Изобретение относится к регулирующим или предупреждающим устройствам, устанавливаемым в автомагистралях, автострадах, а также вдоль маршрута следования составов или локомотивов, а именно к светофорам, осуществляющим регулирование движением автотранспорта и поездов.
Данный светофор был разработан и собран на кафедре «Электроснабжения и релейная защита» Института энергетики Таджикистана в 2016 году. Он работает на основе программируемых микроконтроллерах типа ATMEGA 8515, питание светофора осуществляется из солнечной мини станции мощностью 35 Вт, солнечная станция может снабжать электроэнергией светофора в течения 32 часов, в темное время суток и в пасмурной погоде в режиме отключенной от центральной электрической сети Off-grid.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является светофор, светофоры железнодорожного транспорта [1], у которых в качестве излучающих элементов используются группы светодиодов, которые управляются блоком электрического питания, блоком управления светофором и таймером обратного отсчёта на аналоговых схемах. Недостатком таких устройств является невысокая энергетическая эффективность, что вызвано наличием в цепях светодиодов активных ограничивающих резисторов, рассеивающих существенную мощность потерь. Кроме того, в этих устройствах отсутствуют возможности для достаточно точного выравнивания токов через параллельно включенные группы, состоящие из последовательно включенных светодиодов.
Наиболее лучшими показателями обладают светофоры, у которых задание токов через светодиоды светодиодных групп осуществляется при помощи индуктивных элементов, которые формируют импульсы тока через светодиоды без применения активных резисторов.
Целью данной изобретении является введение в светофор функцию отчета времени для каждый, из трех цветов сигнала светофора, а также введение в качестве источника питания солнечный панель с системой аккумулирования электроэнергии на 32 часов. Таким образом обеспечит автономность светофоров.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве осуществляется непосредственная управления светодиодов с помощью программируемого контроллера типа ATMEGA 8515, что дает гибкость решения задач в любых временных интервалов.
Предлагаемое техническое решение содержит: 1 - солнечный панел; 2 - блок зарядки аккумулятора и источник бесперебойного питания; 3 - блок микроконтроллера; 4 – блок управления светофором; 6 – блок включения красного света; 9 – блок включения обратного отсчёта интервального таймера; 11 – блок включения зелённого света.
Сущность заявляемого изобретения поясняется схемой и изображением приведённым на фиг. 1 и 2: выход солнечного панеля 1 мощностью 35 Вт соединён со входом блок зарядки аккумулятора и бесперебойного источника 2, выход которого соединён со входом блока микроконтроллера 3 в памяти который заложен программа включения обратного отсчёта интервального таймера и управления световой индикации светофора. Выход блока микроконтроллера генерирующий совокупность действии соединён со входом блока управления светофором, который в свой очеред генерирует сигнал включения красного цвета поступающий на вход 5 блока красного цвета, сигнал включения обратгного отсчёта таймера фиг. 2 поступающий на входы 7 и 8 блока обратного отсчёта, сигнал включения зелённого цвета поступающий на вход 10 блока зелённого цвета.
Технический результат достигается тем, что микроконтроллер ATMEGA 8515, программируется на отчет времени (управление сегментами) цветов светофора, в зависимости от требуемой времени уставки на устанавливаемой участке. ATmega8515 – экономичный 8-разрядный микроконтроллер, основанный на усиленной AVR RISC архитектуре. ATmega8515 обеспечивает производительность 1 млн. операции в сек на 1 МГц синхронизации за счет выполнения большинства инструкций за один машинный цикл и позволяет оптимизировать потребление энергии за счет изменения частоты синхронизации.
Преимущества автономного светодиодного светофора является то, что солнечная энергия в светлое время суток преобразуется на солнечной панели в электрическую энергию и через контроллер заряжает аккумулятор солнечной электростанции. Накопленная электроэнергия передается через контроллер на светодиодный светофор. Энергии в аккумуляторе хватает для того чтобы светофор работал круглосуточно несколько недель даже при отсутствии зарядки. Генерация электрической энергии на солнечной панели осуществляется даже в пасмурную погоду. Контроллер солнечной электростанции регулирует величину напряжения от солнечной панели, а также не допускает глубокого разряда и перезаряда аккумулятора.
Источник информации
Есюнин В.И., Ефрюшкин А.Е. Светодиодные переездные светофоры //Автоматика, связь, информатика, 1999, №12, с.25.
