Sistema de controle de sinal de tráfego rodoviário dinâmico

Sistema de controle de sinal de tráfego rodoviário dinâmico

A necessidade!

Um dos maiores problemas enfrentados em qualquer cidade metropolitana é o congestionamento do tráfego. Ficar preso no meio do tráfego pesado é uma dor de cabeça para cada pessoa que dirige o veículo e até mesmo para a polícia de trânsito no controle do trânsito.



Uma das formas mais antigas de lidar com o trânsito era ter um policial de trânsito implantado em cada cruzamento e controlar manualmente o fluxo de entrada por meio de sinalização manual. No entanto, isso era bastante complicado e surgiu a necessidade de um tipo diferente de controle - usando sinais de trânsito.


Os controladores de semáforo tradicionais usavam um cronograma fixo predeterminado para o influxo de tráfego para cada direção no cruzamento. O controlador era um controlador eletromecânico que consiste em sistemas mecânicos operados eletricamente. Consiste em três partes principais - um cronômetro de discagem, um solenóide e um conjunto de came. Um motor e um conjunto de engrenagens operam o temporizador de discagem que por sua vez é responsável por energizar ou desenergizar um solenóide que por sua vez opera um conjunto de came que é responsável por fornecer corrente para cada sinalização. O temporizador de discagem é usado para fornecer a repetição de intervalos de duração fixa.





No entanto, toda a ideia de um controlador de semáforo de tempo fixo não é conveniente para cidades onde o fluxo de tráfego é variável. Por esta razão, é necessário um sistema de controle de tráfego dinâmico, que controle os semáforos de acordo com a densidade do tráfego.

Como é um Sistema de Controle de Tráfego Dinâmico?

  • Um visor: É o básico exibição de sinal de trânsito que o motorista do veículo ou o passageiro podem ver. Pode ser uma lâmpada de descarga incandescente convencional ou um arranjo de LED.
Um display de sinal de trânsito

Um display de sinal de trânsito



  • Uma unidade de detecção: É a unidade que detecta a presença de veículos e envia essas informações ao controlador para serem processadas.

Praticamente, existem dois tipos de Detectores:

  • Detector de Loop Indutivo: Consiste em uma bobina de fio embutida em uma ranhura na superfície da estrada que é vedada com uma borracha. Ele detecta mudanças na frequência. A bobina indutora é conectada ao detector, que detecta a mudança na frequência ressonante do loop da bobina e, consequentemente, controla o disparo do relé que é usado para disparar os sinais de tráfego. Basicamente, ele funciona com base no princípio de que quando um carro se move sobre a bobina indutora, a indutância da bobina diminui. Esta indutância diminuída faz com que a frequência de ressonância ou oscilação aumente e a unidade eletrônica, em conformidade, envia pulsos elétricos para a unidade de controle para controlar a comutação dos semáforos. No entanto, uma desvantagem de tal sistema é que os circuitos indutores são propensos a interferência eletromagnética, ou seja, a radiação eletromagnética de outros dispositivos também pode afetar o campo magnético e, portanto, a indutância da bobina. Eles também estão mais sujeitos a falhas e requerem alto custo de instalação, além de causar interrupção do tráfego.
Controle de sinal de tráfego usando detector de loop indutivo

Controle de sinal de tráfego usando detector de loop indutivo

  • Sensores montados nos pólos: Pode ser um arranjo simples de fotodiodo IRLED ou uma unidade de detecção de vídeo que pode detectar a presença de veículos. Isso funciona com base no princípio de que quando um carro passa entre o transmissor IR e o receptor IR, a luz IR é bloqueada e, como resultado, a resistência do fotodiodo aumenta. Essa mudança na resistência pode ser convertida em pulsos elétricos, usados ​​para controlar os semáforos.
Controle de sinal de tráfego usando sensores montados em postes

Controle de sinal de tráfego usando sensores montados em postes

  • Uma unidade controladora: É a unidade que recebe a saída do detector que dá uma indicação da presença de veículos e, assim, faz um cálculo da densidade do tráfego e, consequentemente, controla a unidade de exibição. Pode ser um computador baseado em microprocessador ou um microcontrolador simples.
Uma Unidade de Controle

Uma Unidade de Controle

Uma demonstração simples de controle de sinal de tráfego baseado em densidade usando sensores infravermelhos

Um protótipo de sistema de controle de sinal de tráfego pode ser feito usando sensores IR junto com microcontrolador e LEDs que podem ser úteis para a aplicação em tempo real de controle de sinais de tráfego com base na densidade do tráfego. A junção considerada aqui é uma junção de 4 lados com fluxo de tráfego em cada lado em apenas um sentido. O sistema consiste nos seguintes três componentes principais:

  • Unidade de Display: É composta por 3 LEDs - Verde, Vermelho e Âmbar em cada lado da junção, com um total de 12 LEDs.
  • Unidade Detectora: Consiste em um arranjo de fotodiodo e combinação de LED IR em cada junção que detecta a presença de veículos detectando mudanças na resistência.
  • Unidade controladora: consiste em um microcontrolador que recebe a saída do sensor IR e, consequentemente, controla o brilho dos LEDs
Um protótipo de controle de semáforo baseado em densidade

Um protótipo de controle de sinal de tráfego baseado em densidade

Diagrama de blocos mostrando controle de sinal de tráfego baseado em densidade

Diagrama de blocos mostrando controle de sinal de tráfego baseado em densidade

Em condições normais, ou seja, quando não há veículo na estrada, o transmissor IR ou o LED IR transmite luz IR que é recebida pelo fotodiodo, que começa a conduzir. Conforme o fotodiodo conduz, o transistor correspondente também conduz, dando uma saída de sinal lógico baixo para o microcontrolador . O mesmo princípio funciona para todos os outros arranjos de transistor-sensor IR. O microcontrolador faz com que cada LED brilhe por um período fixo de tempo.


Agora, se houver presença de veículos, a comunicação entre o transmissor IR e o receptor é interrompida, ou seja, o fotodiodo recebe menos ou nenhuma quantidade de luz do diodo IR e, consequentemente, a corrente de base para o transistor reduz, eventualmente fazendo o condutor ir para condição desligada. Isso causa uma saída de alto sinal lógico do transistor para o microcontrolador. O microcontrolador altera o tempo de brilho do LED verde da junção correspondente para um valor mais alto.

Assim, conforme o número de veículos aumenta, a luz verde acende por mais tempo, permitindo um fluxo rápido do tráfego do lado do cruzamento.

Então, agora, tivemos uma breve ideia sobre como controlar sinais de trânsito usando meios diferentes. Que tal um controle através do próprio veículo, como uma comunicação entre o veículo e os semáforos. Este sistema já está sendo usado em algumas partes do mundo. Fique por dentro disso e dê seu feedback.

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