Bau einer Ampelschaltung
Eine normale Verkehrsampel besitzt 4 verschiedene Leuchtphasen. Außerdem befindet sich in Ampelanlagen immer ein Takt/Zeitgeber durch den die einzelnen Phasen geschaltet werden sollen. In diesem Projekt soll gezeigt werden, wie aus einem einzelnen Taktsignal die vier verschiedenen Leuchtphasen angesteuert werden können.
Schaltschema
Über einen Taktgeber wird ein Rechteck-Signal an das Schaltwerk geleitet. Mit diesem Baustein ist es möglich das Eingangssignal taktweise an 10 Ausgänge zu verteilen. Nun müssen die einzelnen Ausgangssignale nur noch entsprechend an die drei LED verteilt werden. Die Leuchtphasen können z.B. so aussehen:
- rot = 4 Sekunden
- rot-gelb = 1 Sekunde
- grün = 4 Sekunden
- gelb = 1 Sekunde
Aufbau
Taktgeber
Hierbei handelt es sich um eine einfache Blinkschaltung ... in der Elektronik auch als astabilen Multivibrator bekannt. Dieser besteht aus zwei Transistoren und zwei RC-Gliedern. Dadurch wird eine Rechteckspannung erzeugt...Strom an, Strom aus, usw....die als Eingangssignal an das Schaltwerk dient.
Schaltwerk
Beim CMOS IC 4019 handelt es sich um einen voll synchronen dekatischen Zähler dessen Signale auf 10 Ausgänge verteilt werden. Das Eingangssignal wird auf 1 Hz eingestellt. Somit liegt die Ausgangs-frequenz an jedem einzelnen Ausgang bei 1/10 der Eingangsfrequenz.
Dioden
Über einfache Dioden werden die Ausgangssignale an die LED geleitet. Dioden sind erforderlich, damit die Signale nur in eine Richtung weitergeleitet werden können.
Transistoren
Da die Ausgangssignale des Schaltwerks zu schwach sind, um LED anzusteuern, ist jede LED in eine Transistorschaltung eingebunden. Dadurch wird die erforderliche Flussspannung erreicht wird.
Schaltplan + Platine
Nun kann man einfach nachvollziehen wie die Ampelschaltung funktioniert:
- Bei Takt Q0-3 bekommt der obere Transistor über D1-D4 Basisstrom und die rote Lampe leuchtet.
- Bei Takt Q4 bekommt der obere Transistor über D5 sowie der mittlere Transistor über D6 Basisstrom. Rot und gelb leuchten daher zusammen.
- Bei Takt Q5-8 leuchtet die ganze Zeit grün.
- Bei Takt Q9 bekommt der untere Transistor über D8 Basistrom und gelb leuchtet alleine.
Nun beginnt das ganze von vorne…
