Мій досвід побудови власного макета навчив мене однієї речі: до найбільш трудомістким, бентежить, проблематичним і складні проектів відносяться ті проекти, які сприймаються як належне і часто відходять на другий план або не помічаються на тлі всіх інших аспектів макета. Мої дорожні світлофори не стали винятком. Я не хочу сказати, що ця частина роботи непомітна. Навпаки, світлофори надали значну частку реалістичності всьому макету. Але я частково прийняв як належне складність електричної частини, що відповідає за їх синхронізовану роботу, особливо з огляду на той факт, що вся система, починаючи від світлофорів і закінчуючи контролером, була побудована мною виключно вручну. Ціна готових контролерів, які пропонуються на ринку, знаходиться в діапазоні від 40 до 100 доларів (і вище). Але хто відмовиться від задоволення зробити всю роботу своїми руками?
Зробивши замовлення на деталі в компанії Mouser Electronics, я приступив до розробки власної електричної схеми, показаної на малюнку вище.
Я розробив власну електричну схему з трьох причин. По-перше, мені потрібен був план всієї електричної схеми, починаючи від контролера і закінчуючи світлофорами на макеті. По-друге, мені необхідно було спланувати фактичну компоновку монтажної плати. Я накреслив принципову електричну схему таким чином, що я знав точне розташування кожного з'єднання і спрямування всіх провідників, і передбачив правильне відстань між усіма елементами схеми, щоб вони помістилися на монтажній платі. По-третє, такий підхід дозволив мені краще зрозуміти принцип роботи самої електричної схеми. Я не є фахівцем в електроніці, тому довелося витратити багато часу на вивчення кожного компонента і інтегральних схем.
Як тільки мені були доставлені всі замовлені в компанії Mouser Electronics компоненти, я придбав монтажну плату на 2200 отворів в компанії The Source і відразу приступив до установки компонентів. При роботі я звірявся зі своєю принциповою електричною схемою, відзначаючи маркером кожен встановлений компонент і секцію, щоб нічого не переплутати або, що ще гірше, зробити неправильне з'єднання. Я по кілька разів звіряв роботу зі своєю принциповою електричною схемою, завдяки чому мені вдалося уникнути серйозних помилок.
Всі з'єднання на зворотному боці монтажної плати я виконав за допомогою паяльника, використовуючи для цього оголені сталеві провідники. Особливу увагу необхідно приділити поділу між собою провідників, які проходять один над іншим. Для цього треба було пропускати провідник через монтажну плату і прокладати його над з'єднаннями, які перебувають на стороні пайки монтажної плати, а потім назад пропускати крізь плату в потрібному місці. Також необхідно дотримуватися обережності при пайку з'єднань, розташованих поруч один з одним, щоб випадково не спаяти разом два окремих з'єднання. У кількох точках на монтажній платі паяні з'єднання замикалися між собою, оскільки знаходилися дуже близько один до одного. Для усунення цього недоліку я за допомогою леза бритви акуратно збільшив відстань між з'єднаннями, щоб вони не торкалися один до одного.
При вивченні моєї принципової електричної схеми Ви, можливо, помітите, що для управління світлодіодами світлофорів в моїй схемі використовуються PNP транзистори, і в своїх світлофорах я використовував схему підключення з катодними висновками, з'єднаними із загальним негативним проводом, і окремими позитивними проводами для подачі напруги, що управляє . В результаті управління моїми світлофорами могло виконуватися тільки шляхом подачі ПОЗИТИВНОГО напруги на кожен світлодіод.
Замість прямого управління світлодіодами, підключеними безпосередньо до 20 висновків контролера, я використовував ці 20 висновків для управління PNP транзисторами, які працюють в якості вимикачів для подачі високовольтного позитивної напруги (12 В) на кожну лампу.
Управління транзисторами виконується через висновки бази, підключені до 20 висновків контролера. Після цього я просто замінив в схемі високовольтні лампи на резистори і світлодіодні індикатори світлофорів.
Коду збірка електричної схеми була завершена, мені необхідно було підключити висновки контролера до двох 10-контактним клемним колодкам, до яких потім повинні підключатися світлофори. Для цього я спочатку відрізав шматок високоплотной деревоволокнистих плит, на якій уздовж нижнього краю я закріпив дві клемні колодки. Для кріплення клемних колодок я використовував болти довжиною 1,9 см з плоскими головками, вставлені зі зворотного боку плити. На підставі з деревоволокнистих плит я також встановив 4 додаткових гвинта для кріплення монтажної плати таким чином, щоб нижня сторона плати не торкалася до поверхні плити.
Насправді сам проект був досить складний. Я витратив незліченну кількість годин і днів, втрачаючи терпіння, тестуючи і намагаючись знайти короткі замикання, які раз у раз з'являлися в блоці контролера і в електропроводці самих світлофорів. З огляду на велику кількість дрібних сполук, розташованих близько один до одного, практично неможливо з першого разу зробити все на 100% правильно. Бували вечора, коли я в розпачі закидав весь проект, але як то кажуть "ранок вечора мудріший" і на наступний день мені на свіжу голову вдавалося усунути неполадки. Зате всі мої зусилля винагородив сторицею, і в кінці мені вдалося побудувати працюючу, повністю автоматичну, синхронізовану систему дорожніх світлофорів. Дивлячись же з боку на діючу модель складно оцінити весь обсяг роботи, витрачений на її створення.
Мій блог знаходять за такими фразами