Verlässliche Ampelsteuerung mit IC 4017 Zähler & 555 Timer

Ampelsteuerung – Einfaches Elektronikprojekt

(Ampelsteuerungsprojekt mit IC 4017 Zähler und Timer 555)

Einführung

Ampeln dienen der Regelung des Fahrzeugverkehrs. In der modernen Zeit besitzt jeder unterschiedliche Fahrzeugtypen, was zu steigenden Fahrzeugzahlen führt. Deshalb sind Ampeln unverzichtbar, um Staus und Unfälle zu vermeiden. Eine Ampel hat drei Lichter mit unterschiedlicher Bedeutung für Fahrer: Rot (oben) bedeutet „An der Kreuzung anhalten“, Grün (unten) bedeutet „Freie Fahrt durch die Kreuzung“, Gelb (Mitte) warnt: „Warten, wenn Rot folgt“ bzw. „Bereitmachen, wenn Grün folgt“. Ampeln haben sich als hervorragende Methode erwiesen, um Kollisionen zu verhindern und den Verkehrsfluss in der heutigen Zeit zu regeln, in der jeder verschiedene Fahrzeuge besitzt.

Projektvorschlag

Der Projektname lautet „Ampelsteuerung“. Die Grundidee dieses einfachen Elektronikprojekts ist die Verkehrsregelung zur Vermeidung von Kollisionen und Staus. Es handelt sich um eine Einrichtungs-Ampelsteuerung, die jedoch erweiterbar ist. Das System gibt dem Fahrer die Anweisung, ob er die Kreuzung passieren oder anhalten soll.

Bedeutung der Signallichter

Drei Signallichter geben dem Fahrer Anweisungen:

• ROT – Fahrer muss an der Kreuzung anhalten.
• GELB – Fahrer muss warten (wenn Rot folgt) oder bereitmachen (wenn Grün folgt).
• GRÜN – Fahrer darf die Kreuzung passieren.

Benötigte Bauteile

1. 9V Batterie (Eingangsspannung)
2. Widerstände: 100k, 22k und 330 Ohm
3. Kondensatoren: 1µF, 10µF und 2,2mF
4. Sechs 1N4148 Dioden
5. 555 Timer IC (als Impulsgenerator)
6. 4017 IC Zähler (Haupt-IC der Schaltung)
7. 1M Potentiometer (steuert die Impulszeit des 555 Timers)
8. Rote, gelbe und grüne LEDs (Ausgang)

Schaltplan der Ampelsteuerung (Mini-Projekt)

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Funktionsweise

Diese Ampel basiert auf einem Zähler-IC, der hauptsächlich für sequenzielle Schaltungen verwendet wird – man kann sie auch als „sequenzielle Ampel“ bezeichnen. Sequenzielle Schaltungen zählen Zahlen in einer Reihe. Beim Funktionsprinzip ist der Haupt-IC der 4017 Zähler, der die rote, gelbe und grüne LED nacheinander zum Leuchten bringt. Der 555 Timer fungiert als Impulsgenerator und liefert das Eingangssignal an den 4017 Zähler. Die Leuchtdauer der einzelnen Lichter hängt vollständig vom Impuls des 555 Timers ab, den wir über das Potentiometer steuern können. Möchte man die Leuchtdauer ändern, variiert man einfach das Potentiometer, das für das Timing verantwortlich ist.

Die LEDs sind nicht direkt mit dem 4017 Zähler verbunden, da die Lichter sonst nicht stabil leuchten würden. Wir verwenden eine Kombination aus 1N4148 Dioden und LEDs, um die korrekte Ausgabe zu erhalten. Der Hauptnachteil dieser Schaltung: Exakte Zeiten sind nicht möglich, aber man erhält sehr gute Annäherungswerte.