Електронний світлофор з індикацією часу сигналу

1. Електронний світлофор з індикацією часу сигналу, що містить блок керування і блок світлових сигналів, що складається з трьох секцій - червоної, жовтої і зеленої, який відрізняється тим, що блок керування містить генератор, дешифра тор, програмувальний запам'ятовуючий пристрій, а блок світлових сигналів виконаний на світлодіодах, при цьому секції червоного і зеленого сигналів світлофора виконані у вигляді цифрової індикації поточного часу. 2. Електронний світлофор з індикацією часу сигналу за п.1, який відрізняється тим, що дешифратор виконаний у вигляді 16-розрядного селектора. 3. Електронний світлофор з індикацією часу сигналу за п.1, який відрізняється тим, що секцм червоного і зеленого сигналів світлофора виконані у вигляді світлодіодної матриці. Корисна модель відноситься до техніки світлофорного регулювання дорожнього руху і може бути використана для індикації тривалості часу горіння, що залишилося, сигналу світлофора на регульованих перехрестях і ділянках доріг. Ріст інтенсивності дорожнього руху в умоеах обмеженості швидкісного режиму І пропускної здатності доріг ставить задачу якісного і надійного регулювання на перше місце. Відомий «Електронний світлофор [Електронний світлофор, жури. «Радіо", №5, 1991р., с.5556], що забезпечує включення червоного сигналу з жовтим перед початком руху і зеленого миготливого сигналу перед закінченням руху на кожнім напрямку. Світлофор виконаний на мікросхемах серії К 176, транзисторах і діодах, індикація здійснюється за допомогою ламп розжарювання. Недоліком відомого пристрою є неможливість точного визначення часу горіння, що залишилося, кожного з основних сигналів - червоного І зеленого. Відомий «Пристрій для індикації часу горіння, що залишився, сигналу світлофора» [А.с. СРСР №1476512, МПК-4 G08G1/095, БВ-16-89р.], що містить елемент збігу, блок переключення, задатчик часу, два блоки аналізу тимчасового інтервалу, блок керування індикацією і блок індикації тривалості часу горіння, що залишилося, сигналу світлофора. При включенні сигналу світлофора імпульси напруги протягом часу горіння сигналу через елемент збігу надходять на інформаційні входи блоків аналізу тимчасового інтервалу, у яких аналізуються два попередніх інтервали часу горіння сигналу світлофора. При збігу тимчасових інтервалів блоки аналізу тимчасового інтервалу дозволяють індикацію часу в період наступного включення світлофора. Недоліком відомого пристрою, незважаючи на його високу інформативність, є лщвищена складність електронної і механічної частини, тому що для індикації часу горіння, що залишилося - червоного чи зеленого сигналу світлофора - необхідна окрема секція світлофора. Відомий Національний стандарт України «Світлофори дорожні» [ДСТУ 4092-2002. Загальні технічні вимоги, правила застосування І вимоги безпеки. Київ. Держстандарт України]. Цей стандарт поширюється на світлофори дорожні, призначені для регулювання руху транспортних засобів і пішоходів на автомобільних дорогах, вулицях і залізничних переїздах і встановлює основні технічні вимоги до них. Цей стандарт не забороняє можливість індикації' часу горіння, що залишилося, сигналів червоного чи зеленого кольору шляхом використання цієї ж стандартної конструкції світлофора. Відомий «Пристрій для регулювання руху транспортних засобів" [А.с. СРСР №1377889, CM 9274 МПК-4 G08G1/095, БВ-16-89р.], що складається з трьох секцій основних сигналів і додаткової секції для індикації повороту, екрана, реверсивного двигуна, покажчика положення. Недопіками пристрою є його низька надійність через наявність декількох механічних вузлів, а також неможливість точного визначення часу горіння, що залишилося, кожного з основних сигналів - червоного і зеленого. Відомі «Пристрій для подачі світлових сигналів" [Патенти України №27671 С2, бюл. №4, 2000р.; №32645 С2, бюл. №1, 2001р.; №34528 С2, бюл №2, 2001р.; №40687 С2, бюл. №7,2001 p.; MnK-7G08G1/095,]. ВІДОМІ пристрої містять джерела світла, виконані у вигляді полікристалічної касети з монолітно зв'язаними напівпровідниковими кристаламисвітлодюдами. ВІДОМІ технічні рішення спрямовані на поліпшення теплоотвода від СВІТЛОДІОДІВ, а також на поліпшення світловіддачі і візуального сприйняття сигналів світлофора в різних умовах освітленості (яскраве сонце, ніч, дощ, туман і тощо). Однак відомі пристрої не вирішують задачу, поставлену в дійсній корисній моделі. Відомий «Пристрій для керування світлофором11 [А.с. СРСР №790008, МПК-3 G08G1/095, БВ16-89р.], що містить блок зв'язку з центральним пунктом керування, блок переключення сигнальних ламп відліку часу, ручного керування і попереджуючої сигналізації з цифровою індикацією поточного часу червоного і зеленого сигналів світлофора. Недоліками відомого пристрою є складність пристрою і неможливість точного визначення цифрової інформації на відстані, тому що індиціруємі цифри чітко визначаються тільки поблизу. Відомий «Світлофор для дорожньої сигналізації» [А.с. СРСР №726564, МПК-2 G08G1/095, БВ13-В0р.]. Пристрій містить блок керування і блок світлових сигналів, що складається з декількох секцій червоної1, жовтої1, зеленої, а також додаткової секції - цифрового індикатора Недоліками відомого пристрою є підвищена складність пристрою і неможливість точного визначення цифрової'інформації на відстані. Найбільш близьким по технічній сутності і результату, який досягається, і обраним як прототип є «Пристрій для регулювання дорожнього руху» [Патент України №44478 А, МПК- 6 G08G1/095, бюл. №2, 2002р.], що містить блок керування і блок світлових сигналів, який складається з трьох вертикально розташованих секцій червоної, у верхній частині блоку, жовтої - у середині і зеленої - у нижній частині блоку, при цьому висвітлення секцій виконане у вигляді окремих світлових елементів у формі концентричних кіл, секторів, чи смуг іншої конфігурації1. Недоліком прототипу є низька інформативність візуальної інформації, сприйманої учасниками дорожнього руху з його допомогою. Задачею ДІЙСНОЇ корисної моделі є розробка нової конструкції електронного світлофора з досягненням технічного результату - підвищення інформативності і спрощення пристрою Поставлена задача досягається тим, що в «Електронному світлофорі з індикацією часу сигналу», що містить блок керування і блок світлових сигналів, який складається з трьох секцій - червоної, жовтої і зеленої', блок керування містить генератор, дешифратор, програмувальний запам'ятовуючий пристрій, а блок світлових сигналів виконаний на світлодіодах, при цьому секції червоного і зеленого сигналів світлофора виконані у вигляді цифрової індикацм поточного часу, крім того, дешифратор виконаний у вигляді 16-ти розрядного селектора, а секції червоного і зеленого си-налів світлофора виконані у вигляді світлодіодно матриці. Новим у пристрої, що заявляється, у порівнянні . прототипом є виконання секцій червоного і зелпного сигналів світлофора у вигляді цифрово'! індикації поточного часу, що дозволить досягти наступний технічний результат: - підвищити інформативність пристрою; - спростити пристрій. Суттєвими ознаками пристрою, який заявляється, співпадаючими з прототипом, є наступні ознаки: - блок керування; - блок світлових сигналів; - блок світлових сигналів складається з трьох секцій - червоної, жовтої і зеленої. Відмітними ВІД прототипу суттєвими ознаками пристрою, який заявляється, є наступні ознаки; - блок керування, який містить: - генератор; - дешифратор; - програмувальний запам'ятовуючий пристрій; - блок світлових сигналів виконаний на світлодіодах; - секції червоного і зеленого сигналів світлофора виконані у вигляді цифрової індикації поточного часу. Відмітними від прототипу суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є наступні ознаки. - дешифратор виконаний у вигляді 16-ти розрядного селектора; - секції червоного І зеленого сигналів світлофора виконані у вигляді світло дюдної матриці. Між суттєвими ознаками корисної' моделі, яка заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Дійсно, пристрій, що заявляється, завдяки виконанню двох секцій світлофора - червоного і зеленого сигналів - у вигляді цифрової індикації поточного часу підвищити інформативність пристрою, тому що крім зеленого сигналу, що дозволяє, і червоного, що забороняє, сигналу, додатково індицирується час, що залишився, горіння цих сигналів, причому ця додаткова індикація виконується практично без ускладнення блоку світлових сигналів шляхом заміни ламп розжарювання на світлод'юди, об'єднані в матриці для зручності керування ними. Блок керування також виконаний за допомогою досить простих і надійних електронних компонентів, що дозволяє забезпечити високу функціональну здатність корисної моделі, яка заявляється. 5 9274 - широкий температурний діапазон роботи Досягнення зазначеного вище технічного реD від -60°С до +85 C. зультату можливо тільки при наявності сукупності всіх суттєвих ознак, викладених у формулі корисВикористання технічного рішення, що заявляної моделі, при відсутності кожного з них технічний ється, дозволить знизити психологічну напружерезультат не може бути досягнутий. ність водія транспортного засобу в чеканні змін у Проведений заявником аналіз рівня техніки, сигналах, які дозволяють чи забороняють рух, тощо включає пошук по патентних і науковому що при цьому протікають наступні процеси: технічних джерелах інформації, з виявленням 1. При вижиданні на перехресті сигналу, що джерел, що МІСТЯТЬ інформацію про аналоги технідозволяє, водій усвідомлено чи несвідомо, натисчного рішення, яке заявляється, дозволяє устанокає педаль акселератора і витрачає паливо. Тому вити, що заявником не виявлені аналоги, яки хараїзда в міських умовах з великою кількістю перектеризуються всією сукупністю ознак, ідентичної хресть не економічна. всім суттєвим ознакам способу, зазначеним у фо2. Робота двигунів внутрішнього згоряння з рмулі корисної' моделі, яка заявляється. виділенням CO і відходів згоряння небезпечна для Тому можна затверджуаати, що корисна моекології і людини. дель відповідає умові охраноздатности. 3. Водій транспортного засобу на перехресті Крім того, корисна модель промислове застознаходиться завжди в напрузі, очікуючи сигналу, совна, тому що пристрій, який заявляється, може що дозволяє рух, при цьому він може побачити широко використовуватися в системі дорожнього включення сигналу, що забороняє рух, уже на сарегулювання транспортних і пішохідних потоків, мім перехресті, що часто приводить до аварійних що підвищить безпеку руху на дорогах, а також ситуацій. зменшить екологічне навантаження на навколишВиходячи з вищев и кладе ного чітко виявляєтьнє середовище і знизить психологічне навантася проблема визначення часу горіння сигналів, які ження на водіїв транспортних засобів. дозволяють і забороняють рух. Можливість здійснення корисної' моделі, що Ця проблема може бути вирішена при відозаявляється, підтверджується описом його практибраження часу, що залишився до включення сигчної реалізації, що нижче приводиться, й ілюструналу, який забороняє чи дозволяє рух. ється кресленнями. У деяких моделях світлофорів, проанапізоваНа Фіг.1 показана функціональна схема блоку них вище, уже використовується цифрова індикакерування пристроєм, що заявляється; ція часу, що залишилося, горіння сигналу, який на Фіг.2 - зображена принципова електрична забороняє чи дозволяє рух, але ця індикація розсхема блоку керування пристроєм, що заявляєтьташована окремо від сигналів світлофора, що відся. волікає увагу водія від спостереження за сигналом Ріст інтенсивності дорожнього руху в умовах світлофора, який дозволяє чи забороняє рух. Крім обмеженості швидкісного режиму І пропускної здатого, відомі пристрої більш складні конструктивно, тності доріг ставить задачу якісного і надійного тому що містять додаткові пристрої для індикації регулювання на перше місце. часу горіння, що залишився, сигналів. Вирішує цю задачу пристрій, що заявляється, Розглянемо роботу пристрою, який заявляєтьтому що широке використанні його в дорожніх свіся. тлофорах дозволяє одержати ряд переваг у порівБлок керування пристрою складається з гененянні з світлофорами, обладнаними лампами розратора тактових імпульсів, лічильника імпульсів, жарювання і не мають електронної Індикації часу дешифратора, виконаного у вигляді 16-ти розрядгоріння сигналу, що залишилося, наприклад: ного селектора, а також репрограмуємого постій- економічність споживання електроенергії; ного запам'ятовуючого пристрою (далі по тексту - просте обслуговування; РПЗП) і світлодіодної матриці (далі по тексту СДМ). - підвищення безпеки руху на дорогах; - зменшення екологічного навантаження на Частота тактового генератора на елементах навколишнє середовище; DD2.1 і DD2.2 обрана таким чином, щоб не було - зниження психологічного навантаження на помітне мерехтіння світлодюдів. водив транспортних засобів, Виходи лічильника на мікросхемі DD3 підклю- підвищений термін служби - не менш 15 рочені до входів дешифратора на мікросхемі DD5 і ків; мікросхемі DS1 (РПЗП). - можливість використання низьковольтних У кожнім такті на виходах тих рядків індикатоджерел живлення; ра, світлоідіоди в яких повинні світитися, установ- відсутність газонаповнених елементів, чуттєлюється високий логічний рівень. У такий спосіб за вих до ударів і тряски; шістнадцять тактів символ буде цілком відображе- відсутність кольорових світлофільтрів зі спений. ціальними оптичними властивостями; Приклади кодів для індикації цифр «9», «8» і «7» приведені в таблиці 1. 9274 Таблиця 1 9 Код символу Код рядка (вихід дешифратора) 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 8 7 Номер стовпця (виходу Номер стовпця {виходу Номер стовпця (виходу ПЗУ) ПЗУ) ПЗУ) 11111111 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 00000111 00011000 00011000 00011000 00000111 00011000 00000111 00011000 00011000 00000000 00001110 00000000 00011100 00000000 00000000 00000000 00000000 00111000 01110000 11111000 00000000 11111000 00011000 11100000 11111000 00011000 11100000 11111000 00011000 11100000 00000000 00000000 11100000 11100000 00000000 00000000 00000000 11100000 00000000 Для того, щоб виводити різні символи мікросхема DS1 має додаткові входи А4-А15. На них подається код символу, вибираючи в такий спосіб область, що містить інформацію про нього. РПЗП реалізований на мікросхемі 27С64. Цифри зберігаються відповідно до двоічному коду, приклад якого приведений у таблиці 1. Коди номера рядка і символу подають на адресні входи РПЗП. Число розрядів адреси, відведених коду стовпця, залежить від загального числа останніх, від нього ж і залежить необхідний обсяг РПЗП. Логічний «0» у розряді комірки пам'яті відповідає погашеному світлодюду, логічна «1» - світному. "Зображуючи» подібним чином усі потрібні символи, можна побудувати унікальний перетворювач кодів для відображення набору символів (цифр). Розглянемо принципову електричну схему пристрою. Індикацією керує чотирьохрозрядний лічильник на мікросхемі DD4. На його вхід надходять імпульси генератора, зібраного на елементах DD2.3, DD2.4. Дешифратор на мікросхемі DD5 утворить 16вихідний селектор. У такий спосіб йде перебирання по рядках і за 16 тактів відбувається відображення цифри. Інформація для відображення 9 цифр записана в 9x16=144 осередках РПЗП DS1. Для відображення однієї цифри використовується 16 комірок пам'яті РПЗП. Генератор на елементах DD2.1 і DD2.2 набудований таким чином, щоб не було помітне мерехтіння світлодіодів. Генератор на елементах DD2.3 і DD2.4 задає час світіння цифри. Імпульси з виходу DS1 надходять на транзистори VT 18 - VT 25 І на логічні елементи DD5.1, DD5.2, DD5.3, DD5.4. Це необхідно для того, щоб відбувалося гасіння усього світлофора. Коли на усіх виходах DS1 є присутнім низький логічний рівень на входи елементів DD6.1 і DD6.2 надходить високий логічний рівень через елементи «ШІ-НІ» (мікросхеми DS1) і на виході елемента DD7.3 з'являється високий логічний рівень, що закриває транзистор VT1 і відбувається гасіння світлофора. Ланцюг C3R4 забезпечує скидання лічильників при подачі напруги живлення. Пропонована конструкція електронного світлофора є відмінним рішенням проблеми визначення часу сигналів, які дозволяють чи забороняють рух. Виконано світлофор на широко розповсюджених елементах. Споживаний струм знижений до мінімуму. Даний світлофор може відображати не тільки час, але і символи. Для цього досить змінити прошивання EPROM. Таким чином, на підставі усього вищевикладеного, можна зробити висновок, що задача, поставлена в дійсній корисній моделі - розробка нової конструкції електронного світлофора - виконана з досягненням технічного результату - підвищення інформативності і спрощення пристрою. 9274 Генератор 10 Лічильник 1 Селектор РПЗП сдм сдм Комп'ютерна верстка Л.Литвиненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освгти і науки України Державний департамент Інтелектуальної1 власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601