Ampelkreuzung (Arduino)
Inhaltsverzeichnis
Projekt Ampelkreuzung
Das Ziel unseres Projektes war das Programmieren und Bauen einer möglichen Kreuzung, wie sie in der Wirklichkeit existieren könnte.(Auch wenn uns bewusst ist, dass in der Realität sämtliche Kabel ordentlicher eingebaut und versteckt sind)
Aufteilung der Arbeitsschritte:
1.Planung
2.Programmierung und experimentelle Anwendung einzelner Programmaspekte mit dem Board(hoher Zeitaufwand)
3.Bau der Grundplatte(wenig Zeitaufwand)
4.Elektronik auf der Platte aufbauen
5.Fehler korrigieren
Geplanter Aufbau der Grundplatte und endgültige Umsetzung:
Geplanter Aufbau der Grundplatte
Resultat
Zusammenführung der Kabel
eine grüne Ampel
Erklärung der Skizze „Ampelkreuzung“:
P1:Einbahnstraße, deren Ampel immer Rot ist, wenn kein Auto davor steht. Sobald ein Auto vor der Ampel steht, wird die Ampel Grün und alle anderen Ampeln werden Rot.
P2:Reguläre Straßen, d.h. 2 Fahrtrichtungen. Die Ampeln sind i.d.R. durchgehend Grün. Sie werden jedoch Rot, falls ein Fußgänger auf die Fußgängerampel drückt, oder wenn ein Auto in der Einbahnstraße vor der Ampel steht.
P3:Geplanter Standort des Arduino-boards(bei der Einbahnstraßenampel und bei der Fußgängerampel).
P4:Von einer Lichtschranke erfasster Bereich vor der Einbahnstraßenampel. Wird von dem Sensor ein Fahrzeug bemerkt, schaltet die Ampel auf Grün und alle Ampeln schalten auf Rot um. Ist die Fußgängerampel bereits Grün, bleibt diese zunächst grün und die Einbahnstraßenampel wird dannch grün.
P5:Fußgängerampel, welche mithilfe eines Druckschalters aktiviert wird. Ist die Einbahnstraßenampel bereits grün, erfolgt der Farbwechsel zugunsten der Fußgänger nach der Grünphase der Einbahnstraße.
P6:Kreuzung: die Ampeln oberhalb und unterhalb der Kreuzungsmitte sind mit einigen Ausnahmen durchgehend grün.
Die Kabel werden entweder unter oder auf der Platte verlegt.
Verwendete Programme:
Lichtschranke
Um herauszufinden, ob ein Auto aus der Einbahnstraße hinaus will, benutzen wir eine Lichtschranke, welche aus einer Fotozelle und einem externen Laserpionter besteht. Sobald der Laserstrahl unterbrochen wird, wird ein Signal an das Board gesendet.
Aufbau
Programm
Druckschalter
Wenn ein Fußgänger über die Straße will, drückt er optimalerweise zuerst einen Knopf bei der Fußgängerampel, um diese zum Umschalten zu bringen.
Aufbau
Programm
Zustände
Damit nach Grünphase der Einbahnstraße noch ein Fußgänger über die Straße (gefahrlos) gehen kann, ohne durch ständigen Wechsel zwischen Aktivierung der Einbahnstraßenampel und der Fußgängerampel eine Endlosschleife zu erstellen, wurden verschiedene Zustände programmiert.(s.Probleme)
Beispiel für einen Zustand mit zwei möglichen Folgezuständen
Zwischendurch auftretende Probleme:
Neben einigen kleineren Fehlern bei der Verkabelung oder kleineren Fehlern im Programm gab zu Beginn die Frage zu klären, was passieren soll, wenn die Fußgängerampel aktiviert wird, während die Ampel in der Einbahnstraße grün ist. Das einfache Umschalten wäre die leichteste Methode gewesen, würde jedoch die Fußgänger oder die Verkehrsteilnehmer in der Einbahnstraße benachteiligen. Ebenso würde durch den ständigen Wechsel zwischen Grün in der Einbahnstraße und bei den Fußgängern die Hauptstraßenampeln durchgängig rot sein.
Um dies zu vermeiden wurde mit Zuständen gearbeitet.
Die Fehler im Programm sowie bei der Verkabelung konnten direkt gelöst werden.
