Дополнительно нам нужны провода-перемычки для соединения всех деталей схемы проекта.

Схема соединений

Для того, чтобы собрать наш Ардуино светофор нам нужно соединить плату Уно и светодиоды согласно схеме выше.

Как работает Ардуино светофор?

Это действительно простая концепция светофора, и приведенная ниже таблица помогает её объяснить. В коде используются инструкции loop и delay для того, чтобы реализовать время включения для каждого из светодиодов.

В примере светофора Ардуино, условно, две улицы. Каждая из них имеет разный объемы трафика (количество проезжающих машин), поэтому есть более длинный зеленый свет (с более коротким красным светом).

Трафик по одной из улиц (второй столбец) очень активный. Зеленый свет для этой улицы продолжается 12 секунд. На второй улице (третий столбец) гораздо меньше машин, поэтому нашему гипотетическому городу нужен зеленый свет на менее активной улице короче по времени. Зеленый свет составит 1/3 от времени зеленого сигнала светофора на основной улице, т.е. получается 4-секундный зеленый свет.

Поскольку главный светофор переключается с зеленого на желтый и потом на красный, второй светофор ненадолго сохраняет свой красный свет в случае, если есть зазевавшиеся водители, которые пытаются проехать через перекресток. Не забывайте об этом интервале "перекрытия" красного света, если вы когда-либо будете создавать систему светофоров для какого-либо перекрестка вашего города.

Когда проходят 4 секунды зеленого света на второй улице мы делаем еще один период "перекрытия" красным светом, после чего цикл сигналов светофора Ардуино возобновляется.

Скетч (код) для Ардуино

Ниже приводим код нашего светофора, который необходимо загрузить в ардуину. Вы можете либо скачать .ino файл, либо скопировать код целиком и вставить в редактор Arduino IDE.

Материал: белая бумага, формат А4; зеленая, желтая, красная полоски бумаги 20х4,5 см; шаблон для вырезывания ножки светофора; шаблон-круг, диаметр 3,5 см; карандаш; ножницы;клей: