چراغ راهنمایی چه نوع مداری است؟ موازی یا متوالی

برای ساخت چراغ راهنمایی معمولا از مدار موازی استفاده می شود که به راحتی سه رنگ قرمز و زرد و سبز را نشان می دهد. این چراغ ها با تغییر رنگ خود به رانندگان و عابرین اعلام می کنند که رفتار مناسب در هنگام عبور و مرور رعایت کنند. برای درک بهتر نحوه عملکرد چراغ راهنمایی رانندگی، لازم است بدانیم که آیا مدار آن ها به صورت موازی یا متوالی است. چراغ های موازی به چندین مسیر متفاوت برای جریان برق اشاره دارند، به طوری که اگر یک چراغ از کار بیفتد، سایر چراغ ها همچنان فعال خواهند بود. اما مدارهای متوالی به یک مسیر واحد اشاره دارند که در آن خرابی یک چراغ می تواند منجر به قطع عملکرد کل سیستم شود.

انواع مدارهای مورد استفاده در چراغ راهنمایی

چراغ های راهنمایی به طور معمول از مدارهای مختلفی برای کنترل روشنایی و تغییر رنگ استفاده می کنند. با پیشرفت تکنولوژی، محصولاتی بی نظیر مانند چراغ راهنمایی هوشمند تولید شدند که با مدارهای هوشمند، انقلابی در کنترل ترافیک کلان شهرها ایجاد کردند. در این بخش به بررسی سه نوع از تجهیزات ترافیکی رایج در چراغ های راهنمایی که عموما شامل مدار الکترومکانیکی، مدار الکترونیکی و مدار هوشمند و کنترل ترافیک هستند خواهیم پرداخت:

1. مدار الکترومکانیکی

مدارهای الکترومکانیکی به چراغ های راهنمایی سنتی ارتباط دارند که معمولا اجزایی از قبیل انواع کنتاکت و رله تشکیل می شوند. این مدارها به سبب حرکت مکانیکی اجزا، تغییر رنگ چراغ ها را به انجام می رسانند. در این تجهیزات ترافیکی، هنگامی که یک رله فعال می گردد، جریان برق به چراغ مشخصی هدایت خواهد شد و موجب روشن شدن آن می شود. یکی از ویژگی های ارزشمند این نوع مدار، سادگی طراحی و تعمیر آن عنوان می شود، اما دارای معایبی همچون سرعت پایین عمل و احتمال خرابی مکانیکی هم هستند.

2. مدار الکترونیکی

مدارهای الکترونیکی از تکنولوژی های پیشرفته تری بهره مند هستند و معمولا اجزایی مانند میکروکنترلرو LED دارند. این مدارها قابلیت انعطاف پذیری بیشتری داشته و قابلیت برنامه ریزی دارند تا با شرایط مختلف ترافیکی سازگار شوند. به علاوه، چراغ های LED مصرف انرژی کمتری دارند و از عمر بیشتری در مقایسه با لامپ های قدیمی برخوردار هستند. ناگفته نماند که هزینه اولیه این سیستم ها بالاتر است که جزو معایب آن به حساب می آید. البته، به دلیل کارایی و قابلیت های جدید، این نوع مدارها در حال حاضر در بسیاری از شهرها به کار گرفته شده اند و درحال افزایش هستند.

3. مدار هوشمند و کنترل ترافیک

مدارهای هوشمند برای کنترل ترافیک با استفاده از حسگرها و فناوری های اینترنت اشیاء (IoT) طراحی می شوند و کارکرد مخصوصی دارند. این سیستم ها به طور خودکار وضعیت ترافیک را بررسی کرده و بر اساس آن، زمان تغییر رنگ چراغ ها را تنظیم می کنند. با این برنامه ریزی بهبود جریان ترافیک، کاهش ترافیک و تأخیرها و افزایش ایمنی عابران پیاده و رانندگان رقم زده می شود که ارزش بالایی دارد. علاوه بر این، مدار هوشمند و کنترل ترافیک با سیستم های دیگر شهری هماهنگ می شوند تا یک شبکه ترافیکی هوشمند ایجاد کنند. این نوع مدارها به رفته رفته درحال افزایش هستند و کاربردهای فراوانی دارند.

4 تا از اجزای اصلی یک مدار چراغ راهنمایی

مدارهای چراغ راهنمای دارای مجموعه ای از اجزا هستند که هر کدام با هدف خاصی تشکیل شده اند و در عملکرد صحیح و مؤثر این سیستم ها نقش مهمی دارند. با شلوغی شهرها و به وجود آمدن پیچیدگی های ترافیکی و نیاز به ایمنی در جاده ها، هر یک از این اجزا باید به دقت طراحی شوند تا قادر باشند کنترل ترافیک را به طور مؤثر انجام دهند. در ادامه به معرفی اجزای اصلی یک مدار چراغ راهنمایی می پردازیم:

1. کنترل کننده مرکزی

کنترل کننده مرکزی مهم ترین عضو در یک مدار چراغ عابر پیاده به حساب می آید که مدیریت و تنظیم زمانبندی چراغ ها را بر عهده دارد. این دستگاه با پردازش اطلاعات دریافتی از سنسورها و همچنین ترکیب آنها با الگوریتم های برنامه ریزی شده، قادر است تا به صورت لحظه ای زمان روشن و خاموش شدن چراغ ها را تعیین کند. کنترل کننده های مرکزی این امکان را دارند تا به صورت منطقه ای یا از راه دور نظارت شوند و با سایر سیستم های ترافیکی شهر هماهنگی کامل داشته باشند. داشتن هماهنگی در شرایط ترافیکی متراکم از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا موجب می شود تا جریان عبور و مرور به بهترین شکل ممکن مدیریت و خودرو ها به سادگی هدایت شوند.

2. تایمر و میکروکنترلرها

تایمرها و میکروکنترلرها در مدار چراغ های راهنمایی برای تنظیم زمان و مدت زمان روشن بودن هر چراغ کاربرد دارند. میکروکنترلرها، که نوعی پردازنده کوچک و ارزان قیمت هستند، از برنامه های از پیش تعیین شده برای کنترل زمانبندی چراغ ها بهره می برند. به همین شکل، تایمرها قادر هستند تا به صورت دقیق زمان روشن و خاموش شدن چراغ ها را مشخص نمایند و اطمینان حاصل کنند که چراغ ها به صورت متناوب و در زمان های لازم به کار خود ادامه می دهند.

3. سنسورها و ماژول های تشخیص ترافیک

از جمله ابزارهای دیگری که در مدارهای چراغ راهنمایی به کار می روند، سنسورها و ماژول های تشخیص ترافیک هستند. این حسگرها قادرند تا اطلاعاتی در زمینه تعداد خودروها، سرعت آنها و وجود عابران پیاده جمع آوری کنند. با بهره گیری از این اطلاعات، سیستم قادر است واکنش های مناسب را اتخاذ نموده و زمان تغییر چراغ ها را بر اساس وضعیت واقعی ترافیک تنظیم نماید.

4. منبع تغذیه و سیستم روشنایی

منبع تغذیه و سیستم روشنایی نقش بسیار مهمی در عملکرد مدار چراغ های راهنمایی دارند. منبع تغذیه باید قادر باشد تا توان کافی برای راه اندازی تمامی اجزا و چراغ ها را فراهم کند و به صورت پیوسته انرژی مورد نیاز را در شرایط مختلف تأمین نماید. سوئیچ ها و سیستم های روشنایی نیز باید به طوری مورد طراحی قرار بگیرند تا در طول شب یا شرایط نامساعد جوی همچنان قابل مشاهده باشند.

مدار چراغ راهنمایی چگونه کار می کند؟

مدار چراغ راهنمایی با هدف کنترل ترافیک و ایجاد ایمنی در جاده ها مورد طراحی قرار گرفته است. این مدار در حالت اصلی شامل یک کنترل کننده مرکزی، تایمر، سنسور و چراغ ها است. فرآیند فعالیت این مدار به این صورت است که کنترل کننده مرکزی برای تعیین زمان روشن و خاموش شدن چراغ ها به تایمرها ارجاع می دهد. تایمرها، که این قابلیت را دارند به صورت آنالوگ یا دیجیتال باشند، زمان هایی را برای وضعیت های مختلف (سبز، زرد و قرمز) مشخص خواهند نمود. به علاوه، سنسورها اطلاعاتی مانند تعداد خودروها و وضعیت عابران پیاده را به کنترل کننده را هم به صورت دقیق گزارش می دهند.

تفاوت مدارهای سنتی و هوشمند در چراغ های راهنمایی

مدارهای سنتی چراغ های راهنمایی به طور معمول شامل مدارهای الکترومکانیکی یا الکترونیکی پایه هستند که بر اساس زمان بندی ثابت فعالیت دارند. در این نوع مدارها، چراغ ها تغییر رنگ را به صورت اتوماتیک بر اساس زمان مشخصی انجام می دهند و به تغییرات ناگهانی ترافیک پاسخ نمی دهند. این سیستم ها در برخی مواقع موجب ترافیک سنگین، هدررفت زمان و همچنین احتمال وقوع تصادفات می شوند، چراکه به شرایط واقعی ترافیک اشراف چندانی ندارند. برخلاف مدارهای سنتی، مدارهای هوشمند چراغ های راهنمایی با استفاده از فناوری های جدید همچون اینترنت اشیاء، سنسورهای پیشرفته و الگوریتم های تخصصی، مدیریت بهتر ترافیک را به همراه دارند. این سیستم ها قادر هستند تا به طور آنی اطلاعات ترافیکی را تجزیه و تحلیل کنند و بر اساس آن، زمان تغییر چراغ ها را تنظیم نمایند.

مدار چراغ راهنمایی موازی است یا متوالی؟

مدار چراغ راهنمایی به‌ صورت موازی طراحی می‌ شود تا هر چراغ به‌ طور مستقل عمل کند و در صورت خرابی یکی از آن‌ ها، سایر چراغ‌ ها همچنان کار کنند. این طراحی باعث می‌ شود که ولتاژ هر چراغ ثابت بماند و امکان کنترل جداگانه برای تغییر رنگ‌ ها فراهم شود.

جمع بندی

مدارهای چراغ راهنمایی از جمله مهم ترین عناصر سیستم های ترافیکی مدرن به حساب می آیند که ایمنی و نظم را در جاده ها رقم می زنند. با وجود دو نوع مدار سنتی و هوشمند، انتخاب نوع مناسب می تواند تأثیر گسترده ای بر بهتر شدن جریان ترافیک و کاهش حوادث داشته باشد. مدارهای سنتی، اگرچه در گذشته بسیار کاربرد داشته و کارآمد بودند، اما محدودیت های زیادی در پاسخ دهی به شرایط متغیر ترافیکی دارند. برخلاف آنها، مدارهای هوشمند با بهره مندی از فناوری های نوین و سنسورهای پیشرفته، قابلیت تطبیق و بهینه سازی زمان چراغ ها را دارند و خیلی بهتر می توانند ترافیک را کنترل و مدیریت کنند.