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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA
NÚCLEO ZULIA
Autores:
Maireny González C.I: 19.214.357
Luís Manuel Soto C.I: 19.550.568
Yajaira Hernández C.I: 17.684.049
Jennifer Balza C.I: 18.821.324
Norlangri Toloza C.I: 18.394.609
Sección: SIM-7 A
Profesora: Ing. Daviglem Valera
MARACAIBO, JUNIO DE 2011
ÍNDICE
1.- ¿Que es un semáforo?
2.- ¿Para qué sirve un semáforo?
3.- Ventajas de un semáforo.
4.- ¿Porque se eligieron los colores del semáforo?
5.- ¿Como son los semáforos actuales?
6.- Numero de lentes y de caras del semáforo.
7.- Semáforos de tiempo fijo.
8.- Distribución de los tiempos del semáforo.
9.- Semáforo basado en PIC16F84.
10.- Materiales utilizados para el protoboard.
11.- ¿Cuáles son los componentes del semáforo?
1.- ¿QUE ES UN SEMÁFORO?
Los semáforos son dispositivos electromagnéticos y electrónicos proyectados
específicamente para facilitar el control del tránsito de vehículos y peatones, mediante
indicaciones visuales de luces de colores universalmente aceptados, como lo son el
verde, el Amarillo y el rojo.
Originalmente, los primeros semáforos, instalados en Londres en 1868, fueron
accionados a mano y sólo constituían una extensión mecánica del brazo del agente de
tránsito. El primer semáforo electrónico instalado en los Estados Unidos tuvo lugar en
1914 en Cleveland, y en 1917 en SALT Lake City se introduce la interconexión de
semáforos.
De estos primeros semáforos, ahora piezas de museos, se ha llegado en la
actualidad al uso de verdaderos cerebros electrónicos. A medida que pasa el tiempo, el
congestionamiento y los accidentes aumentan, por lo que para su atenuación, el uso
de semáforos ha alcanzada un notable desarrollo.
Esto ha permitido establecer estrategias para el control del tránsito a lo largo de
las diferentes horas del día a través de programas específicos para periodos de máxima
y mínima demanda.
Otras definiciones:
 Los semáforos son dispositivos de señales que se sitúan en intersecciones
de calles, pasos de peatones y otros lugares para regular el tráfico de
vehículos y el tránsito de peatones.
 Es un dispositivo mecánico o eléctrico que regula el tráfico de vehículos y
peatones en las intersecciones de caminos.
2.- ¿PARA QUÉ SIRVE UN SEMÁFORO?
 Verde, para avanzar.
 Rojo, para detenerse.
 Amarillo o ámbar como paso intermedio del verde a rojo.
 El amarillo tiene un significado distinto si está intermitente (pasar con
precaución) o si está fijo (detenerse, si la velocidad que llevemos nos lo
permite con seguridad).
3.- VENTAJAS DE UN SEMÁFORO.
 Ordena la circulación del tránsito y mediante una asignación apropiada
del derecho al uso de la intersección.
 Reduce la frecuencia de cierto tipo de accidentes.
 Con espaciamientos favorables se pueden sincronizar para mantener
una circulación continua.
 Permiten interrumpir periódicamente los volúmenes de tránsito
intensivos de una arteria, para conceder el paso de vehículos.
4.- ¿PORQUE SE ELIGIERON LOS COLORES DEL SEMÁFORO?
El motivo por el que se eligieron el color rojo y el verde para la regulación del
tráfico es que se heredaron del mundo del ferrocarril que a su vez las había heredado
del marítimo.
Desde siglos atrás, los barcos utilizaban un código de colores para señalar el
derecho de paso (código de colores que se sigue usando hoy en día y, ahora también,
en las alas de los aviones): rojo a babor y verde a estribor. De este modo, si dos barcos
se acercan el uno al otro perpendicularmente; uno de ellos ve la luz roja en
el babor del otro, que se le acerca por la derecha, y el barco que viene por la derecha
ve la luz verde en el estribor del otro barco. El timonel que veía la luz roja sabía que
debía ceder el paso al otro barco, y el que veía la luz verde sabía que podía continuar
sin problemas.
5.- ¿COMO SON LOS SEMÁFOROS ACTUALES?
Los semáforos han ido evolucionando con el paso del tiempo y actualmente
(2009) y debido a su rentabilidad, se están utilizando lámparas a LED para la
señalización luminosa , puesto que las lámparas de LED utilizan sólo 10% de la energía
consumida por las lámparas incandescentes, tienen una vida estimada 50 veces
superior, y por tanto generan importantes ahorros de energía y de mantenimiento,
satisfaciendo el objetivo de conseguir una mayor fiabilidad y seguridad pública. Entre
las mayores ventajas que tienen las señales luminosas con LED figuran:
 Muy bajo consumo y por tanto ahorran energía.
 Mayor vida útil de las lámparas.
 Mínimo mantenimiento.
 Respeto por el medio ambiente.
 Simple recambio.
 Unidad óptica a prueba de luz solar y Alto contraste con luz solar.
 Señalización luminosa uniforme.
 Evita el fundido de las luces, al estar formadas estas por una matriz de
diodos; por lo que en ese caso solo lo harán unos cuantos diodos y no todo
el conjunto, de forma que el semáforo nunca se apagará por un fallo de
este tipo.
 Mayor seguridad vial.
 Se pueden cambiar la imágenes fácilmente (ejemplo, en Madrid durante el
día de la mujer añadieron falda a los muñequitos)
 Animaciones como peatón moviéndose, cuentas atrás, etc.
 Su bajo consumo permite que funcionen automáticamente mediante una
batería durante cierto tiempo.
 Precaución a los peatones
 Incorporación de sonidos intermitentes cuando el muñeco verde esté
parpadeando para ponerse en rojo. Actualmente se utiliza una voz grabada
con el nombre de la calle para que un peatón ciego no se pueda confundir
con otros semáforos cercanos e incluso con los cantos de canarios, como
sucedía con los primeros semáforos con este sistema.
La óptica de LED está compuesta por una placa de circuito impreso, poli
carbonato de protección, casquillo roscante E-27, todos estos elementos están
integrados sobre un soporte cónico. El circuito impreso, poli carbonato de protección y
envolvente cónica, poseen orificios de ventilación para facilitar la evacuación de calor
de su interior.
Aunque los diodos LED ofrece multitud de ventajas respecto a las bombillas
tradicionales uno de sus mayores inconvenientes es que no soportan bien los cambios
bruscos de energía, que es lo que ocurre cuando se encienden o se apagan cada una
de las luces del semáforo, ya que además cada luz debe apagarse rápidamente para no
provocar confusión con el resto de las luces, lo que provoca que algunos diodos se
fundan.
Desde hace algunos años se viene utilizando la tecnología inalámbrica en los
semáforos, después de que los semáforos inteligentes no hayan llegado a funcionar
todo lo bien que se esperaba. En varias ciudades de España los medios de transporte y
los de emergencia incorporan equipos informáticos emisores y receptores digitales de
señales de radio de muy corto alcance.
Estas unidades permiten que cuando el vehículo que las porta se acerca a un
semáforo equipado con otro equipo ambos dispositivos se conectan entre ellos y
después de verificar el código de autorización los semáforos que regulan la
intersección se coordinan para dar vía libre al autobús o ambulancia, consiguiendo de
esta forma un tráfico fluido del transporte público o el paso de una ambulancia en
servicio de forma segura en los cruces. Aunque no es una tecnología muy extendida
posiblemente vaya creciendo su uso, según los resultados que se vayan obteniendo.
6.- NUMERO DE LENTES Y DE CARAS DEL SEMÁFORO.
La lente es la parte de la unidad óptica que por refracción dirige la luz
proveniente de la lámpara y de su reflector en la dirección deseada. Se recomienda
que la cara de todo semáforo tenga cuando menos tres lentes: rojo, ámbar y verde y
cuando más, cinco lentes: rojo, ámbar, flecha de frente, flecha izquierda y flecha
derecha, donde el orden de colocación es el que indica.
La cara de un semáforo es el conjunto de unidades ópticas (lente, reflector,
lámpara y portalámparas). El doble semáforo permite ver las indicaciones aunque uno
de ellos lo tape un vehículo grande. La necesidad de colocar más de dos semáforos por
acceso dependerá de las condiciones locales, tales como número de carriles,
indicaciones direccionales, isletas para canalización, etc.
7.- SEMÁFOROS DE TIEMPO FIJO.
Los semáforos de tiempo fijo se utilizan en intersecciones donde los patrones de
transito son relativamente estables. Los controles de tiempo fijo, se adaptan
especialmente a intersecciones en las que se desea sincronizar el funcionamiento de
los semáforos con los de otras instalaciones próximas.
El control de tiempo fijo sin mecanismo de sincronización es aconsejable para
intersecciones aisladas de poca importancia, de las que no se prevé necesidad de
coordinar con otras. Existe un sistema de control de tiempo fijo con mecanismo de
sincronización, accionado por un motor, que se usa para intersecciones aisladas
cuando se prevea la necesidad de coordinar éstas con otros semáforos, o que el
semáforo sea supervisado por un control maestro.
8.- DISTRIBUCIÓN DE LOS TIEMPOS DEL SEMÁFORO.
Términos básicos:
Ya sea que la distribución de los tiempos en un semáforo se realice por métodos
manuales o por modelación en computadoras, el ingeniero de tránsito necesita
conocer los principios básicos que la sustentan.
En particular, la modelación por computadora, no es más que ejercicio de
codificación, un acto de “f ciega” la ingeniería en lo que se refiere a la seguridad
pública y la conveniencia, requiere mucho más que esto.
En el análisis del control de intersecciones con semáforos y en lo requisitos par a
la distribución de sus tiempos, es necesario precisar algunos términos básicos o
parámetros de tiempo y así evitar posibles confusiones.
 Indicación de señal: Es el encendido de una de las luces del semáforo o
una combinación de varias luces al mismo tiempo.
 Ciclo o longitud de ciclo: Tiempo necesario para que el disco indicador
efectúe una revolución completa.
 Movimiento: Maniobra o conjunto de maniobras de un mismo acceso
que tienen el derecho de paso simultáneamente.
 Intervalo: Cualquiera de diversas divisiones del ciclo, durante la cual no
cambian las indicaciones de señal del semáforo.
 Fase: Parte del ciclo asignada a cualquier combinación de uno o más
movimientos que reciben simultáneamente el derecho de paso, durante
uno o más intervalos.
 Secuencia de fase: orden predeterminado en que ocurren las fases del
ciclo.
 Reparto: porcentaje de la longitud del ciclo asignado a cada una de las
diversas fases.
 Intervalo de despeje: tiempo de exposición de la indicación ámbar del
semáforo que sigue al intervalo verde.
 Intervalo todo rojo: Tiempo de exposición de una indicación roja para
todo el tránsito que se prepara a circular.
 Intervalo de cambio de fase: Intervalo que puede consistir solamente
en un intervalo de cambio ámbar o que puede incluir un intervalo
adicional de despeje todo rojo.
9.- SEMÁFORO BASADO EN PIC16F84.
Este diagrama sirve para elaborar un semáforo que simula un crucero vial, el
switch conectado al puerto A (Recordemos que el PIC16F84 tiene dos puertos, el “A”
de 5 pines y el “B” de 8 pines ambos configurables como entradas y salidas) controla
cuatro velocidades diferentes con las que se ejecutará la secuencia de los semáforos.
Se incluye el código fuente y el archivo hexadecimal para grabar en el PIC.
El circuito puedes alimentarlo con una fuente de 5 Volts o una pila de 9 Volts
pasando por un circuito integrado regulador de voltaje MC7805CT. Te sugerimos
utilizar un protoboard para el montaje de los componentes y alambre calibre 24 para
las diferentes conexiones (Puedes obtener 8 tramos de un metro de este alambre
comprando 1 metro de cable UTP, del conocido como cable de red). El código fuente
para el PIC podrás bajarlo dando clic aquí. Y el hexadecimal en este otro link.
Solamente deberás accionar uno de los interruptores del micro switch a la vez para
poder cambiar el tiempo del cambio de los semáforos, si se accionaran dos switches, el
programa solo tomará en cuenta el de menor valor.
La Terminal 4 del PIC controla el reset, puedes utilizar un AU-101 para activarlo
cada que lo desees.
Adjuntamos a este archivo la vista de una sugerencia para el montaje en una
placa fenólica de 10X10 cm.
Para la elaboración de este kit recomendamos utilizar el PIC-500 o PIC-600 y no
olvides también tener tus herramientas, si aún no tienes te recomendamos que eches
un ojo a nuestros maletines HER-170 y HER-180.
10.- MATERIALES UTILIZADOS PARA EL PROTOBOARD.
Materiales utilizados para el protoboard:
1 Dip- Switch De 4bits
5 Resistencias De 10k
6 Resistencias De 330ohm
2 Capacitores De 22pico
1 Capacitor De 4micro
2 LED Rojos
2 LED Verdes
2 LED Amarillos
1 Pic16f84a-04p
1 Trtg-02
11.- ¿CUÁLES SON LOS COMPONENTES DEL SEMÁFORO?
El semáforo está formado por los siguientes componentes:
 Cabeza: Es la armadura que contiene las partes visibles del semáforo. Cada
cabeza contiene un número determinado de caras orientadas en diferentes
direcciones.
 Soportes: Los soportes son las estructuras que se utilizan para sujetar la
cabeza de los semáforos de forma que les permitan algunos ajustes
angulares, verticales y horizontales.
 Cara: Son las distintas luces de las cuales están formados los semáforos. En
cada cara puede haber desde dos luces hasta más de tres, siendo la de tres
luces las caras más usuales.
 Lente: Es la parte de la unidad óptica que por refracción dirige la luz
proveniente de la lámpara y de su reflector en la dirección deseada. Este
elemento desaparece en los nuevos semáforos de LEDs.
 Visera: Es un elemento que se coloca encima o alrededor de cada una de
las unidades ópticas, para evitar que, a determinadas horas, los rayos del
sol incidan sobre éstas y den la impresión de estar iluminadas, así como
también para impedir que la señal emitida por el semáforo sea vista desde
otros lugares distintos hacia el cual está enfocado. Como el caso de las
lentes, esta parte está desapareciendo ya que los nuevos semáforos de
LEDs iluminan de mejor forma que los antiguos.
 Placa de contraste: Elemento utilizado para incrementar la visibilidad del
semáforo y evitar que otras fuentes lumínicas confundan al conductor.