Σε αυτό το έργο φωτεινού σηματοδότη πρόκειται να σχεδιάσουμε ένα κύκλωμα, για να ελέγξουμε τα φανάρια σε ένα τετράδρομο σήμα. Αυτό το κύκλωμα έχει σχεδιαστεί από χρονοδιακόπτη 555 Timer IC και μετρητή δεκαετίας. Ο χρονοδιακόπτης παράγει παλμούς και αυτοί οι παλμοί τροφοδοτούνται στον μετρητή δέκα σταδίων της δεκαετίας.
Οι δέκα φάσεις DECADE COUNTER έχουν μνήμη ΔΕΔ. Μπορεί να μετρήσει έως και δέκα παλμούς. Έτσι, για κάθε κορυφή στο ρολόι, ο μετρητής το παραδέχεται ως γεγονός και το θυμάται. Ο αριθμός των συμβάντων που αντισταθμίζουν την απομνημόνευση που παράγεται από την αντίστοιχη καρφίτσα.
Εξαρτήματα κυκλώματος
- + 9v έως + 12v τάση τροφοδοσίας
- 555 χρονόμετρο IC
- 1KΩ, 10KΩ, 220Ω αντιστάσεις (3 τεμάχια),
- Πυκνωτές 10µF και 100µF
- ΚΟΚΚΙΝΟ LED (4 τεμάχια), ΜΠΛΕ LED (4 τεμάχια) και ΚΙΤΡΙΝΟ LED (4 τεμάχια)
- CD4017 Decade Counter IC
- IN4007 διόδους (8 τεμάχια)
Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση
Το τετράγωνο διάγραμμα κυκλώματος φωτεινού σηματοδότη που χρησιμοποιεί 555 Timer IC φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα. Ο χρονοδιακόπτης εδώ παράγει παλμούς χρονικής περιόδου 100ms περίπου. Έτσι ο χρόνος ON είναι 50ms και ο χρόνος OFF είναι 50ms. Αυτή η χρονική διάρκεια μπορεί να αλλάξει αλλάζοντας την τιμή του πυκνωτή. Αν και οι φωτεινοί σηματοδότες έχουν χρόνο αλλαγής για 2 λεπτά, εδώ μειώνουμε το χρόνο δοκιμής του κυκλώματος.
Η μετατόπιση του χρόνου για ένα τετράδρομο φανάρι μπορεί να επιτευχθεί σε αυτό το κύκλωμα αντικαθιστώντας τον πυκνωτή 10uF με έναν 470uF. Μόλις η τροφοδοσία είναι ενεργοποιημένη, ο χρονοδιακόπτης λειτουργεί ως γεννήτρια τετραγωνικών κυμάτων και παράγει ρολόι, αυτό το ρολόι τροφοδοτείται στο DECADE BINARY COUNTER. Τώρα, ο δυαδικός μετρητής δεκαετίας μετρά τον αριθμό των παλμών που δίδονται στο ρολόι και αφήνει την αντίστοιχη έξοδο ακίδων να αυξηθεί, για παράδειγμα, αν ο αριθμός συμβάντων είναι 3, τότε ο ακροδέκτης Q2 θα είναι υψηλός και αν μετρηθεί 5 ο ακροδέκτης Q4 θα είναι υψηλός. Έτσι, για κάθε 100ms θα υπάρχει μια κορυφή, με αυτήν την κορυφή η αντίθετη μνήμη κερδίζει ένα και έτσι είναι η έξοδος.
Οι δίοδοι εδώ αποτρέπουν το βραχυκύκλωμα των εξόδων μετρητή, ας πούμε αν η μέτρηση είναι δύο με αυτό το Q1 θα είναι υψηλό (αφού το Q1 είναι υψηλό όλες οι άλλες έξοδοι θα είναι χαμηλές συμπεριλαμβανομένων των Q0, Q2) απουσία διόδων, το Q1 με θετική τάση παίρνει μετά βίας τραβήχτηκε στο LOW κατά Q0 (καθώς η τάση Q0 είναι + 0V όταν το Q1 είναι υψηλό), καθώς συνδέονται μεταξύ τους. Με αυτό το βραχυκύκλωμα λαμβάνει χώρα.
Έτσι, κατά τη διάρκεια των Q0, Q1, Q2, Q3, το ΠΡΑΣΙΝΟ LED στο ΒΟΡΕΙΟ και ΝΟΤΙΟ θα ανάψει μαζί με το ΚΟΚΚΙΝΟ LED στο ΑΝΑΤΟΛΙΚΟ και ΔΥΤΙΚΟ Επομένως, αν υποθέσουμε ότι το ρολόι είναι 1Hz, η ΒΟΡΕΙΑ και ΝΟΤΙΑ πλευρά σηματοδοτείται ΠΡΑΣΙΝΗ για τέσσερα δευτερόλεπτα και επίσης η ΑΝΑΤΟΛΙΚΗ και ΔΥΤΙΚΗ πλευρά σηματοδοτείται ΚΟΚΚΙΝΗ να σταματήσει κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.
Όταν το Q4 φτάσει ψηλά, το ΚΙΤΡΙΝΟ LED στο ΒΟΡΕΙΟ και ΝΟΤΙΟ θα ανάψει μαζί με το ΚΟΚΚΙΝΟ LED στο ΑΝΑΤΟΛΙΚΟ και ΔΥΤΙΚΟ. Επομένως, αν υποθέσουμε ότι το ρολόι είναι 1Hz, η ΒΟΡΕΙΑ και ΝΟΤΙΑ πλευρά σηματοδοτείται ΚΙΤΡΙΝΗ για επιβράδυνση για 1 δευτερόλεπτο και επίσης η ΑΝΑΤΟΛΙΚΗ και ΔΥΤΙΚΗ πλευρά επισημαίνονται ΚΟΚΚΙΝΗ να σταματήσουν κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.
Όταν τα Q5, Q6, Q7, Q7 είναι υψηλά, το ΠΡΑΣΙΝΟ LED στο ΑΝΑΤΟΛΙΚΟ και ΔΥΤΙΚΟ θα ανάψει μαζί με το ΚΟΚΚΙΝΟ LED στο ΒΟΡΕΙΟ και ΝΟΤΙΟ. Επομένως, αν υποθέσουμε ότι το ρολόι είναι 1Hz, η ανατολική και η δυτική πλευρά σηματοδοτούνται ΠΡΑΣΙΝΟ για τέσσερα δευτερόλεπτα και επίσης η ΒΟΡΕΙΑ και ΝΟΤΙΑ πλευρά σηματοδοτείται ΚΟΚΚΙΝΗ να σταματήσει κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.
Όταν το Q4 φτάσει ψηλά, το ΚΙΤΡΙΝΟ LED στο ΑΝΑΤΟΛΙΚΟ και ΔΥΤΙΚΟ θα ανάψει μαζί με το ΚΟΚΚΙΝΟ LED στο ΒΟΡΕΙΟ και ΝΟΤΙΟ. Έτσι, αν υποθέσουμε ότι το ρολόι είναι 1Hz, η πλευρά ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ και ΔΥΤΙΚΗΣ σηματοδοτείται ΚΙΤΡΙΝΗ για επιβράδυνση για 1 δευτερόλεπτο και επίσης η ΒΟΡΕΙΑ και ΝΟΤΙΑ πλευρά σηματοδοτείται ΚΟΚΚΙΝΗ για ΣΤΑΣΗ κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.
Αυτά τα παραπάνω τέσσερα στάδια σχηματίζουν έναν συνεχή κύκλο, για τον έλεγχο του φωτεινού σηματοδότη με τέσσερις τρόπους.