Электронный светофор

Светофор - важнейший элемент системы регулировки дорожного движения. Современные «умные» светофоры - это целый комплекс камер, датчиков и компьютерных средств обработки. Они сами регулируют интервалы движения на основе полученных данных о трафике, времени суток и погоде.  

В этом эксперименте мы соберем простой циклический светофор, используя уже знакомые тебе микросхемы. Схема электронного светофора приведена на рисунке

Принципиальная схема

Не поддерживается SVG

В этой схеме мы использовали счетчик CD4017 и два D-триггера из состава микросхемы CD4013, но включены они в режиме RS-триггера (входы С и D - не используются).

Таблица компонентов

Тип компонентаНоминалКоличествоСписок
МикросхемаCD40931DD1
МикросхемаCD40171DD2
МикросхемаCD40131DD3
Резистор1 кОм1R1
Резистор100 кОм1R2
Конденсатор220 мкФ1C1
Диод 2D1, D2
Провод 22
модуль светофора 1модуль светофора

Монтажная схема

Работа схемы

Весь цикл работы светофора длится 9 тактовых импульсов генератора. Из которых: 4 такта горит красный свет, 1 такт горит желтый и 4 такта горит зеленый свет.

Импульсы с генератора, собранного на логическом элементе DD1.1, попадают на вход С (вывод 14) десятичного счетчика DD2. Первый разряд счетчика (выход Q0) соединен с установочным входом S (Set) триггера DD2.1. Поэтому при появлении лог. «1» на выходе Q0 счетчика триггер DD2.1 устанавливает на выходе Q (вывод 1) логическую «1», зажигая красный светодиод.

  Четвертый импульс генератора устанавливает на выходе Q4 (вывод 10) счетчика DD2 логическую «1», зажигая желтый светодиод. При этом происходит сброс триггера DD3.1, и на его выходе Q устанавливается уровень лог. «0». Красный светодиод гаснет.

  Пятый импульс гасит желтый светодиод и устанавливает на выходе Q5 лог. «1». Триггер DD3.2  переключается, и на его выходе Q (вывод 13) устанавливается лог. «1». Зеленый светодиод зажигается.

  Девятый импульс генератора сбрасывает триггеры и счетчик. На выходе Q триггера DD3.2 устанавливается лог. «0», и зеленый светодиод гаснет. А на выходе Q0 счетчика, устанавливается уровень лог. «1», и процесс начинается с начала.  

Эта схема обладает достаточно гибким механизмом настройки циклов светофора. Можно задать необходимое количество тактовых импульсов для каждого света. Для этого, достаточно просто переподключить установочные входы S триггеров DD3.1/DD3.2 к другим выходам счетчика DD2.