Светофор своими руками с меняющимися сигналами

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 16.09.2024

Обычно светофоры используют, чтобы контролировать движение различных транспортных средств. В современном высокотехнологичном мире их роль становится все более актуальной. С помощью цветовых сигналов светофоры регулируют перемещение потоков машин, предотвращают возникновение аварийных ситуаций и пробок.

Обозначение каждого цвета известно каждому человеку с детства. Так красный предупреждает о том, что движение нужно прекратит. Желтый цвет направлен на привлечение внимания, он предупреждает о скорой смене сигнала. А зеленый разрешает свободный проезд.

При этом цветовые сигналы являются общими как для всех видов транспорта, так и для пешеходов.

Для оптимизации транспортных потоков можно создать алгоритм, контролирующий автомобильный трафик. Описанное в проекте устройство способно работать только на улицах с односторонним движением, но можно модифицировать эту версию и внести дополнительные функции. Возможности для применения схемы не ограничены.

Перед началом работы стоит установить следующие команды для водителя автомобиля:

Красный сигнал . Водитель должен остановиться при виде этого цвета.
Желтый сигнал . Водитель ожидает, когда загорится следующий цвет.
Зеленый сигнал . Водитель начинает движение и преодолевает перекресток.

При изготовлении контроллера для смены сигналов на светофоре потребуются некоторые детали, которые перечислены в следующем списке:

Батареи на 9 В;
Низкотемпературный терморезистор на 330 Ом (22К) – 1 шт.;
Терморезистор на 330 Ом (100К) – 1 шт.;
Конденсатор на 1 мкФ – 1 шт.;
Конденсатор на 10 мкФ – 1 шт.;
Конденсатор на 2,2 мФ – 1 шт.;
Диод 1N4148 – 6 шт.;
Генератор импульсов (555 таймер IC) – 1 шт.;
Счетчик IC 4017 – 1 шт.;
Потенциометр на 1 М;
Светодиоды – 3 шт. (красный, желтый и зеленый).

Принципиальная электрическая схема для изготовления устройства представлена на следующем рисунке:

Светофор работает на базе счетчика IC 4017, который необходим для последовательного подключения. Благодаря этому электронному устройству световые сигналы сменяются по очереди. С помощью схемы можно задать количество изменений цвета в определенный промежуток времени.

Счетчик IC 4017 регулирует последовательную смену светодиодов (красного, желтого и зеленого). С помощью таймера 555 можно сгенерировать импульсы для включения разных ламп. Длительность свечения каждой из них зависит от параметров, выставленных заранее. Контроль этого процесса можно осуществлять с помощью потенциометра. Интервал работы светодиодов устанавливают в зависимости от интенсивности движения на дороге.

При этом светодиоды не связаны напрямую со счетчиком, чтобы избежать нестабильной работы устройства. Для более яркого свечения при подключении можно использовать комбинацию обычных светодиодов и диодов 1N4148. Однако минусом такого решения станет невозможность точной синхронизации ламп при загорании.

Как совместить игру, обучение и творчество? Поставьте на игрушечную трассу самодельный светофор из картона. Он принимает участие в организации движения детских машинок, объясняет правила поведения на дороге, а процесс его изготовления развивает навык работы руками.

Сигналы светофора меняют друг друга в строгом порядке: после желтого загорается зеленый или красный, а запрещающий и разрешающий сигналы расположены на противоположных сторонах.

Как сделать светофор из картона своими руками: пошаговые фото

лист гофрокартона
цветная бумага (черная, красная, желтая и зеленая)
ножницы
канцелярский нож
клей ПВА
скотч

Также может понадобиться принтер, если вы захотите распечатать готовый шаблон огней светофора (его вы найдете в описании работы).

ШАГ 1. Сделайте заготовку для будущего светофора. Для этого разметьте лист картона на 4 части равной ширины. Внизу крайней полосы оставьте квадрат и обрежьте лишнее.

ШАГ 2. На равном расстоянии канцелярским ножом прорежьте круглые окошки – по 3 с каждой стороны.

ШАГ 3. Надрежьте картон по линиям и сложите в объемную фигуру. С внутренней стороны проклейте места соединения скотчем.

ШАГ 4. На черном фоне наклейте квадраты цветной бумаги по приведенной схеме либо распечатайте готовый шаблон на принтере. Это сигналы светофора: их размер должен соответствовать диаметру отверстий в корпусе.

ШАГ 5. Наклейте бумагу на картон, сверните его в трубочку и проклейте края.

ШАГ 6. Прикрепите к цилиндру петельку из полоски картона. За нее ребенок будет вращать трубочку и менять сигналы светофора.

ШАГ 7. Вырежьте из картона круглую крышку с пазами для ручки и закройте светофор сверху.

ШАГ 8. Сверните тонкую трубочку из картона – она послужит для светофора ножкой – и приклейте ее к квадратному основанию.

Теперь поделка готова, и малыш может использовать ее в своих сюжетно-ролевых играх. Например, для этих целей прекрасно подойдет игровой набор Robocar Poli с машинками и целым городом в комплекте.

Расскажите ребенку о правилах дорожного движения вместе с личным светофором из картона и цветной бумаги!

Продолжая тему электроники для автомоделистов (Полицейская мигалка и полицейская сирена), предлагаем собрать модель четырёхстороннего светофора.

Задающий генератор на логических элеметах DD1.1, DD1.2, двоичный счетчик DD2, логические элементы DD1.3, DD1.4, DD3.1 — DD3.4 и транзисторные ключи VT1 — VT5, управляющие своими группами светодиодов одного цвета.

Светодиоды в группах обозначены двумя направлениями: 1 и 2. Поскольку в каждой группе по два последовательно соединенных светодиода, это означает, что, например, один из зеленых сеетодиодов пары HL1, HL2 направлены в одну сторону, а другой — в противоположную. Тогда зеленые светодипды HL11 и HL12 должны быть расположены в перпендикулярном направлении, также по одному в каждую сторону.

Рис.1 (увеличить схему)

Рассмотрим работу устройства, пользуясь не только схемой (рис.1), но и диаграммой сигналов (рис.2) в разных ее точках. Задающий генератор вырабатывает cигналы частотой около 1,5 Гц. Они поступают ва счетный вход (вывод 10) микросхемы DD2, поэтому на ее выходах начнут появляться последовательности импульсов разной частоты.

Предположим, что вначале горит красный свет направления 1 (светодиоды HL7. HLB, диаграмма 4, период t0—t1; в дальнейшем будет указан в скобках номер диаграммы и соответствующий ей период), поскольку на выводе 4 DD2 низкий уровень и транзистор VT3 открыт. Одновременно зажжется зеленый свет направления 2 (9,t0-t1,), поскольку на выводе 10 элемента DD3.3 будет высокий уровень (8,t0-t1), и на выводе 11 элемента DD1.4 — также высокий уровень (диаграмма 5,период t0-t1). По прошествии восьми импульсов на выходе буферного элемента DD1.3(1,t1) и с началом девятого импульса на вывода 5 счетчика DD2 появится высокий логический уровень (3, t1). Элемент DD1.4 начнет переключаться импульсами, поступающими с вывода 10 элемента DD1.3(1t1-t2).

Поскольку на выходе алемента DD3.2 высокий уровень (7, t1—t2), диод VD1 закрыт На выводе 10 элемента DD3.3 останется высокий уровень (8, t1,— t2), поэтому на выходе элемента DD3.4 появятся импульсы (9,t1-t2), которые переведут зеленые сеетодиоды HL11,HL12 в мигающий режим работы. Красные светодиоды HL7,HL8 будут продолжать светиться (4, t1—t2).

Рис.2

По окончании четырех импульсов на выводе 7 D02(2,t2) появится высокий уровень. На выводе 5 счетчика также высокий уровень (3,t2-t3) поэтому элемент DD3.2 перейдет в состояние низкого уровня на выводе (7,t2—t3) Вспыхнут желтые оаетодиоды HL3-HL6 четырёх направлений. Открывшийся диод VD1 низким уровнем (5, t2-t3) переведёт элемент DD3.4 в состояние высокого уровня на выходе (9,t2-t3), Зеленые светодиоды HL11, HL12 погаснут, а красные HL7, HL8 будут продолжать гореть ещё в течении четырёх импульсов (4,t2-t3).

Затем высокий уровень на выводе 4 счетчика (4,t3) погасит красные светодиоды HL7, HL8. Одновременно погаснут и все желтые светодиоды, поскольку низкие уровни на выводах 7 (2.t3) и 5 (3.t3) счетчика переведут элемент DD3.2 в состояние высокого уровня на выходе (7. t3). Высоким уровнем на выводе 4 DD2 (4,t3) зажгутся красные светодиоды HL9, HL10 другого направления. Зеленые светодиоды HL1, HL2 также включатся, потому что на выводах 1 (5,t3) и 2 (4,t3) элемента DD3.1 появятся высокие уровни.

Так будет продолжаться ещё в течении восми импульсов на выходе элемента DD1.3 (1, t3—t4). Затем высокий уровень на выводе 13 элемента DD1.4 (3,t4—t5) разрешит прохождение импульсов с выхода элемента DD1.3 на вход DD3.1 (5,t4—t5). Светодиоды HL1 и HL2 начнут мигать.

После четырех импульсов низкий уровень на выходе элемента DD3.2 (7,t5—t6) погасит эти светодиоды и включит желтые HL3—HL6. Красные светодиоды HL9, HL10 все это время продолжают гореть (8,t3—t6).C приходом очередного, 33-го импульса (с начала работы светофора) устройство перейдет в исходное состояние (1 —6,t6) — вспыхнут красные светодиоды HL7, HL8 и зеленые HL11, HL12, а остальные погаснут. Далее повторятся описанные выше процессы.

Кроме указанных на схеме, на месте DD1, DD3 допустимо использовать микросхемы К564ЛА7, К176ЛА7. Транзисторы — любые из серий КТ361, КТ3107, диод VD1 — любой из серий КД503, КД521, КД522, светодиоды — любые отечественные или импортные с наибольшей светоотдачей и соответствующего цвета свечения. В зависимости от габаритов светофора можно использовать как миниатюрные светодиоды диаметром около 3 мм, так и более крупные диаметром 10. 12 мм. Светодиоды размещают в корпусе четырехстороннего светофора либо в одиночных светофорах, устанавливая в каждом по три светодиода (по одному каждого цвета) и соединяя их в соответствии с рис.3.

Дошкольникам и школьникам часто задают задание на дом — сделать что-либо своими руками. Поделка светофор – очень оригинальная идея. Есть множество способов для создания этого шедевра.

Детям не просто так дают данную работу. Ведь в процессе создания светофора, ребенок понимает, что одна из главных составляющих правил дорожного движения.

Родителям, которые будут помогать делать светофор своими руками, в ходе работы будет очень легко объяснить малышам всю значимость этих трех цветов.

Содержимое обзора

Аппликация из бумаги

Такой материал, как бумага есть у каждого в доме. Поэтому сделать наш Светофор не составит большого труда.

Что потребуется нам:

Лист картона
Цветная бумага
Клей ПВА
Ножницы
Нож канцелярский
Скотч
Гуашь
Кисти
Стакан непроливайка и вода

И так, приступим:

Для начала нам нужно взять лист картона, он должен быть прямоугольной формы.
Макнем кисть воду, а затем в краску черного цвета и разукрасим наш картон.
Пока лист сохнет, займемся цветной бумагой. Нам нужны определенные цвета: красный, желтый и зеленый цвет. Именно из этих цветов состоит наша поделка.
Берем ножницы и вырезаем кружочки. Для того, чтобы они получились ровные можно воспользоваться циркулем или использовать подручные предметы.
Это может быть бокал или кружка.
Можно придать оригинальности нашему светофору и сделать разной формы нарезки, чтобы потом приклеить на наши сигнальные кружки.
Они могут быть в форме сердечек, либо мелких плосок, которыми вы все украсите.
Так можно использовать блестки или яичную скорлупу. Все зависит от вашей фантазии и фантазии вашего ребенка. Как указанно ниже на рисунке.
Тем временем картон подсох и можно соединить все наши детали.
На картоне нужно сделать метки, для того, чтобы кружочки приклеить с одинаковым расстоянием друг от друга.
Затем намазываем клеем цветные кружочки и аккуратно приклеиваем их каждый на свои место.
В самом веху красный, посередине желтый, ну и внизу зеленый. Ждем. Даем подсохнуть. И вот посмотрите, что у нас получилось.

Светофор из пластилина

Какой ребёнок не любит размять ручки пластилином. Но не просто размять, сотворить что-либо. В данном случае мы будем делать светофор. Для этого нам понадобится:

Пластилин
Палочка от Чупа-чупс
Стержень от ручки

Для начала нам нужно сделать корпус нашего помощника для дорожного движения.
Возьмем кусочек черного пластилина и размяв его хорошенько, придадим ему форму прямоугольника.
Далее потребуется использовать пластилин красного, желтого и зеленого цвета. Из этик кусочков нужно скатать небольшие кружочки.
Затем взяв их аккуратно пальчиками немного приплюснуть.
И в конце собираем поделку светофор. Приклеиваем кружочки к нашему корпусу.
Светофор, как известно всем крепится на столб, в качестве столба можно использовать палочку от карамели или стержень от ручки.
Подделка готова.

Съедобный светофор

Ну здесь вообще все очень просто. Все дети любят сладости. А здесь при изготовлении поделки он не только могут полакомиться, но и навсегда запомнят какую роль играет светофор в дорожном движении.

Для основы нам нужна вафля, либо печенье. Делаем прямоугольную форму и заливаем шоколадом.
Затем кладем карамельки красного, желтого и зеленого цвета. Можно использовать M&Ms.

Вот и все! Очень аппетитно выглядит.

Светофор из пластиковой бутылки

Этот сказочный вариант очень легок. Включаем фантазию. Нам понадобиться:

Пластиковая бутылка
Кисти и краски (лучше гуашь)
Цветная бумага
Клей ПВА
Ножницы

Выбираем пластиковую бутылку, лучше взять ту, у которой горлышко подлиннее.
Красим ее в нейтральный цвет (имеется ввиду не красный, не желтый, не зеленый). Даем подсохнуть.
Далее вырезаем из цветной бумаги кружки для самого светофора и детали для нашего сказочного персонажа. Это – глаза, рот, носик, ушки, ручки.
Бутылочка высохла. Аккуратно наклеиваем готовые детали и конечно же кружочки, смотрим, чтобы расстояние между ними было одинаковым.
Но наш герой не может быть без волос! Волосы делаем так же из бумаги. Нарезаем тонкой соломкой и при помощи ножниц накручиваем.
Фуражку так же делаем из бумаги. И вот посмотрите, что получилось. Для полного завершения нашего героя в ручки добавим жезл, либо дорожный знак.

Поделка из ткани

Этот вариант светофора больше подходит для девочек и настоящих рукодельниц. Сшитая подделка может послужить и развивающей игрушкой, если кружки сделать на липучках.

Нужно взять прямоугольные кусочки черной ткани и проложить между ними не большой слой поролона. Сшиваем.
Далее из фетра (красного, желтого, зеленого) вырезаем кружки. Прошиваем их по краям. К самому корпусу светофора нужно пришить одну часть липучку, а вторую часть непосредственно к кружочкам.
Для более интересной конструкции сверху можно сделать крышку из ткани. Предварительно разделив ее на три части. Тем самым каждый цвет будет открывать отдельно, либо все сразу. Поделка из ткни готова.

Тематический светофор

Все мы любим воздушные шарики, а вот детки в особенности. Наш светофор именно из них и использовать в качестве обучающей игры.

Любому ребенку понравится вечеринка, посвященная Правилам Дорожного движения.

Эта самоделка может украсить макет города, использоваться в качестве игрушки, учебного пособия или даже настоящего светофора – стоит только миниатюрные лампы накаливания заменить на более мощные. Схема его достаточно проста, содержит всего три микросхемы и три транзистора, а потому повторить ее совсем несложно. Алгоритм работы при указанных на схеме номиналах деталей следующий:

Красный – 6 секунд;
Красный и желтый – 2 секунды;
Зеленый – 4 секунды;
Зеленый мигает – 2 секунды;
Желтый — 2 секунды.

Затем цикл повторяется.

Итак, наш светофор состоит из задающего генератора, собранного на элементах DD1.1 – DD1.3, двоичного счетчика до 16 (DD2) и дешифратора (DD1.4, DD3.1, DD3.2). Задающий генератор работает на частоте 1 Гц, (при желании ее несложно изменить подбором резистора R1 и конденсатора С1). Импульсы с частотой 1 Гц подаются на счетчик – делитель, который считает до 16, а на его выходах 12, 9, 8, 11 формируются сигналы с периодами 2, 4, 8,16 секунд соответственно. Далее дешифратор формирует сигналы для управления транзисторными ключами VT1 – VT3, которые в свою очередь зажигают лампы EL1 – EL3, выкрашенные соответственно в красный, зеленый и желтый цвета. Младший разряд счетчика (вывод 12) при этом дешифратору не нужен.