Como hacer un semaforo profesional

SÍGUENOS 

INTRODUCCIÓN

Estoy completamente seguro  que todos absolutamente todos  hemos visto un semáforo en las calles, y como electrónicos en algún momento hemos querido construir uno, déjenme contarles que crear todo un sistema de un semáforo era mi reto desde hace mucho tiempo; pues ahora ya lo tengo completamente funcional. En este video  les quiero enseñar paso a paso como se ha realizado este proyecto, pues veremos desde la construcción del esquemático electrónico, el diseño pcb, el desarrollo de la programación y finalmente veremos la practica en físico y, lo que más me encanta de este semáforo es que tendremos  contadores descendentes de 3 colores; verde, amarillo y rojo, asimismo, se contará con 3 luces señalizadores de colores verde, amarillo y rojo.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

1. Tensión de alimentación……………………….…………12VDC
2. Corriente de alimentación………………….……………500mA
3. Contador descendente 2 digitos………………………..99 -00
4. Colores del contador……………………………………….Verde, amarillo, rojo
5. Salidas para luces señalizadores……………………..6
6. Colores luces señalizadores…………………………….(Verde, amarillo, rojo)x2
7. Entorno de programación………………………..……..Arduino
8. Condiciones ambientales min……………….…..….-10°
9. Condiciones ambientales max……………………….60°
10. Dimensiones………………………………………………….100x80mm
11.  Empotrable………………………………………….………Sí

ESQUEMÁTICO ELECTRÓNICO

DESCARGAR DISEÑO PROTEUS 8.8 (main board)
DESCARGAR DISEÑO PROTEUS 8.8 (luces semáforo)

DISEÑO PCB:
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Tarjeta principal

Luces Semáforo

LISTA DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS

Tarjeta principal

• U1; Microcontrolador ATmega328p-AU ( see & buy )
• U2; Circuito Integrado Transceiver USB CH340C ( see & buy )
• U3-U5; Circuito integrado Darlington transistor array driver ULN2803D ( see & buy )
• U6; Regulador de voltaje SMD (AMS 1117-5.0) 5.0V (see & buy)
• J1; Micro USB tipo B (see & buy)
• J2; Jack power 12V (see & buy)
• J3, J4; Pines espadines Macho ( see & buy )
• J5-J10; Molex 2 pines Header Male Pin ( see & buy )
• D1-D42; Led RGB smd (5x5mm) ( see & buy )
• D43; Led smd 1206 ( see & buy )
• D44; Diodo Schottky SS14-T (see & buy)
• C3, C4, C5; Capacitor cerámico 0.1uF (0603) ( see & buy )
• C7, C9; Capacitor ceramico 0.1uF(1206) (see & buy)
• C6; Capacitor electrolítico SMD 47uF ( see & buy )
• C8, Capacitor electrolítico SMD 220uF ( see & buy )
• Q1, Q2; Transistor SMD PNP ( see & buy )
• Q3-Q6; Transistor SMD NPN ( see & buy )
• R1-R28; Resistencia SMD 1/10W, 470 Ohm, package 0603 ( see & buy )
• R30, R31; Resistencia SMD 1/4W, 4.7k Ohm, package 1206 ( see & buy )
• R33, R35, R37, R39, R42; Resistencia SMD 1/10W, 10k Ohm, package 0603 ( see & buy )
• R34, R36, R38, R40; Resistencia SMD 1/4W, 1k Ohm, package 1206 ( see & buy )
• R41; Resistencia SMD 1/10W, 5k Ohm, package 0603 ( see & buy )
• R43, R44; Resistencia SMD 1/10W, 1k Ohm, package 0603 ( see & buy )
• R45; Resistencia SMD 1/10W, 1M Ohm, package 0603 ( see & buy )
• BTN1; Pulsador SMD (see & buy)
• X1; Crystal SMD 16Mhz ( see & buy )

Luces Semáforo

• R1-R6; Resistencia SMD 1/10W, 470 Ohm, package 0603 ( see & buy )
• D1-D19; Led ORANGE SMD,3.5×2.8mm  ( see & buy )
• D1-D19; Led RED SMD,3.5×2.8mm ( see & buy )
• D1-D19; Led GREEN SMD,3.5×2.8mm ( see & buy )
• J1; Molex 2 pines Header Male Pin ( see & buy )

PASOS PARA SUBIR UN PROGRAMA

PASO 1 : SUBIR GESTOR DE ARRANQUE (BOOTLOADER)

Para poder usar un microcontrolador nuevo (atmega328p-U), es necesario subir un un gestor de arranque como también llamado “BOOTLOADER”, esto nos facilitará subir programas en futuras ocasiones.

finalmente para quemar el bootloader se tendrá que realizar a través de los pines ICSP, que prácticamente serían los pines [ (MOSI=11) (MISO = PIN12) (SCK=PIN13) (Slave=PIN10) ]. Para subir y quemar el gestor de arranque necesitaremos un arduino UNO ó MEGA y realizar las siguientes conexiones (ARDUINO UNO – MAIN BOARD SEMÁFORO).

DESCARGAR BOOTLOADER

PASO 2 : SUBIR PROGRAMA; PC – BOARD MAIN SEMAFORO 

Después de haber subido el gestor de arranque finalmente ya podremos subir cualquier programa como normalmente lo realizamos a través del puerto serie.

CONEXIONES EXTERNAS

CÓDIGO

/* 
                CREADO POR      :{==[=======>>>> ELECTROALL <<<<<=======]==}
                INSTAGRAM       : https://www.instagram.com/carlos_j_fuentess/
                                  ó  @carlos_j_fuentess
                FACEBOOK        : https://web.facebook.com/ELECTROALL.ELECTRONICA/?_rdc=1&_rdr
                PÁGINA WEB      : https://www.electroallweb.com/
                YOUTUBE         : https://www.youtube.com/c/ELECTROALL
           ___________________________________________________________________
           *** {==[=======> (SEMÁFORO CON CONTADORES ) <=======]==}  ***
           ___________________________________________________________________
*/

//////////////////////////////////////////////////
int a =2;  ///////////////////////////////////////
int b =3;  ///////////////////////////////////////
int c =4;  ///////////////////////////////////////PINES PARA EL CONTADOR 
int d =5;  ///////////////////////////////////////DE UNIDADES
int e =6;  ///////////////////////////////////////
int f =7;  ///////////////////////////////////////
int g =8;  ///////////////////////////////////////

int A = 11;  ///////////////////////////////////////
int B = 12;  ///////////////////////////////////////
int C = 13;  ///////////////////////////////////////
int D = 14;  ///////////////////////////////////////PINES PARA EL CONTADOR 
int E = 15;  ///////////////////////////////////////DE DECENAS
int F = 16;  ///////////////////////////////////////
int G = 17;  ///////////////////////////////////////

int GR = 9;   // --VERDE-- //////////////////////////PINES CONTROL DE COLORES 
int RE = 10;  // --ROJO-- ///////////////////////////PARA EL CONTADOR

int SG = 18;  ///--VERDE-- //////////////////////////PINES PARA EL CONTROL DE LAS
int SR = 19;  //--ROJO- /////////////////////////////LUECES DEL SEMAFOR
/////////////////////////////////////////////////////

int uno     [7] = {a,b,c,d,e,f,g};// UNIDADES
int dos     [7] = {A,B,C,D,E,F,G};// DECENAS

//--UNIDADES--/////////////////////////////////////////
int unidad0 [7] = {1,1,1,1,1,1,0};//= #0
int unidad1 [7] = {0,1,1,0,0,0,0};//= #1
int unidad2 [7] = {1,1,0,1,1,0,1};//= #2
int unidad3 [7] = {1,1,1,1,0,0,1};//= #3
int unidad4 [7] = {0,1,1,0,0,1,1};//= #4
int unidad5 [7] = {1,0,1,1,0,1,1};//= #5
int unidad6 [7] = {1,0,1,1,1,1,1};//= #6
int unidad7 [7] = {1,1,1,0,0,0,0};//= #7
int unidad8 [7] = {1,1,1,1,1,1,1};//= #8
int unidad9 [7] = {1,1,1,1,0,1,1};//= #9

//--DECENAS--////////////////////////////////////////////
int decena0 [7] = {1,1,1,1,1,1,0};//= #0
int decena1 [7] = {0,1,1,0,0,0,0};//= #1
int decena2 [7] = {1,1,0,1,1,0,1};//= #2
int decena3 [7] = {1,1,1,1,0,0,1};//= #3
int decena4 [7] = {0,1,1,0,0,1,1};//= #4
int decena5 [7] = {1,0,1,1,0,1,1};//= #5
int decena6 [7] = {1,0,1,1,1,1,1};//= #6
int decena7 [7] = {1,1,1,0,0,0,0};//= #7
int decena8 [7] = {1,1,1,1,1,1,1};//= #8
int decena9 [7] = {1,1,1,1,0,1,1};//= #9

int counter=11; //CONTADOR UNIDADES
int valorD =3;  //CONTADOR DECENAS

int counter1=0; // CONTADOR PARA EL CAMBIO DE COLOR 
void setup() {

for(byte i =0; i<7;i++){
  pinMode (uno[i],OUTPUT);
  pinMode (dos[i],OUTPUT);
}
pinMode(GR,OUTPUT);
pinMode(RE,OUTPUT);
pinMode(SG,OUTPUT);
pinMode(SR,OUTPUT);

}

void loop() {

    delay(1000); // TIEMPO DE CAMBIO

//====================================CONTADOR VERDE DE 30 SEG===
//===============================================================
 if(counter1==0){

   if((valorD==0)&&(counter==0)){
    valorD=0;
    counter1++;
    counter=6;
  }
     if ((counter==0)||(counter==10)){
    valorD=valorD-1;
  }

      if (counter <=10){

   if (counter==0){
    counter=10;
   }

  }

  digitalWrite(GR, 1);
  digitalWrite(RE, 0); 

  digitalWrite(SG, 1);
  digitalWrite(SR, 0); 
     counter --;
 }

//====================================CONTADOR AMBAR DE 4 SEG====
//===============================================================
  if(counter1==1){
      if((valorD==0)&&(counter==0)){
    valorD=1;
    counter1++;
  }
      if (counter <=10){

   if (counter==0){
    counter=10;
   }

  }

    analogWrite(GR, 110);
    analogWrite(RE, 250); 
    digitalWrite(SG, 0);
    digitalWrite(SR, 0);
    counter --;
 }

//====================================CONTADOR ROJO 18 SEG=======
//===============================================================
   if(counter1==2){
       if((valorD==0)&&(counter==0)){
     valorD=3;
     counter1=0;
 } 
     if ((counter==0)||(counter==10)){
    valorD=valorD-1;
  }
      if (counter <=10){

   if (counter<=0){
    counter=10;
   }
      }
  digitalWrite(GR, 0);
  digitalWrite(RE, 1); 

  digitalWrite(SG, 0);
  digitalWrite(SR, 1);
 counter --;
   }

//==========================CONTADOR DE DIGITOS (UNIDADES)=======
//===============================================================
  switch(counter) {
  case 0:
  for(byte i=0;i<7;i++){
     digitalWrite (uno[i],unidad0[i]);
  }
  break;
    case 1:
  for(byte i=0;i<7;i++){
     digitalWrite (uno[i],unidad1[i]);
  }
  break;
    case 2:
  for(byte i=0;i<7;i++){
     digitalWrite (uno[i],unidad2[i]);
  }
  break;
    case 3:
  for(byte i=0;i<7;i++){
     digitalWrite (uno[i],unidad3[i]);
  }
  break;
    case 4:
  for(byte i=0;i<7;i++){
     digitalWrite (uno[i],unidad4[i]);
  }
  break;
    case 5:
  for(byte i=0;i<7;i++){
     digitalWrite (uno[i],unidad5[i]);
  }
  break;
    case 6:
  for(byte i=0;i<7;i++){
     digitalWrite (uno[i],unidad6[i]);
  }
  break;
    case 7:
  for(byte i=0;i<7;i++){
     digitalWrite (uno[i],unidad7[i]);
  }
  break;
    case 8:
  for(byte i=0;i<7;i++){
     digitalWrite (uno[i],unidad8[i]);
  }
  break;
      case 9:
  for(byte i=0;i<7;i++){
     digitalWrite (uno[i],unidad9[i]);
  }
  break;
  default:
    for(byte i=0;i<7;i++){
      digitalWrite (uno[i],unidad0[i]);
  }
  break; 
  }

//==========================CONTADOR DE DIGITOS (DECENAS)========
//===============================================================

  switch(valorD) {
    case 0:
  for(byte i=0;i<7;i++){
     digitalWrite (dos[i],decena0[i]);
  }
  break;
    case 1:
  for(byte i=0;i<7;i++){
      digitalWrite (dos[i],decena1[i]);
  }
  break;
    case 2:
  for(byte i=0;i<7;i++){
      digitalWrite (dos[i],decena2[i]);
  }
  break;
    case 3:
  for(byte i=0;i<7;i++){
     digitalWrite (dos[i],decena3[i]);
  }
  break;
    case 4:
  for(byte i=0;i<7;i++){
      digitalWrite (dos[i],decena4[i]);
  }
  break;
    case 5:
  for(byte i=0;i<7;i++){
      digitalWrite (dos[i],decena5[i]);
  }
  break;
    case 6:
  for(byte i=0;i<7;i++){
      digitalWrite (dos[i],decena6[i]);
  }
  break;
    case 7:
  for(byte i=0;i<7;i++){
      digitalWrite (dos[i],decena7[i]);
  }
  break;
    case 8:
  for(byte i=0;i<7;i++){
      digitalWrite (dos[i],decena8[i]);
  }
  break;
    case 9:
  for(byte i=0;i<7;i++){
      digitalWrite (dos[i],decena9[i]);
  }
  break; 
  default:
    for(byte i=0;i<7;i++){
      digitalWrite (dos[i],decena0[i]);
  }
  break; 

    }

}

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