Как сделать светофор из бумаги своими руками схема

Как сделать светофор из бумаги своими руками схема

Светофор своими руками

Дочка - человек у меня сугубо технический - в куклы никогда не играла. Одни из её любимых игрушек - автомобили! Её "личный автопарк" давно уже перевалил за сотню автомашин... С малых лет увлекается сборкой автомобилей из конструкторов.

Аня занимается в кружке дизайна и моделирования на станции юных техников недалеко от дома. Представляете, там же, 27 лет назад и я занимался в авиамодельном кружке! А ещё лет 10 ранее в этом же кружке занимался Лёня Якубович... да, тот самый.

Светофор своими руками
2 года назад. Кружок моделирования. С преподавателем. Единственная девочка...

Сейчас Ане 9 лет - очень любит что-нибудь мастерить, пилить, выжигать, клеить. В последнее время "пробует свои силы" в дизайне: разрабатывает и изготовляет трёхмерные макеты (квартир, домов, городов и т.п.). Недавно получила грамоту за макет детской площадки.

Решили мы с ней "оживить" один из создаваемых ей макетов: "А не собрать ли нам светофор"? Идея понравилась обоим. Мне давно хотелось вовлечь её в электронику, а ей - научиться паять (и вообще, она без ума от радиодеталей). Что ж, решено - сделано!

Стоит отметить, за свои 35 лет занятий электроникой, мне ни разу не попадалась на глаза схема светофора... Первая мысль - взять микроконтроллер, написать программку... - отпала: ребёнку сложно объяснить как работает процессор и как исполняется программа. Нужно собирать на простой логике. А когда подрастёт, переделает схему на контроллере - заодно вовлечётся в "программирование" и "почувствует" все преимущества микропроцессоров над простой логикой.

Светофор своими руками

Хотел полезть в интернет, но схема родилась сама-собой: проснувшись в субботу утром, мне показалось, что где-то я её видел, (видимо во сне) генератор - счётчик - дешифратор - диодная матрица... (Кстати, позднее я полазил по интернету - схем светофора нет! Так что держите - эксклюзив.)

Светофор своими руками
увеличить
Окончательная схема

Вечером сели, набросали схемку. Пришлось полистать несколько книжек, чтобы выбрать подходящие микросхемы и посмотреть их цоколёвку. Параллельно объясняю Ане, как работает счётчик, дешифратор. Рисуем с ней диаграммы: дочка довольно легко смогла понять как счётчик считает импульсы и выдаёт их в коде 1-2-4-8, как работает дешифратор и зачем нужна диодная матрица, под конец начинает сама подсказывать.

Тактовый генератор, собранный по стандартной схеме на трёх элементах И-НЕ (К555ЛА3), вырабатывает импульсы с частотой следования около 1 Гц. Это минимальное время свечения одного цвета (например, жёлтого) - 1 секунда. Далее импульсы подаются на счётный вход двоичного счётчика (К555ИЕ5). Счётчик "считает" их от 0 до 15-ти и выдаёт в коде 1-2-4-8 на вход 16-ти разрядного дешифратора (К155ИД3). В зависимости от "числа", выданного счётчиком, на соответствующем выходе дешифратора формируется логический 0.

Для начальной установки счётчика в нулевое состояние добавили схему сброса (Reset), на 4-ом логическом элементе И-НЕ. Он формирует переход из логического 0 в логическую 1 после включения питания. Reset завели и на дешифратор, чтобы он не выдавал сигналы на выходы, до сброса счётчика.

Диодная матрица "определяет" время свечения каждого цвета: в течении первого импульса (выход дешифратора 0), т.е 1 секунду, горит жёлтый свет, следующие 7 импульсов (вых. 1 - 7) зажигают зелёный, затем снова жёлтый - на один импульс (вых. 8), и снова 7 импульсов (вых. 9 - 15) - горит красный. Когда счёт закончен, всё начинается с нуля!

Сигналы с диодных матриц подаются на токовые ключи, которые подают питание на светодиоды соответствующих цветов в светофорах макета.

Немного поразмыслив, решили ввести "ночной" режим - "мигающий жёлтый". Для этого в схему ввели переключатель, который устанавливает сигнал сброса, запрещая дешифратору выдавать сигналы на выход (светофор гаснет), а токовый ключ жёлтого света подключает непосредственно к тактовому генератору.

Затем, ввели и "ручной" режим, что бы можно было "заморозить" любой свет на сколько угодно времени - "полицейский" режим. Для этого переключатель отсоединяет тактовый генератор от входа счётчика, не устанавливая режим сброса. Получили 3 режима работы.

Светодиод, индицирующий включение светофора, решили подключить к выходу тактового генератора, чтобы он не просто светился при включении питания, а мигал, индицируя работу задающего генератора - получили своего рода "Debugger".

Подобрали подходящий корпус, выключатели, светодиоды. Отпилили кусок макетной платы подходящего размера. Питание решили сделать от 4-х пальчиковых батареек, для этого нашёлся удачный батарейный отсек.

Светофор своими руками

Покопавшись в "закромах" нашли и нужные микросхемы.

Светофор своими руками

В процессе подбора деталей, попался на глаза старенький адаптер от "умершего" Ethernet-хаба, выдающий 9 В. "А что, севшие батарейки - причина окончания игры? Нет!" - подумали мы. И решили сделать "второе питание", добавив в схему 5-ти вольтовый стабилизатор (7805). Нашлось и подходящее гнездо, для подключения адаптера.

Светофор своими руками

Определились с примерным расположением деталей в корпусе. На сегодня всё - спать.

Светофор своими руками

В воскресенье снова садимся за работу. Изготавливаем переднюю панель: вырезаем отверстия под выключатель питания, светодиод и переключатель режимов.

Светофор своими руками

Светофор своими руками
Задняя панель: гнездо адаптера и выход проводов к макету

Начинаем распайку элементов: дочка принимает самое активное участие - я вставляю элемент, загибаю выводы, откусываю лишнее, а она запаивает. Подсказываю что и как в процессе работы. Блин, паяет! И довольно аккуратно! Я разделяю её радость - сам взял паяльник в руки в 5 лет и до сих пор...

Собираем по частям и проверяем отдельно работоспособность каждой: сначала цепи питания и стабилизатор - есть 5 В. Затем спаиваем генератор - светодиод мигает. Затем счётчик с дешифратором - сигналы на выходе проверяем с помощью светодиода.

Светофор своими руками

Дочка самостоятельно паяет диодную матрицу. Случайно забыла подпаять один диод. Я спрашиваю: "А что будет, если его не запаять"? "Этот цвет мигнёт один раз и потом снова загорится!" Я в отпаде...

Подключаем переключатель режимов, допаиваем ключи тока на выход и подсоединяем три светодиода. Не работает...

Начинаем разбираться: генератор выдает на выходы импульсы с "грязными" фронтами. Каждое переключение сопровождается "звоном" - пачкой импульсов высокой частоты. Это следствие применения высокой ёмкости в генераторе: уровень на входе элемента меняется очень медленно и он, находясь в "неопределённом" состоянии успевает несколько раз переключиться. Эх, тут бы лучше всего вместо ЛА3 применить триггеры Шмидта - К555ТЛ3, но под рукой её нет. Поэтому пришлось на выход тактового генератора напаять интегрирующую цепочку из двух конденсаторов и резистора - она немного "валит" фронты, очищая их от "звона".

И вот долгожданные "красный - жёлтый - зелёный". Ура! Работает!

Светофор своими руками

Светофор своими руками

Светофор своими руками

Пробуем запуститься на батарейках... И тут засада: свежие DURACELL выдают в сумме 6,65 В - многовато для 155/555 серии. Проверяем - счётчик начинает сбиваться. Пришлось переделать цепь питания, включив батарейку тоже через стабилизатор питания. В процессе измеряем и потребляемый ток - менее 100 мА, и в целях экономии заменяем мощный 7805 на маломощного "братишку" 78L05.

Светофор своими руками

Всё, теперь можно закрывать корпус.

Светофор своими руками

Светофор своими руками

Светофор ставится "на прогон" до утра, а мы начинаем изготавливать "светофорчики". В макете Т-образный перекрёсток. По нашему замыслу требуется 5 светофоров: по одному в каждом направлении на одну улицу, один на примыкающую проезжую часть и два на пешеходный переход.

Для светофорчиков изготавливаем маленькие платки из обрезков макетной платы. Аня запаивает туда гасящие резисторы, провода и светодиоды. В качестве стоек отлично подошла соломка для газировки - провода проходят внутри неё.

Светофор своими руками

Теперь осталось дождаться следующих выходных.

И так, в субботу идём с ней на кружок, где она делает макет с перекрёстком. Макет пока ещё "сырой" - белый пенополистирол: здания ещё не раскрашены, окон нет, деревья "не посажены" - самое время установить светофоры. Размечаем точки, делаем отверстия и вклеиваем светофорчики.

Провода пропускаем снизу и сводим их в одну точку, где будет установлена плата с клеммами, для подключения блока управления. По окончании, "клеммник" будет "замаскирован" под киоск.

Помогаю зачистить провода, определяем на каком светофоре какие цвета должны гореть и в этой же последовательности Аня распаивает провода.

Светофор своими руками

Подключаем провода от блока, включаем питание... Макет ожил! В одном направлении красный, в другом зелёный, пешеходам пока стоять - им тоже красный. Затем всем жёлтый и цвета меняются... Перекрёсток стал регулируемым!

Светофор своими руками

Светофор своими руками

Светофор своими руками

Светофор своими руками


Подобные поделки:
Игра "Светофор"
Как сделать светофорчик в детский садик?
Модель уличного светофора
Модель светофора
Электронный светофор


Как сделать светофор из бумаги своими руками схема фото. Поделитесь новостью Как сделать светофор из бумаги своими руками схема с друзьями!
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 69
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 20
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 87
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 23
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 100
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 81
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 65
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 59
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 15
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 40
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 25
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 25
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 8
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 28
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 23
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 73
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 75
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 94
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 33
Как сделать светофор из бумаги своими руками схема 31