X
تبلیغات
پروژه مدار چراغ راهنمایی با AVR

سایت جامع برق و الکترونیک(انجام کلیه پروژ های الکترونیکی)

پروژه مدار چراغ راهنمایی با AVR

برای گرفتن برنامه این مدار به ایمیل novin.elec@yahoo.com پیام بدهید  

پروژه چراغ راهنمايي

  Øچراغ هاي راهنمايي و رانندگي از مهمترين وسايل جهت كنترل عبور و مرور و كنترل ترافيك  در سطح شهر ها به حساب مي آيند . امروزه در كليه شهرهاي كوچك و بزرگ از اين چراغ ها استفاده گسترده مي شود . بطوريكه مي توان آنها را جزء مهمترين وسايل جلوگيري از تصادفات به حساب آورند . چراغ هاي راهنمايي در كشور هاي مختلف جهان از يك استاندارد پيروي مي كنند. البته چراغ هاي راهنمايي انواع مختلفي دارند كه گاهي براي كنترل عابرين پياده و گاهي براي اعلام خطر در سر تقاطع ها و پيچ هاي خطر ناك و گاهي تكرنگ و براي اعلام خطر مي باشند .

 Øدر واقع چراغ هاي راهنمايي هر روزه جان بسياري از انسان هارا نجات مي دهند و از حوادث بسيار زيادي جلوگيري مي كنند كه اين را مي توان حاصل پيشرفت علم الكترونيك دانست .

آنجائي كه چراغهاي راهنمائي نسبت به ديگر ابزار ترافيك ، محدوديت بيشتري را بر جريان ترافيك اعمال مي‌كنند، استفاده از آنها زماني توجيه خواهد داشت كه ساير وسايل كنترل ترافيك (مانند تابلوها و خط كشي‌ها) جوابگوي مشكل نباشند. كشورهاي ديگر پيرامون اين مسئله كه در چه شرايط در يك تقاطع نياز به چراغ راهنمائي است , تحقيقات زيادي انجام داده‌اند، و متناسب با شرايط محلي و فرهنگي منطقه ضوابط و معيارهائي در سه بعد حجم ترافيك ، تعداد عابرين پياده و تصادفات ارائه نموده‌اند، كه به دليل اختلاف در رفتار ترافيكي، اين ضوابط كارائي لازم براي كشور ما را نداشته و انجام تحقيقات پيرامون اين موضوع لازم و ضروري بنظر مي‌رسد.

چراغ راهنماهای بین المللی

                             

  Øچراغ راهنما در همه جای دنیا سه رنگ دارد: قرمز، زرد، سبز - از بالا به پایین و یا از چپ به راست - در برخی از تقاطعات ممکن است یک چراغ راهنما تنها با دو رنگ قرمز و یا زرد نصب شده باشد. برخی از چراغ راهنماها بطور چشمک زن ویا فلش دار هستند.

توضيح حالات چراغ هاي راهنمايي

چراغ راهنماهای غیر چشمک زن

 

   چراغ قرمز : در پشت خطوط عابر پیاده کاملا توقف کنید.دقت داشته باشید که اگر برای توقف خطی در وسط خیابان کشیده شده است در پشت آن توقف کرده و بر روی خطوط عابر پیاده نایستید. تا زمانی که چراغ سبز روشن نشده است به هیچ عنوان حرکت نکنید.

  چراغ زرد: چراغ زرد به منزله هشدار به رانندگان در مورد تغییر رنگ چراغ راهنما از سبز به قرمز می باشد. هنگامیکه چراغ قرمز روشن شما به هیچ عنوان حق ندارید وارد تقاطع شوید

  چراغ سبز  : با احتیاط و از منتهی الیه سمت راست خود وارد تقاطع شوید

چراغ راهنمای چشک زن

  Øچشمک زدن رنگ قرمز: بایستید، سپس با احتیاط از منتهی الیه سمت راستتان و با در نظر گرفتن عابرین و دیگر وسایل از تقاطع عبور کنید. این علامت بر سر تقاطع های خطرناک و به دلیل اینکه علامت STOP به تنهایی ممکن است توسط رانندگان مشاهده نشود، نصب می شود. همچنین ممکن است از این علامت در نزدیکی ریل قطار هم نصب شود.

  Øچشمک زدن رنگ زرد: این علامت به معنی اخطار برای رانندگان است.

معمولا در اینگونه از خبر دهنده‌ها که نقش مهمی در ایمنی جان انسان و بهبود ترافیک به عهده دارند، از سیستم الکترونیکی استفاده می‌کنند و مهمترین آن ارزانی دستگاه و حجم نسبتا کم آن می‌باشد. اما در عین حال که ساده و ارزان است پیچیدگی سیستم‌های الکترونیکی را نداشته و قطعات آن به راحتی قابل تهیه است و بسیار مطمئن می‌باشد.

آشنايي با تاريخچه چراغ‌هاي​ راهنمايي و رانندگي

 Øچراغهاي راهنمايي در سال 1868 پيش از اختراع اتومبيل و در زماني که ترافيک شامل چهارپايان، واگنها، کالسکهها و عابران پياده ميشد، طراحي و در لندن نصب شد.

  Øاين چراغ از دو فانوس گازي قرمز به معناي توقف و سبز به معناي احتياط و توسط  مهندس راه​آهني به نام "J P Knight " ساخته شده بود.

 Ø البته يک سال بعد در ژانويه 1969 اين چراغ راهنمايي گازي منفجر شد و مأمور پليسي را که مشغول روشن کردن آن بود، به شدت مجروح کرد. 

 Øاما اولين چراغ راهنمايي نسل جديد که به چراغهاي راهنمايي امروزي شبيهتر است، بعد از اختراع اتومبيل و در شهر ديتوريت و به همت يک مأمور پليس راهنمايي و رانندگي ساخته شد.

 Øاو اين چراغ را با الهام از چراغ کنترل خط ريل راه آهن که از گذشته به چراغهاي برقي خودکار مجهز شده بودند، طراحي کرد، اين چراغ با سه فانوس، قرمز، نارنجي و سبز از چراغهاي کنترل خطوط ريلي ساخته شد و در يک تقاطع در ديترويت نصب شد.

  Øبا آزمايش موفقيت آميز اين چراغ، ظرف کمتر از يکسال 15 تقاطع در اين شهر به چراغ راهنمايي مجهز شدند. از آن تاريخ به بعد پيشرفت​هاي بسياري در حوزة طراحي و ساخت و مديريت چراغهاي راهنمايي به دست آمده است و امروزه چراغ راهنمايي به عنوان ابزار اصلي کنترل و مديريت تقاطعات مطرح هستند.

 Øدر ايران هم اولين چراغهاي راهنمايي و رانندگي در سالهاي دهه 30 در تقاطعهاي سپه (امام خميني ره) ولي عصر، پل امير بهادر، باغ ملي، دروازه شميران، گمرك و اميريه نصب شد ولي قبل از نصب اين چراغها، چراغهاي راهنمايي به صورت كوله پشتي بودند كه داراي دو چراغ قرمز، سبز و كليدي در جهت خاموش و روشن كردن آنها بود، كوله پشتي در پشت مامور قرار ميگرفت و كليد آن روي سينه سمت چپ قرار داشت.

  Øبالاخره در سال​هاي 39 و 40 تقاطع هاي شهر تهران به مرور به نسل جديد چراغ​هاي راهنمايي مجهز شدند. نسل اول چراغهاي راهنمايي و رانندگي که در شهر تهران نصب و راه اندازي شدند مجهز به فانوس​هاي لامپي کوچک بودند که از ديد کافي به خصوص در ساعات مياني روز و در نور شديد آفتاب برخوردار نبود ضمن آنکه به دليل عدم طراحي مناسب سيستم برق رساني و استفاده از روش کابل​کشي هوايي براي تأمين انرژي، درصد بروز اختلال در سيستم برق آنها بسيار بالا بوده و خاموشي مکرر چراغهاي راهنمايي در تقاطعات اجتناب ناپذير بود.

 Øکنترل اين نسل از چراغهاي راهنمايي به صورت غير خودکار و توسط مأموران پليس راهنمايي و رانندگي صورت مي پذيرفت و تنها معيار تصميم گيري آنها براي تغيير وضعيت چراغ ، مشاهداتشان از وضع ترافيک در تقاطع مربوطه بود. ميزان زمان سبز و قرمز نيز بسته به نظر همين مأموران پليس تعيين مي شد.

  Øتحول ديگر در طول اين دوران، راه اندازي چراغ​هاي راهنمايي و رانندگي زمان ثابت بود که در آنها مدت زمان فاز سبز و قرمز براي هريک از مسيرهاي منتهي به تقاطع از قبل تعيين مي​شد و اين زمانبندي فارغ از تغييرات حجم ترافيک در ساعات مختلف شبانه روز به صورت يکسان اعمال مي​شد.

  Øدر سال 1371 با توجه به لزوم گسترش، بهينه​سازي و ايجاد تحول در امر تجهيز تقاطع​ها به چراغ​هاي راهنمايي مبتني بر نگرش فني و مهندسي و مطابق با استانداردهاي روز دنيا و بهره​گيري از تکنولوژي​هاي نوين و سازماندهي نظام مند حوزه نصب و راه​اندازي و حوزه بهره برداري از چراغ​هاي راهنمايي، مسئوليت طراحي، نصب و راه اندازي چراغ​هاي راهنمايي و رانندگي سطح شهر تهران به عهدة شهرداري تهران گذاشته شد.

  Øچراغ راهنمای خورشیدی نسل جدید چراغ های راهنمایی امروزی است. انرژی برق مورد نیاز این چراغ توسط پنل های خورشیدی که بر روی آن قرار دارد تامین می شود. همچنین فناوری که در این وسیله استفاده شده این امکان را به وجود می آورد که رنگ های مختلف چراغ  راهنمایی را  تنها در یک چراغ نشان دهد.

توضيحات پروژه

  Øپروژه اي كه در مقابل شماست توسط پيشرفته ترين تكنولوژي حال حاضر ايران ، ميكرو كنترلر هاي AVR  طراحي شده و كاملآ عملي و قابل ساخت مي باشد . استفاده از اين ميكرو ها هزينه ساخت چراغ هاي راهنما را بسيار پايين مي آورد وبخاطر  نداشتن خطا بسيار قابل اطمينان هستند وهمچنين طول عمر بسيار زيادي دارند و انرژي مصرفي بسيار پاييني دارند كه اين ها حاصل استفاده از ميكروكنترلر درطراحي اين پروژه است .

  Øدر اين پروژه چهارراهي در نظر گرفته شده كه داراي چهار چراغ راهنمايي مي باشد با اين استاندارد كه چراغ هاي روبروي هم با هم برابر هستند و اين همان استاندارد چراغ هاي راهنمايي در شهرهاي ايران است . يعني در طراحي مدار فرمان يك چهارراه فقط دو چراغ راهنمايي در نظر گرفته مي شوند .

  Øدر اين پروژه ما از تايمر هاي معكوس نيز براي كمك به رانندگان استفاده كرده ايم .

  Ø اين تايمر ها به رانندگان كمك مي كنند تا از زمان باقي مانده براي تعويض رنگ چراغ اطلاع داشته باشند كه به نوبه خود اين پروژه را حرفه اي تر و زيبا تر مي كند .

قطعات استفاده شده در پروژه

  Øميكروكنترلر AVR   با نام ATMEGA16 

  Ø چراغ راهنمايي با شش لامپ LED  

  Ø چهار نمايشگر 7SEGMENT  

تصوير پروژه  

 

نحوه كارمدار

  Øقلب پروژه چراغ راهنمايي يك ميكروكنترلر AVR   است كه با استفاده از فايل هگز راه اندازي شده و كل پروژه را به دقت كنترل مي كند و تمام پارامترهارا در نظر گرفته و دستورات را به پورت هاي خود مي فرستد و خروجي ها را فعال و يا غير فعال مي كند . 7SEGMENT  ها عدد فرستاده شده توسط ميكرو را نمايش ميدهند و LED  ها چراغ هاي راهنمايي فرضي هستند كه قابليت تبديل به چراغ هاي بزرگ توسط رله را دارا مي باشند و در واقع فرمان ميكرو را نشان مي دهند .

میکروکنترلرهای AVR

  Øبعد از ظهور تکنولوژی ترانزیستور ، پردازنده­ها به صورت مدارات مجتمع (IC) واحد در آمدند و پله­های پیشرفت را طی کردند تا به جایگاه امروزی خود رسیدند که در تمام مکان­هایی که حدس می­زنید یکی از انواع آنها به کار رفته است.

  Øمیکروکنترلرها یکی از پرکاربردترین پردازنده­ها می­باسند که ساختاری شبیه یک کامپیوتر خانگی دارند یعنی دارای حافظه RAM، حافظه برای ذخیره­سازی برنامه، پردازنده­مرکزی CPU، درگاه­هایی برای ارتباط با وسائل جانبی و ... می­باشند اما در ابعاد یک آی­سی کوچک.

Ø  از میکروکنترلر­های معروف می­توان به خانواده 8051 اشاره کرد که ساخت شرکت اینتل می­باشد و با وجود گذشت دهها سال از تولید اولین نمونه آن کماکان در بین دانشجویان محبوبیت بالایی دارد و در پروژه­های دانشجویی به کار می­رود.

  Øبعد از خانواده 8051 خانواده AVR مورد توجه قرار دارد که در سالهای اخیر توجه بیشتری به آن شده است.

 Øمیکروکنترلرهای AVR از معماری RISC (پردازنده با دستورالعمل­های کاهش یافته) بهره می­برد که قدرت بالای پردازش و تعداد زیاد ثبات از مزیت­های آن می­باشد. ضمنا AVR ها از تکنولژی CMOS در ساخت قطعه استفاده می­کنند که مصرف کم و سرعت بالا از قابلیت­های آن است. یکی دیگر از قابلیت­های آنها، اجرای اکثر دستورالعمل­ها در یک سیکل پردازنده است. در ادامه شرح مختصری بر این خانواده آمده است :

AT Mega :

  Øاین سری از AVR ها قوی­ترین آنها می­باشد که در بازار موجود است. دارای انواع بسته­ بندی کوچک و بزرگ و با سرعت­های مختلف در دسترس دانشجویان قرار دارد. دارای سرعت کاری 16~ 0 و دارای امکانات جانبی لازم برای کارهای دانشجویی و تحقیقاتی .

تصوير ATMEGA 16

سون سگمنت (Seven Segment)

  Ø7 سگمنت را در خيلي از وسايل الكترونيكي مخصوصا كارهاي ذوقي مايكرويو و... مي توان يافت. 7 سگمنت در واقع چيزي به جز 7 LED كه به يك نقطه متصل شده اند نيست و در واقع با اين كار ساده امكان نمايش اعداد و بعضي حروف فراهم شده است. در شكل صفحه بعد شما نماي ظاهري يك 7Seg و در سمت چپ دياگرام داخلي آن را مشاهده مي كنيد.

  Øشكل از نوعي است كه به آن ”كاتد مشترك" ميگويند. منظور از اين واژه آنست كه پايه منفي هركدام از LED ها به هم وصل شده و سپس به پايه شماره 3 كه (زمين) به آن متصل ميشود، مي رسد. بقيه پايه ها كه مثبت مي باشند آزاد هستند و ميتوان آنرا به قطعات ديگر موجود در مدار متصل نمود. براي كار كردن بايد پايه 3 به زمين متصل باشد. آنگاه براي روشن شدن هر LED مي توان پايه مثبت را به منبع ولتاژ مدار متصل نمود. معمولا بايد مقاومتي را براي محدود كردن جريان قرار داد. به جاي آنكه شما هر كدام از پايه ها را به يك مقاومت وصل كنيد مي توانيد به سادگي مقاومتي را بين پايه شماره 3 و زمين قرار دهيد.

LED

Ø   led یک قطعه پراستفاده در الکترونیک است که انرژی الکتریکی را به انرژی نورانی تبدیل می کند led مزایای زیادی نسبت به لامپ دارد از جمله:

Ø  توان کم (چیزی در حدود 2 تا 20 میلی وات(

Ø  نور زیاد

Ø  عمر زیاد

Ø  ولتاژ کم(2تا5/5 ولت(

Ø  متمرکز کردن نور

Ø 
LED
ها در مدار همیشه به طور سری قرار می گیرند. در وصل کردن LED به منبع تغذیه یک مقاومت 1کیلو هم با آن سری کنید تا جریان زیاد به آن آسیب نرساند چون LED ها ظریف و گران هستند.

  Øدر اتصال LED به مدار قطب ها را رعایت کنید چون LED یک المان قطبی است.در LED پایه منفی کوتاه تر و سمت پایه منفی صاف است و همچنین وقتی از بالا به داخل آن نگاه می کنیم فلز بلند تر که وسط آن گودی دارد به پایه منفی وصل است.

  ØLED ها رنگ ها و اشکال مختلفی دارند که عبارتند از: آبی-قرمز-کهربایی-نارنجی-سفید-سبز- زرددورنگ و چشمک زن

LED
های چشمک زن: این LED ها به ظاهر معمولی اند ولی در داخل این LED ها مدار مجتمعی قرار دارد که فرکانسی ایجاد می نماید و باعث چشمک زدن آن می شود.

  ØLED ها معمولا دارای 2 پایه هستند که انواع 3پایه آن نیز در بازار یافت می شود LED های 3پایه دارای دو رنگ هستند که پایه کاتد در آن مشترک است.

پروژه اصلي

  برنامه اين پروژه به زبان C  و در كامپايلر CODEVISION   نوشته شده و توسط كد ويزارد  قسمت هاي مختلف آن مانند نوع فعاليت پورت ها (ورودي ،خروجي) مشخص شده و پس از كامپايل كردن برنامه فايل هگز آن براي راه اندازي شبيه ساز استفاده شده و كل پروژه تست شده و عملي مي باشد .

همچنين پروژه در شبيه ساز PROTEUS  طراحي و اجرا شده وهيچگونه خطايي ندارد .

در اين پروژه از PORT A ميكروكنترلر ATMEGA16 براي خروجي لامپ هاي LED استفاده شده .

همچنين از PORT C براي شمارنده معكوس چراغ راهنمايي اول به صورت BCD و از PORT D براي شمارنده معكوس چراغ راهنمايي دوم به صورت BCD استفاده شده است .

همچنين PINA0,1,2 خروجي هاي چراغ راهنمايي اول و PINA4,5,6 خروجي هاي چراغ راهنمايي دوم مي باشند

برنامه پروژه به زبان C

 

 

برای دریافت برنامه تماس حاصل فرمایید.

 

 

تصاوير پروژه در حالت هاي مختلف توسط شبيه ساز PROTEUS

حالت اول

در لحظه اول شروع تايمر

حالت دوم

بعد از 15 ثانيه حالت دوم بوجد مي آيد و چراغ زرد به مدت 5 ثانيه روشن ميشود

حالت سوم

بعد از 5 ثانيه چراغ ها تعويض مي شوند

حالت چهارم

بعد از 15 ثانيه حالت دوم بوجد مي آيد و چراغ زرد به مدت 5 ثانيه روشن ميشود

بازگشت به مرحله اول

بعد از 5 ثانيه مدار به حالت اول بر مي گردد

+ نوشته شده در ۱۱/۱۰/۱۳۸۸ساعت ۰۰:۵۶ توسط mamad mamad دسته : نظر(1)