logo1

logoT

 

Как устроен светофор


Как устроен светофор изнутри?

Электрический светофор – предмет, к которому давно уже привыкли не только автомобилисты, но и пешеходы. Устройство, позволяющее регулировать потоки, было придумано почти 103 года назад. 5 августа 1914 года в американском Кливленде появился полуавтоматический регулировщик с сигналом красного и зеленого цвета, которым управлял полицейский, сидящий в специальной будке. А уже в 1920 году к двум цветам светофора добавился и желтый, который служил предупреждением для водителей и пешеходов. Правда, было это уже в другом американском городе – Чикаго.

Кстати, а вы знаете, почему в светофоре применяются именно эти три цвета – красный, желтый и зеленый? Нет? На самом деле все очень просто. Дело в том, что красный цвет имеет самую большую длину волны, поэтому его хорошо видно. Скажем, если сигнал красного цвета будет видно за 10 км, то желтый точно такой же яркости уже за 5 км. Ну, а зеленый цвет имеет самую короткую длину волны, короче него – только синий. Между прочим, в некоторых странах именно последний цвет раньше применялся вместо зеленого, но потом от этого отказались.

А что же находится внутри светофора? Ответ на этот вопрос решил дать житель американского Кейсвиля Дэн и его сын Линкольн. Они разобрали один светофор, засняв происходящее на видео. Как оказалось, устройство гораздо интереснее, чем считают обыватели. Во-первых, светофор оказался больше, чем кажется со стороны – одно устройство по длине примерно соответствует половине роста взрослого человека. Во-вторых, в светофоре простой конструкции применяются простые лампочки, свет от которых усиливается при помощи отражателя примерно как в фаре. В-третьих, для того или иного цвета применяются стекла красного, желтого и… синего цветов. Последнее в сочетании с желтым цветом лампочки дает зеленый сигнал. Наконец, светофор оказался довольно прочным устройством. А почему американцы сделали такой вывод, можно узнать из небольшого ролика ниже.

Как устроен светофор

Было время, когда перейти через улицу большого города было совсем непросто. Люди подолгу стояли на тротуаре и ждали, когда же закончится нескончаемый поток конных экипажей. Самые нетерпеливые перебегали улицу, рискуя попасть под копыта лошадей или колёса повозок.

Что уж говорить про наши дни, когда поток машин несётся в несколько рядов! Как пешеходам перейти улицу? А ведь ещё есть машины, которые двигаются в поперечном направлении, и им тоже необходимо освободить дорогу. На помощь участникам дорожного движения — и пешеходам, и водителям — приходит светофор. В переводе с греческого языка светофор — «носитель света». Он регулирует движение с помощью световых сигналов. В большинстве светофоров используют сигналы трёх цветов: красного, жёлтого и зелёного.

Почему были выбраны именно эти цвета светофора?

Красный — цвет опасности. Он хорошо виден и днём, и ночью, и в дождь и в туман. Не случайно пожарные машины всех стран выкрашены в красный цвет. Они предупреждают других участников движения об опасности и требуют уступить им дорогу. Вот и красный сигнал светофора запрещает движение. Он словно говорит: «Стой! Путь закрыт!»

Зелёный цвет резко отличается от красного; их невозможно перепутать. Поэтому зелёный сигнал светофора, в отличие от красного, не запрещает, а разрешает движение. Он как будто говорит: «Путь открыт! Смело вперёд!»

Между красным и зелёным «глазами» светофора поместили ещё один — жёлтый. Он призывает водителей и пе­шеходов быть внимательными, словно говоря им: «Внимание! Скоро движение будет либо разрешено, либо запрещено».

Вот и устанавливаются в городах светофоры с тремя секциями, в которых зажигается то красный, то жёлтый, то зелёный сигнал. Они так и называются — трёхсекционные. Иногда на светофорах, кроме трёх основных цветовых секций, устанавливают дополнительные зелёные стрелки. Они указывают направление, в котором разрешено движение.

Какие еще бывают светофоры?

Наряду с трёхсекционными светофорами, есть ещё специальные светофоры для пешеходов. В них используются только два световых сигнала — красный и зелёный. На них изображены человечки-пешеходы. Красный человечек — стоит, а зелёный — идёт. Любому пешеходу сразу понятно: если светится красный пешеход — идти через дорогу нельзя, надо стоять. А вот если светится зелёный пешеход — можно переходить улицу.

Чаще всего такие пешеходные светофоры устанавливают в тех местах, где движется большой поток машин и пешеходам трудно перейти дорогу.

Запомни такой стишок про светофор

Если красный свет горит —

Значит, путь тебе закрыт!

Если жёлтый свет горит —

«Приготовься!» — говорит.

А зелёный свет горит —

Путь вперёд тебе открыт!

Рекомендуем посмотреть:

Светофор – планшет своими руками. Мастер-класс

Может ли сразу остановиться транспортное средство?

История появления правил дорожного движения. История светофора

Участники дорожного движения. Зачем нужны правила дорожного движения?

Дорога и её составные части

«Как устроен светофор». Занятие по ПДД в подготовительной группе

Наталья Суворова «Как устроен светофор». Занятие по ПДД в подготовительной группе

«КАК УСТРОЕН СВЕТОФОР».

Занятие по ПДД в подготовительной группе.

• Цель:

познакомить детей с историей появления светофора, объяснить, почему были выбраны определённые цвета, рассказать какие бывают светофоры.

• Методическое обеспечение:

макет светофора, круги из цветной бумаги - красный, жёлтый, зелёный, проектор.

• Методика проведения:

А знаете ли вы, когда появился привычный для нас светофор?

СЛАЙД 1.

Оказывается, регулировать движение с помощью механического прибора начали уже 140 лет назад, в Лондоне.

СЛАЙД 2.

Первый светофор стоял в центре города на столбе высотой 6 метров. Управлял им специально приставленный человек. С помощью системы ремней он поднимал и опускал стрелку прибора.

СЛАЙД 3.

Потом стрелку заменил фонарь, работавший на светильном газе. В фонаре были зелёные и красные стёкла, а жёлтые ещё не придумали.

СЛАЙД 4.

Первый электрический светофор появился в США, в городе Кливленде, в 1914 году. Он тоже имел лишь два сигнала — красный и зелёный — и управлялся вручную. Жёлтый сигнал заменял предупреждающий свисток полицейского.

СЛАЙД 5.

Но уже через 4 года в Нью-Йорке появились трёхцветные электрические светофоры с автоматическим управлением.

СЛАЙД 6.

Интересно, что в первых светофорах зелёный сигнал находился наверху, но потом решили, что лучше поместить сверху красный сигнал. И теперь во всех странах мира сигналы светофора располагаются по единому правилу: вверху—красный, посередине — жёлтый, внизу — зелёный.

СЛАЙД 7.

У нас в стране первый светофор появился в 1929 году в Москве. Он был похож на круглые часы с тремя секторами — красным, жёлтым и зелёным. А регулировщик вручную поворачивал стрелку, устанавливая её на нужный цвет.

СЛАЙД 8.

Потом в Москве и Ленинграде (так тогда назывался Санкт- Петербург) появились электрические светофоры с тремя секциями современного типа. А в 1937 году в Ленинграде на улице Желябова (ныне Большой Конюшенной улице, около универмага ДЛТ, появился первый пешеходный светофор.

СЛАЙД 9.

Как устроен светофор.

Было время, когда перейти через улицу большого города было совсем непросто. Люди подолгу стояли на тротуаре и ждали, когда же закончится нескончаемый поток конных экипажей. Самые нетерпеливые перебегали улицу, рискуя попасть под копыта лошадей или колёса повозок.

СЛАЙД 10.

Что уж говорить про наши дни, когда поток машин несётся в несколько рядов! Как пешеходам перейти улицу? А ведь ещё есть машины, которые двигаются в поперечном направлении, и им тоже необходимо освободить дорогу. На помощь участникам дорожного движения — и пешеходам, и водителям — приходит светофор. В переводе с греческого языка светофор — «носитель света». Он регулирует движение с помощью световых сигналов. В большинстве светофоров используют сигналы трёх цветов: красного, жёлтого и зелёного.

Почему были выбраны именно эти цвета?

СЛАЙД 11.

Красный — цвет опасности. Он хорошо виден и днём, и ночью, и в дождь и в туман. Не случайно пожарные машины всех стран выкрашены в красный цвет. Они предупреждают других участников движения об опасности и требуют уступить им дорогу. Вот и красный сигнал светофора запрещает движение. Он словно говорит: «Стой! Путь закрыт!»

СЛАЙД 12.

Зелёный цвет резко отличается от красного; их невозможно перепутать. Поэтому зелёный сигнал светофора, в отличие от красного, не запрещает, а разрешает движение. Он как будто говорит: «Путь открыт! Смело вперёд!»

СЛАЙД 13.

Между красным и зелёным «глазами» светофора поместили ещё один — жёлтый. Он призывает водителей и пешеходов быть внимательными, словно говоря им: «Внимание! Скоро движение будет либо разрешено, либо запрещено».

СЛАЙД 14.

Вот и устанавливаются в городах светофоры с тремя секциями, в которых зажигается то красный, то жёлтый, то зелёный сигнал. Они так и называются — трёхсекционные.

СЛАЙД 15.

Иногда на светофорах, кроме трёх основных цветовых секций, устанавливают дополнительные зелёные стрелки. Они указывают направление, в котором разрешено движение.

СЛАЙД 16.

Наряду с трёхсекционными светофорами, есть ещё специальные светофоры для пешеходов. В них используются только два световых сигнала — красный и зелёный. На них изображены человечки-пешеходы. Красный человечек — стоит, а зелёный — идёт. Любому пешеходу сразу понятно: если светится красный пешеход — идти через дорогу нельзя, надо стоять. А вот если светится зелёный пешеход — можно переходить улицу.

СЛАЙД 17.

Чаще всего такие пешеходные светофоры устанавливают в тех местах, где движется большой поток машин и пешеходам трудно перейти дорогу.

Если красный свет горит —

Значит, путь тебе закрыт!

Если жёлтый свет горит —

«Приготовься!» — говорит.

А зелёный свет горит —

Путь вперёд тебе открыт!

Давайте, ребята, выучим этот стих.

А сейчас все внимание на экран, тетушка Сова приглашает вас на свой урок по правилам дорожного движения…

• ПРОСМОТР МУЛЬТФИЛЬМА.

Как вы усвоили наше сегодняшнее занятие, мы сейчас проверим: я расскажу вам проблемные ситуации, ваша задача их решить…

• Семеро детей играли в мяч на проезжей части. Двое ушли домой. Остальные продолжали играть на дороге. Сколько детей поступила правильно? (ни одного)

• Два мальчика и три девочки вышли из школы. Когда они подошли к пешеходному переходу, зеленый сигнал светофора уже начал мигать. Мальчики бегом перебежали дорогу, а девочки остались дожидаться следующего зеленого сигнала. Сколько детей правильно перешли дорогу? (три девочки).

Принципы работы светофора

Светофор пришел на смену регулировщику, заменив жесты на световые сигналы: движение разрешено — зеленый сигнал, движение запрещено — красный и между ними промежуточный — желтый, предупреждающий о смене сигналов.

По мере усложнения условий движения появились различные типы светофоров.

Светофор представляет собой светотехническое устройство, предназначенное для последовательного включения на заданное время определенных сигналов.

Работой светофора управляет контроллер либо вычислительное устройство. Предусмотрена возможность управления светофором вручную со специального пульта. Однако опыт показывает, что регулировщик может без надобности в силу чисто психологических причин увеличивать время действия тех или иных сигналов, что приводит к задержке транспортных средств.

Рис. 1. Принципиальная схема устройства контроллера электромеханического типа. Внизу — профилированный диск.

При автоматической работе светофора переключение сигналов производится контроллером, представляющим собой электромеханическое или электронное устройство. Простейшим контроллером является электромеханический с одной программой (рис. 1).

Он работает следующим образом.

Однофазный синхронный электродвигатель 1 вращает редуктор 2, передаточное отношение которого выбирается с учетом характеристик двигателя и длительности цикла. На специальной оси укреплены профилированные диски 3. Диски при вращении поочередно замыкают и размыкают контакты 4 через которые к обмотке поляризованного реле 6 подводится постоянный ток различной полярности. При срабатывании реле контактами 7 и 5 включается один из трех сигналов светофора. На схеме показано положение, когда контакт 7 включил желтый сигнал. При дальнейшем вращении кулачка замыкается другая группа контактов 4, посылая в реле 6 ток обратной полярности. В результате контакт 7 притягивается, а контакт 5 перебрасывается в положение, показанное пунктиром, при этом включается красный сигнал светофора 8. Продолжительность красного сигнала равна времени скольжения контакта по той части профилированного диска, которая соответствует красной фазе. После красного сигнала включается желтый, зеленый, желтый и опять красный. Автомат может управлять одновременно несколькими светофорами.

Однако набор дисков в одном контроллере обеспечивает управление светофором на перекрестке только по одной заранее составленной программе, т. е. в полном соответствии с конфигурацией дисков и их взаимным размещением. Между тем интенсивность движения весьма существенно изменяется в течение суток и поэтому программа работы светофора (рассчитанная на какую-то определенную интенсивность) не может обеспечить оптимальное регулирование в течение всех 24 часов.

Для оптимизации процесса регулирования применяются контроллеры с несколькими программами. Обычно бывает достаточно трех программ: одна для часов пик, другая работает в дневное время, а третья — ночью. Такие контроллеры, как правило, выполняются на электронной базе и не имеют набора профилированных дисков и переключающих реле.

Системы вызывного действия

В местах пересечения магистралей с местными проездами иногда устанавливаются вызывные устройства, которые предназначены для перекрытия движения по магистрали на время проезда единичных транспортных средств по второстепенной дороге.

Принцип действия вызывного устройства заключается в следующем. Со стороны второстепенной улицы перед перекрестком устанавливают транспортный детектор — чувствительный элемент, реагирующий на движение транспортных средств. Наибольшее применение получили индуктивные и ультразвуковые детекторы. На главной магистрали постоянно включен зеленый сигнал, а со стороны второстепенного направления — красный. Если по второстепенной улице к магистрали приблизится автомобиль, то транспортный детектор пошлет сигнал в контроллер, который через заданный промежуток времени для второстепенного направления включит сначала желтый, а затем зеленый сигналы, обеспечивающие выезд автомобиля на главную магистраль. После проезда автомобиля восстанавливается обычное положение — зеленый сигнал на основной магистрали, красный — на второстепенной.

Устройства вызывного действия могут применяться и для пешеходов в местах, где их движение носит эпизодический характер (например, на пешеходных переходах, расположенных возле школ, детских учреждений и т. п.). На таких пешеходных переходах устанавливают кнопочный датчик, с помощью которого сами пешеходы включают для себя зеленый, а для транспортных средств — красный сигнал. Применение пешеходных вызывных устройств существенно повышает безопасность движения пешеходов и способствует сокращению задержек транспортных средств.

Рис. 2. Гибкая система управления светофорной сигнализацией на перекрестке. 1 — контроллер со счетно-решающим устройством, 2 — транспортные детекторы индуктивного типа, 3 — светофоры, 4 — управляемый знак со сменным изображением.
Гибкие системы управления светофорной сигнализацией для отдельного перекрестка

Автоматы, работающие по заранее заданным программам, не имеют обратной связи от объекта управления, то есть от транспортного потока. Последовательность сигналов и их длительность остаются постоянными независимо от наличия или отсутствия транспортных средств на подходах к перекрестку. Чтобы повысить эффективность регулирования, на сложных транспортных узлах используются более совершенные контроллеры, снабженные счетно-решающими устройствами. Принцип работы такого контроллера заключается в следующем (рис. 2). На всех подходах к перекрестку устанавливаются детекторы 2, собирающие информацию о наличии и количестве прибывающих с различных направлений транспортных средств, которая по каналу связи поступает в счетно-решающее устройство 1. Контроллер включает зеленый сигнал для того направления, с которого раньше появились автомобили.

Одновременно собирается информация о прибывающих к перекрестку автомобилях с других направлений. Если по истечении установленного времени горения зеленого сигнала в данном направлении больше не прибывают автомобили, то контроллер автоматически переключает зеленый сигнал на то направление, по которому к перекрестку раньше прибыла группа транспортных средств. Если поток транспорта не закончился, то действие зеленого сигнала продлевается на определенную величину. Таким образом, переключение сигналов светофоров 3 осуществляется с учетом загрузки каждого направления и очередности пребывания автомобилей к перекрестку.

Система может управлять знаками 4, на которых счетно-решающим устройством выбирается то изображение, которое требуется в конкретной ситуации (например, ограничение скорости, запрещение поворотов). Контроллеры со счетно-решающим устройством для гибкого регулирования на сложных перекрестках выпускаются отечественными предприятиями и успешно функционируют во многих городах нашей страны.


Смотрите также

     ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf