Oliver Saal

Ampelsteuerung

Beschreibung

Ampelsteuerung

Diese Ampelsteuerung für zwei Ampeln jeweils mit den Phasen rot/rot-gelb/grün/gelb ist komplett mit CMOS-Logikbausteinen aufgebaut. Die Verwendung von etwas ungewöhnlichen CMOS-Typen liegt darin, dass die Schaltung spontan aus Elektronikschrott entstanden ist.

Folgende Tabelle definiert die auftretenden Phasen:

PhaseDauerAmpel 1Ampel 2
020 secgrünrot
12 secgelbrot
22 secrotrot
32 secrotgelb/rot
420 secrotgrün
52 secrotgelb
62 secrotrot
72 secgelb/rotrot

Dadurch kann man folgende Beziehungen zwischen den Phasen und den einzelnen Ampel-Lampen herstellen:

LampeLeuchtet bei...
Ampel 1 rotNICHT (Phase 0 ODER Phase 1)
Ampel 1 gelb  Phase 1 ODER Phase 7
Ampel 1 grün  Phase 0
Ampel 2 rotNICHT (Phase 4 ODER Phase 5)
Ampel 2 gelb  Phase 3 ODER Phase 5
Ampel 2 grün  Phase 4

Die einzelnen Phasen werden durch den Baustein 4017 erzeugt. Dieser Baustein hat zehn Ausgänge (Q0 bis Q9), von denen jeweils immer nur einer aktiv ist. Bei jedem Taktimpuls wird der nächste Ausgang aktiv geschaltet. Da hier aber nur acht Phasen (und nicht zehn) benötigen, wird der Ausgang Q8 auf den Reset-Eingang gelegt. Dies bewirkt, dass der Baustein nach der achten Phase resetet wird und wieder bei Phase 0 anfängt (Bitte beachten, dass die Zählung der Phasen mit 0 startet!). Die Zuordnung der einzelnen Lampen zu den Phasen geschieht mit den NOR und NAND-Gattern 4001 bzw. 4011 wie in der obigen Tabelle beschrieben.

Die Taktgenerierung für den Baustein 4017 wurde mit etwas exotischen Bauteilen realisiert, da wie schon erwähnt die Schaltung aus Elektronikschrott entstanden ist. Der 2-Sekunden-Takt wird durch den Taktgenerator 4060 erzeugt und dem 4017 auf den Clock-Eingang zugeführt. Somit wird alle zwei Sekunden zur nächsten Phase geschaltet. Die jeweils 20 Sekunden andauernden Rot- bzw. Grün-Phasen werden mit Hilfe des 4047 (Monostabiler Multivibrator) generiert: Der 4047 erhält einen Triggerimpuls bei Phase 0 oder Phase 4 über die Dioden (ein Oder-Gatter stand leider nicht mehr zur Verfügung) und liefert als Ausgangssignal einen 20 Sekunden andauernden High-Pegel. Dieser High-Pegel wird auf den Enable-Eingang des Phasengenerators 4017 gelegt und bewirkt in dieser Zeit, dass der 4017 trotz Taktsignal nicht mehr weiter läuft.

Schaltplan

Eagle Schaltplan EAGLE V4.13

Schaltplan

Quellen

EN Fairchild Semiconductors    PDF Datenblatt CMOS 4017 und 4022 PDF Datenblatt CMOS 4060 PDF Datenblatt CMOS 4047
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Letzte Änderung von EMail Oliver Saal am 01.03.2007. Beachten Sie auch die rechtlichen Hinweise.

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