Semaforo Sistemas Digitais

Projeto Final Laboratório de Sistemas Digitais

Circuito de controle de Sinal Luminoso de Transito para Veículos e Pedestres – Semáforo

1. Introdução

O sinais luminosos muitos comuns no transito, têm como peculiaridade o fato de seguir uma seqüências pré determinada no seu projeto, repetindo o ciclo após a sua iniciação por um período indeterminado de vezes.

Este sistema pode ser implementado tendo como entrada um clock e o próprio estado a qual se encontra atualmente e como saídas os sinais que deverão controlar o acionamento das lâmpadas que possibilitarão a visualização do estado atual.

As saídas de um circuito controlador de sinal luminoso de transito são diretamente dependente do estado a qual se encontrava anteriormente e do tempo decorrido.

Desta forma este sistema pode ser implementado usando o conceito de maquinas de estados finitos utilizando para tal circuitos digitais seqüenciais e combinacionais.

2. Descrição do produto e do ambiente

O sistemas controlador de sinal de transito a qual este trabalho se propõe a fazer, deverá ser capaz de controlar a sinalização de transito para pedestres e veículos em um cruzamento de uma avenida e uma rua, no qual quem se encontra na rua (horizontal) possui restrição quanto ao sentido de circulação, só podendo virá a direita ou seguir em frente, já para o veiculo que se encontra na avenida (vertical) não há restrição, podendo o mesmo seguir em frente ou converter a direita ou esquerda. O esquema abaixo ilustra a situação do cruzamento.

O sistema deverá ser capaz de se manter o seu funcionamento cíclico uma vez ligado, sinalizar o seu estado de forma clara tanto para os motorista quanto para os pedestres, permitindo o trafego seguro para ambos no devido cruzamento, devendo ter para tal três saídas (verde, amarelo e vermelho ), para cada semáforo para motoristas que somarão 4, e 2 saidas (verde, vermelha) para cada par de semáforo para pedestre que também devem totalizar 4.

O sistema terá uma chave tipo liga/desliga e cada saída terá sua saída sinalizada por um led de cor sugestiva (verde, amarelo ou vermelho).

3. Requisitos Funcionais

1) O sistema deve iniciar a sinalização quando ligada a chave liga/desliga.

2) Uma vez ligado o sistema deverá funcionara de modo cíclico e periódico.

3) De nenhuma forma dois semáforos para veículos com dos da rua (com restrição no sentido de circulação) ou algum de veiculo e de pedestre podem estar abertos ao mesmo tempo.

4) O sistema deverá permitir o livre trafego no cruzamento tanto de veículos quanto de pedestres, observados os sentidos de circulação, de modo seguro para ambos.

5) Para todos os semáforos de veículos a saída deve ser tal que acione por aproximadamente 2 segundo o led amarelo ao passar do verde para o vermelho.

6) No semáforo de pedestres uma vez permitida a passagem deve-se sinalizar com a led vermelho piscando antes de permitir a passagem de veículos.

4. Requisitos Não Funcionais

1) O sistema poderá funcionar com fonte de alimentação 8Vcc ou bateria 9 Vcc.

2) O sistema (sistema de controle) não ultrapassará o peso de 200 gramas e dimensões 15 x 15 cm e 5 cm de espessura.

3) O sistema em funcionamento deve consumir abaixo de 400 mA.

4) O saída do sistema não possuirá capacidade para acionamento de cargas de grande potencia como lâmpadas devendo se necessário serem adicionados circuitos para tais finalidades, como por exemplo circuito contendo reles ou SCRs.

5. Diagrama em Blocos do sistema

O sistema, após montado, deve conter uma fonte de alimentação 12 V de corrente continua que também poderá ser substituída por uma bateria 9 V, um circuito capaz de gerar pulsos periódicos que será a base de tempo para o sistema – este circuito oscilador será implementado utilizando um CI 555 (configuração astável), um banco de registradores que deverá registrar sempre o estados atual e carregar sempre o próximo estado a cada pulso de clock, um contador que servirá de base para o tempo na qual o circuito deve permanecer em cada estado, e um circuito controlador que deverá gerenciar a execução das atividades através de lógicas combinacionais. A figura a seguir ilustra a idéia de como dever ser o sistema através de diagramas em blocos.

6. Fluxograma de funcionamento

inicio

1

Semáforo 1 e 3 verde demais vermelhos

Inicia o contador com um valor k.

Contador no final

Incrementa 1 ao contador

Semáforo 1 e 3 no amarelo e demais vermelho

2

2

Inicia o contador com um valor k.

Contador no final

Incrementa 1 contador

Semáforo 1,3 e 4 vermelho e de pedestres , 2 verde

Inicia o contador com um valor k.

Contador no final

Incrementa 1 contador

Semáforo 1,3 e 4 e de pedestres vermelho , 2 amarelo

Inicia o contador com um valor k.

Incrementa 1 contador

Contador no final

Semáforo 1,3 e 2 e de pedestres vermelho , 4 verde

Inicia o contador com um valor k.

Incrementa 1 contador

Contador no final

3