Zapojenie semaforov


Ako zabezpečiť prejazd pomocou semaforu

V úzkom prejazde, na parkovisku, v garážach alebo na nakladacích rampách je niekedy potrebné použiť semafor. Typická situácia je že na semafore štandardne svieti zelená, no akonáhle sa v prejazde nachádza iné vozidlo alebo chodec, semafor prepne na červenú. Alebo naopak, celú dobu svieti červená a pri pohybe sa spustí zelená. 

Semafor je vlastne len LED lampa s farebnými svetlami, ktorá sama o sebe nič nevie. Len svieti podľa toho, do ktorého kábla jej pošlete prúd. Tu je postup, ako to zautomatizovať pomocou relé a páru fotobuniek.

Čo budeme potrebovať?

  1. Fotobunky: pár (alebo viac párov) klasických relátkových fotobuniek (napríklad NICE EPM, prípadne iné bežné fotobunky ľubovoľného výrobcu, ktoré spínajú beznapäťovo pri prerušení lúča). Fotobunky štandardne majú napájanie  24V.
  2. Semafor (Červená / Zelená): Môže byť jednokomorový alebo dvojkomorový, a to buď vo verzii na 24V alebo 230V. Je to čisto voliteľné, záleží len na tom, aké napájanie sa rozhodnete použiť a prispôsobíte tomu zdroj. Z našej ponuky odporúčame napríklad jednokomorový duálny semafor 24V, alebo jeho alternatívu na sieťové napätie jednokomorový duálny semafor 230V.
  3. Medzikus (Elektromechanické relé): Obyčajné väzobné relé na DIN lištu s prepínacím kontaktom (SPDT). Cievka relé musí byť na 24V (keďže ju budeme spínať z 24V fotobuniek), no jeho kontakty bez problémov prepustia 24V aj 230V pre samotný semafor. Toto relé zoženiete v každom elektroinštalačnom obchode.
  4. Zdroj napájania: Ak zvolíte 24V semafor, vystačíte si s jedným spoločným 24V zdrojom pre semafor aj fotobunky. Ak si vyberiete 230V semafor, na svetlo privediete 230V zo siete a pre fotobunky a relé použijete menší 24V adaptér.

Ako to funguje?

Ako príklad si dajme situáciu kde štandardne svieti zelená a pri pohybe sa spustí na semafore červená: Podstata spočíva v prepínacom kontakte nášho relé. Toto relé má jeden spoločný prívod (COM) a dva výstupy:

  • NC (Normally Closed - V pokoji zatvorený): Sem zapojíme ZELENÚ.
  • NO (Normally Open - V pokoji otvorený): Sem zapojíme ČERVENÚ.

Kým je lúč fotobunky voľný, relé „spí“ a prúd (24V alebo 230V) tečie prirodzene do zelenej farby. Akonáhle však auto (človek, pes…) lúč preruší, fotobunka vyšle signál, relé okamžite precitne, cvakne a prepne napájanie do červenej farby. Keď auto odíde, systém sa vráti do zeleného stavu.

Ako zapojiť náš príklad - svieti zelená a pri pohybe sa prepne na červenú:

  • Krok 1: Oživenie fotobuniek a relé Privedieme 24V napájanie (+ a -) do vysielacej (TX) aj prijímacej (RX) fotobunky. Následne si pripravíme napájací prúd pre samotný semafor (buď 24V alebo 230V, podľa toho, aký semafor máte) a privedieme ho do spoločného kontaktu relé, ktorý býva označený ako COM.
  • Krok 2: Prepojenie fotobunky a relé V prijímacej fotobunke (RX) využijeme jej spínacie kontakty. Prepojíme ich tak, aby v momente, keď sa lúč preruší, fotobunka poslala malý ovládací prúd (24V) priamo do napájacej cievky nášho väzobného relé.
  • Krok 3: Pripojenie ZELENEJ (Voľný prejazd) Záporný pól semaforu (mínus pri 24V, alebo nulák pri 230V) prepojíme priamo so zdrojom/sieťou. Kábel pre zelené svetlo následne zapojíme do svorky relé označenej ako NC. Vďaka tomu bude semafor svietiť na zeleno vždy, keď je v prejazde pokoj a lúč nie je prerušený.
  • Krok 4: Pripojenie ČERVENEJ (Prejazd obsadený) Kábel pre červené svetlo zapojíme do svorky relé označenej ako NO. Keď niekto vojde do lúča, relé presmeruje pripravené napätie (24V alebo 230V) z NC do NO a zelená sa okamžite zmení na červenú.

Teoreticky by šlo farby semaforu zapojiť priamo na kontakty vo fotobunke, keďže aj tá má v sebe miniatúrne relé. Hoci by to pri 24V úsporných LED semaforoch s malým odberom teoreticky fungovalo, použitie externého väzobného relé je oveľa bezpečnejši. Chráni to elektroniku fotobunky pred prúdovými nárazmi alebo prípadným skratom, napríklad pri vniknutí vlhkosti do semaforu.

Iné možnosti detekcie: Mikrovlnné detektory a indukčné slučky

Okrem klasických fotobuniek existujú aj ďalšie spôsoby, ako dať semaforu vedieť, že sa v prejazde niečo deje. Princíp zapojenia cez relé zostáva rovnaký, mení sa len zariadenie, ktoré dáva impulz:

  • Mikrovlnné detektory pohybu: V ponuke máme detektory, ktoré dokážu rozlišovať medzi človekom a autom (kovovým pohyblivým predmetom). Vďaka tomu môžete nastaviť systém tak, aby semafor reagoval len na vozidlá a ignoroval chodcov, čo umožňuje rôzne scenáre využitia v priemysle aj súkromných areáloch.
  • Indukčné slučky: kábel sa zakopáva priamo do zeme a funguje ako veľký detektor kovu. Slučka nereaguje na ľudí, zopne relé len vtedy, keď nad ňou stojí alebo prechádza auto (kovový predmet).

Zhrnutie: Na ovládanie semaforu máte minimálne tri cesty:
fotobunky
mikrovlnný detektor
indukčnú slučku

Ako vyriešiť bezpečnostnú pauzu medzi zmenou farieb?

Ak potrebujete, aby po opustení prejazdu nenaskočila zelená okamžite, ale až po niekoľkých sekundách, môžete použiť časové relé. Na ňom si presne nastavíte, ako dlho má zostať konkrétna farba na semafore zopnutá, kým sa systém vráti do pôvodného stavu.

Obojsmerná premávka v jednom pruhu (Riešenie pre dva semafory)

Pri riadení prejazdu, kde vozidlá z oboch strán využívajú ten istý pruh (poznáte to napr. pri semaforoch na rozkopanej ceste kde jedna strana stojí a druhá ide a medzi tým je krátk pauze kedy stoja obe strany), sa používa sólo riadiaca jednotka pre dva semafory.

Tento systém zabezpečí, že kým na jednej strane svieti zelená, na druhej je červená. Zároveň jednotka automaticky stráži bezpečnostnú pauzu, kedy svieti červená na oboch stranách naraz, aby posledné autá (a pretekári :)) stihli bezpečne prejsť, kým sa spustí premávka z opačnej strany. Pri tomto zapojení nepotrebujete externé relé. V ponuke máme dve verzie riadiacej jednotky podľa napájania:

Ako bolo uvedené na začiatku: semafor je v podstate len lampa a chová sa podľa toho, z akého zariadenia dostáva impulzy. Teoreticky si teda viete vymyslieť akýkoľvek scenár a pomocou relátok a časovačov dosiahnete to, čo potrebujete.

Najčastejšie stačí použiť fotobunky, lebo sú cenovo najvýhodnejšie. Nevýhodou ale je, že ich relátko sa spúšťa pri každom prerušení infračerveného lúča, teda nerozlišuje, či prešlo cez fotobunky auto, zviera, alebo sa tam zrovna hrajú deti.

Indukčná slučka toto rozlišuje (detekuje kovový predmet), ale jej značnou nevýhodou je, že je zakopaná v zemi, teda treba na ňu myslieť počas stavby. Doplniť ju niekam kde je krásny nový betón je pomerne nákladné.

Ideálne tech. vlastnosti má mikrovlnný detektor, ktorý vie rozlíšiť autá, ľudí a aj smer pohybu. Je to síce zo všetkých riešení najdrahšie, ale netreba kvôli nemu ťahať káble pod zemou, a ak ho treba doplniť na už existujúci objekt, tak je to stavebne najjednoduchšie riešenie. Zároveň sa na ňom dá presne nastaviť perimeter, ktorý sníma.

Vytlačiť stránku Vytlačiť stránku