ট্রাফিক সিগন্যাল কন্ট্রোলার: 4 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:57

প্রায়শই এমন দৃশ্য থাকে যেখানে ব্যস্ত রাস্তা এবং হালকাভাবে ব্যবহৃত পাশের রাস্তার মধ্য দিয়ে ট্রাফিকের সমন্বয়ের জন্য নমনীয় ট্রাফিক সিগন্যাল ক্রম প্রয়োজন হয়। এই ধরনের পরিস্থিতিতে, সিকোয়েন্সগুলি বিভিন্ন টাইমার এবং পাশের রাস্তা থেকে ট্রাফিক ডিটেকশন সিগন্যাল ব্যবহার করে নিয়ন্ত্রণ করা যায়। এই প্রয়োজনীয়তাগুলি প্রচলিত পদ্ধতির মাধ্যমে পূরণ করা যেতে পারে যেমন পৃথক ইলেকট্রনিক উপাদান বা মাইক্রোকন্ট্রোলার থেকে বিল্ডিং ব্লক ব্যবহার করে। যাইহোক, কনফিগারযোগ্য মিক্সড সিগন্যাল ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের ধারণা (সিএমআইসি) এর নকশা নমনীয়তা, কম খরচে, বিকাশের সময় এবং সুবিধার কথা বিবেচনা করে একটি আকর্ষণীয় বিকল্প প্রদান করে। অনেক অঞ্চল এবং দেশ আরও জটিল গ্রিডের দিকে অগ্রসর হচ্ছে যা ট্র্যাফিক লাইট নিয়ন্ত্রণের জন্য অধিক সংখ্যক ভেরিয়েবলকে সামঞ্জস্য করতে পারে। যাইহোক, অনেক ট্রাফিক লাইট এখনও নির্দিষ্ট সময় নিয়ন্ত্রণ ব্যবহার করে, যেমন ইলেক্ট্রো-মেকানিক্যাল সিগন্যাল কন্ট্রোলার। এই অ্যাপ্লিকেশন নোটের উদ্দেশ্য হল একটি নির্দিষ্ট সময় নিয়ামককে প্রতিস্থাপন করার জন্য একটি সরলীকৃত ট্রাফিক সিগন্যাল কন্ট্রোলার বিকাশের জন্য কিভাবে একটি GreenPAK এর অ্যাসিঙ্ক্রোনাস স্টেট মেশিন (ASM) ব্যবহার করতে পারে। এই ট্রাফিক সিগন্যালটি একটি ব্যস্ত প্রধান রাস্তার মোড় এবং হালকাভাবে ব্যবহৃত পাশের রাস্তার মধ্য দিয়ে চলাচল নিয়ন্ত্রণ করে। কন্ট্রোলার দুটি ট্রাফিক সিগন্যালের ক্রম নিয়ন্ত্রণ করবে, যা প্রধান এবং পাশের রাস্তায় ইনস্টল করা আছে। সেন্সর সিগন্যাল, পাশের রাস্তার ট্রাফিকের উপস্থিতি সনাক্ত করে, নিয়ামককে খাওয়ানো হয় যা দুটি টাইমারের সাথে মিলিয়ে ট্রাফিক সিগন্যালের ক্রম নিয়ন্ত্রণ করবে। একটি সীমাবদ্ধ রাজ্য মেশিন (এফএসএম) স্কিম তৈরি করা হয়েছে যা নিশ্চিত করে যে ট্রাফিক সিগন্যালের ক্রমের প্রয়োজনীয়তা পূরণ হয়েছে। নিয়ামক যুক্তি একটি ডায়ালগ GreenPAK ™ SLG46537 কনফিগারযোগ্য মিশ্র সংকেত IC ব্যবহার করে প্রয়োগ করা হয়।

গ্রাফাক চিপ কীভাবে ট্রাফিক সিগন্যাল কন্ট্রোলার তৈরি করার জন্য প্রোগ্রাম করা হয়েছে তা বোঝার জন্য প্রয়োজনীয় পদক্ষেপগুলি নীচে আমরা বর্ণনা করেছি। যাইহোক, যদি আপনি শুধু প্রোগ্রামিং এর ফলাফল পেতে চান, ইতিমধ্যে সম্পন্ন GreenPAK ডিজাইন ফাইল দেখতে GreenPAK সফটওয়্যারটি ডাউনলোড করুন। আপনার কম্পিউটারে গ্রিনপ্যাক ডেভেলপমেন্ট কিট লাগান এবং ট্রাফিক সিগন্যাল কন্ট্রোলারের জন্য কাস্টম আইসি তৈরি করতে প্রোগ্রাম হিট করুন।

ধাপ 1: প্রয়োজনীয়তা

চিত্র 1 -এ দেখানো হয়েছে যে, প্রধান এবং পাশের রাস্তা থেকে ট্রাফিক সিগন্যালের সময়সীমার প্রয়োজনীয়তার সাথে একটি ট্রাফিক দৃশ্যকল্প বিবেচনা করুন। সিস্টেমটিতে ছয়টি রাজ্য রয়েছে এবং নির্দিষ্ট পূর্বনির্ধারিত অবস্থার উপর নির্ভর করে এক রাজ্য থেকে অন্য রাজ্যে স্থানান্তরিত হবে। এই শর্তগুলি তিনটি টাইমারের উপর ভিত্তি করে; একটি দীর্ঘ টাইমার TL = 25 s, একটি সংক্ষিপ্ত টাইমার TS = 4 s এবং একটি ক্ষণস্থায়ী টাইমার Tt = 1 s। উপরন্তু, পাশের ট্রাফিক সনাক্তকরণ সেন্সর থেকে ডিজিটাল ইনপুট প্রয়োজন। ছয়টি সিস্টেম রাজ্যের প্রতিটি এবং রাজ্য ট্রানজিশন কন্ট্রোল সিগন্যালের একটি পুঙ্খানুপুঙ্খ বিবরণ নিচে দেওয়া হল: প্রথম অবস্থায়, প্রধান সিগন্যাল সবুজ এবং পাশের সিগন্যাল লাল। লম্বা টাইমারের (TL = 25 s) মেয়াদ শেষ না হওয়া পর্যন্ত বা পাশের রাস্তায় কোন যানবাহন না থাকা পর্যন্ত সিস্টেমটি এই অবস্থায় থাকবে। দীর্ঘ টাইমারের মেয়াদ শেষ হওয়ার পরে যদি কোন যানবাহন পাশের রাস্তায় উপস্থিত থাকে, তাহলে সিস্টেমটি দ্বিতীয় অবস্থায় যাওয়ার জন্য একটি রাষ্ট্রীয় পরিবর্তন হবে। দ্বিতীয় অবস্থায়, প্রধান সংকেত হলুদ হয়ে যায় এবং পার্শ্ব সংকেতটি স্বল্প টাইমারের সময় লাল থাকে (TS = 4 s)। 4 সেকেন্ডের পরে সিস্টেমটি তৃতীয় অবস্থায় চলে যায়। তৃতীয় অবস্থায়, প্রধান সংকেত লাল হয়ে যায় এবং পাশের সংকেতটি ক্ষণস্থায়ী টাইমার (Tt = 1 s) সময়কালের জন্য লাল থাকে। 1 সেকেন্ডের পরে, সিস্টেমটি চতুর্থ অবস্থায় চলে যায়। চতুর্থ অবস্থায় প্রধান সংকেত লাল এবং পাশের সংকেত সবুজ হয়ে যায়। লম্বা টাইমার (TL = 25 s) এর মেয়াদ শেষ না হওয়া পর্যন্ত সিস্টেমটি এই অবস্থায় থাকবে এবং পাশের রাস্তায় কিছু যানবাহন আছে। লম্বা টাইমারের মেয়াদ শেষ হওয়ার সাথে সাথে, বা পাশের রাস্তায় কোন যানবাহন না থাকলে, সিস্টেমটি পঞ্চম অবস্থায় রূপান্তরিত হবে। পঞ্চম অবস্থার সময় প্রধান সংকেতটি লাল এবং পাশের সংকেতটি হল স্বল্প টাইমার (TS = 4 s) সময়কালের জন্য হলুদ। 4 সেকেন্ডের পরে সিস্টেমটি ষষ্ঠ অবস্থায় চলে যাবে। সিস্টেমের ষষ্ঠ এবং শেষ অবস্থায়, ক্ষণস্থায়ী টাইমার (Tt = 1 s) সময়ের জন্য প্রধান এবং পার্শ্ব উভয় সংকেতই লাল। এর পরে, সিস্টেমটি প্রথম অবস্থায় ফিরে যায় এবং আবার শুরু হয়। তৃতীয় এবং ষষ্ঠ রাজ্য একটি বাফার অবস্থা প্রদান করে যেখানে উভয় (প্রধান এবং পার্শ্ব) সংকেত পরিবর্তনের সময় সংক্ষিপ্ত সময়ের জন্য লাল থাকে। রাজ্য 3 এবং 6 একই রকম এবং অপ্রয়োজনীয় মনে হতে পারে, তবে এটি প্রস্তাবিত স্কিমের বাস্তবায়নকে সহজ করে তোলে।

ধাপ 2: বাস্তবায়ন প্রকল্প

সিস্টেমের একটি সম্পূর্ণ ব্লক ডায়াগ্রাম চিত্র 2 এ দেখানো হয়েছে। প্রস্তাবিত ট্রাফিক সিগন্যাল কন্ট্রোলারটি সসীম রাজ্য মেশিন (এফএসএম) ধারণাকে ঘিরে নির্মিত হয়েছে। উপরে বর্ণিত সময়ের প্রয়োজনীয়তাগুলি চিত্র 3 এ চিত্রিত ছয়টি রাষ্ট্র FSM- এ অনুবাদ করা হয়েছে।

উপরে দেখানো রাষ্ট্র পরিবর্তন ভেরিয়েবল হল: বনাম-একটি গাড়ী পাশের রাস্তায় উপস্থিত

TL - 25 s টাইমার (লং টাইমার) চালু আছে

TS - 4 s টাইমার (শর্ট টাইমার) চালু আছে

Tt - 1 s টাইমার (ক্ষণস্থায়ী টাইমার) চালু আছে

FSM বাস্তবায়নের জন্য ডায়ালগ GreenPAK CMIC SLG46537 নির্বাচন করা হয়েছে। এই অত্যন্ত বহুমুখী ডিভাইসটি একটি খুব ছোট, কম শক্তি একক সমন্বিত সার্কিটের মধ্যে বিভিন্ন ধরণের মিশ্র-সংকেত ফাংশন ডিজাইন করার অনুমতি দেয়। তদুপরি, আইসিটিতে একটি এএসএম ম্যাক্রোসেল রয়েছে যা ব্যবহারকারীকে 8 টি পর্যন্ত রাজ্য মেশিন তৈরি করার অনুমতি দেওয়ার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। ব্যবহারকারীর রাজ্যের সংখ্যা, রাজ্য রূপান্তর এবং ইনপুট সংকেত সংজ্ঞায়িত করার নমনীয়তা রয়েছে যা এক রাজ্য থেকে অন্য রাজ্যে রূপান্তর ঘটায়।

ধাপ 3: GreenPAK ব্যবহার করে বাস্তবায়ন

ট্রাফিক কন্ট্রোলার পরিচালনার জন্য তৈরি FSM SLG46537 GreenPAK ব্যবহার করে প্রয়োগ করা হয়। গ্রিনপ্যাক ডিজাইনারে স্কিমটি চিত্র 4 এ দেখানো হয়েছে।

PIN3 এবং PIN4 ডিজিটাল ইনপুট পিন হিসাবে কনফিগার করা হয়; PIN3 পাশের রাস্তার যানবাহন সেন্সর ইনপুট এবং PIN4 সিস্টেম রিসেটের জন্য ব্যবহৃত হয়। পিন 5, 6, 7, 14, 15 এবং 16 আউটপুট পিন হিসাবে কনফিগার করা হয়। পিন 5, 6 এবং 7 যথাক্রমে পাশের সিগন্যালের লাল, হলুদ এবং সবুজ আলো চালকদের কাছে দেওয়া হয়। পিন 14, 15 এবং 16 যথাক্রমে প্রধান সিগন্যালের সবুজ, হলুদ এবং লাল-আলো চালকদের কাছে দেওয়া হয়। এটি স্কিমের I/O কনফিগারেশন সম্পূর্ণ করে। পরিকল্পনার কেন্দ্রস্থলে রয়েছে এএসএম ব্লক। এএসএম ব্লকের ইনপুট, যা রাষ্ট্রীয় পরিবর্তন নিয়ন্ত্রণ করে, তিনটি কাউন্টার/বিলম্ব ব্লক (টিএস, টিএল এবং টিটি) এবং পার্শ্ব গাড়ির সেন্সর থেকে ইনপুট ব্যবহার করে যৌথ যুক্তি থেকে প্রাপ্ত হয়। সম্মিলিত যুক্তি LUT- এ ফিরে আসা রাষ্ট্রীয় তথ্য ব্যবহার করে আরও যোগ্য। এএসএম ব্লকের B0 এবং B1 আউটপুটের সমন্বয় ব্যবহার করে প্রথম, দ্বিতীয়, চতুর্থ এবং পঞ্চম রাজ্যের রাষ্ট্রীয় তথ্য পাওয়া যায়। B0 এবং B1 এর সমন্বয় প্রথম, দ্বিতীয়, চতুর্থ এবং পঞ্চম অবস্থার সাথে সম্পর্কিত (B0 = 0, B1 = 0), (B0 = 1, B1 = 0), (B0 = 1, B1 = 1) এবং (B0 = 0, B1 = 1) যথাক্রমে। Red য় ও 6th ষ্ঠ রাজ্যের তথ্যগুলি সরাসরি লাল এবং পাশের লাল সংকেতে AND অপারেটর প্রয়োগ করে প্রাপ্ত হয়। এই রাজ্যের তথ্যগুলিকে সম্মিলিত যুক্তিতে খাওয়ানো নিশ্চিত করে যে কেবলমাত্র প্রাসঙ্গিক টাইমারগুলি ট্রিগার করা হয়েছে। এএসএম ব্লকের অন্যান্য আউটপুটগুলি প্রধান ট্রাফিক লাইট (প্রধান লাল, প্রধান হলুদ এবং প্রধান সবুজ) এবং পার্শ্ব ট্র্যাফিক লাইট (সাইড লাল, সাইড হলুদ এবং সাইড গ্রিন) নির্ধারিত হয়।

এএসএম ব্লকের কনফিগারেশন চিত্র 5 এবং চিত্র 6 এ দেখানো হয়েছে। ব্লক চিত্র 6 এ দেখানো হয়েছে।

টাইমার TL, TS এবং TT যথাক্রমে কাউন্টার/বিলম্ব ব্লক CNT1/DLY1, CNT2/DLY2 এবং CNT3/DLY3 ব্যবহার করে প্রয়োগ করা হয়। এই তিনটি ব্লক ক্রমবর্ধমান প্রান্ত সনাক্তকরণের সাথে বিলম্ব মোডে কনফিগার করা হয়েছে। চিত্র 3 এ দেখানো হয়েছে, প্রথম এবং চতুর্থ রাজ্যগুলি টিএলকে ট্রিগার করে, দ্বিতীয় এবং পঞ্চম রাজ্যগুলি টিএসকে ট্রিগার করে এবং তৃতীয় এবং ষষ্ঠ রাজ্যগুলি যৌগিক যুক্তি ব্যবহার করে টিটি ট্রিগার করে। যেহেতু বিলম্ব টাইমারগুলি ট্রিগার হয়, কনফিগার করা বিলম্ব তার সময়কাল সম্পূর্ণ না হওয়া পর্যন্ত তাদের আউটপুট 0 থাকে। এইভাবে TL’, TS’ এবং TT’

CNT1/DLY1, CNT2/DLY2 এবং CNT3/DLY3 ব্লকের আউটপুট থেকে সরাসরি সংকেত পাওয়া যায়। TS’সরাসরি দ্বিতীয় এবং পঞ্চম রাজ্যের ট্রানজিশন ইনপুটকে খাওয়ানো হয় যখন TT’ তৃতীয় এবং ষষ্ঠ রাজ্যের ট্রানজিশন ইনপুটগুলিতে পাঠানো হয়। অন্যদিকে, টিএল কম্বিনেটরিয়াল লজিক ব্লকে (এলইউটি) দেওয়া হয় যা টিএল’বনাম এবং টিএল’+ ভিএস’সংকেত দেয় যা যথাক্রমে প্রথম এবং চতুর্থ রাজ্যের ট্রানজিশন ইনপুটগুলিতে খাওয়ানো হয়। এটি গ্রিনপ্যাক ডিজাইনার ব্যবহার করে এফএসএম বাস্তবায়ন সম্পন্ন করে।

ধাপ 4: ফলাফল

পরীক্ষার উদ্দেশ্যে, ডিজাইনটি SLG46537 ব্যবহার করে গ্রিনপ্যাক ইউনিভার্সাল ডেভেলপমেন্ট বোর্ডে নকল করা হয়েছে। ট্রাফিক লাইট সিগন্যাল (ডিজিটাল আউটপুট পিনের সমতুল্য 5, 6, 7, 14, 15 এবং 16) গ্রীনপ্যাক ডেভেলপমেন্ট বোর্ডে ইতিমধ্যে পাওয়া এলইডিগুলি সক্রিয় করতে ব্যবহৃত হয় যা এফএসএমের আচরণ চাক্ষুষভাবে পর্যবেক্ষণ করে। উন্নত স্কিমের গতিশীল আচরণ সম্পূর্ণরূপে তদন্ত করার জন্য, আমরা SLG46537 এর সাথে ইন্টারফেস করার জন্য একটি Arduino UNO বোর্ড ব্যবহার করেছি। আরডুইনো বোর্ড স্কিমটিতে যানবাহন সনাক্তকরণ সেন্সর ইনপুট এবং সিস্টেম রিসেট সিগন্যাল সরবরাহ করে যখন এটি সিস্টেম থেকে ট্রাফিক লাইট সিগন্যাল পায়। Arduino বোর্ড একটি মাল্টি-চ্যানেল লজিক বিশ্লেষক হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং রেকর্ড করে এবং গ্রাফিক্যালি সিস্টেমের সাময়িক কার্যকারিতা দেখায়। সিস্টেমের সাধারণ আচরণ ক্যাপচার করে এমন দুটি দৃশ্য উন্নত এবং পরীক্ষিত। চিত্র 7 স্কিমের প্রথম দৃশ্য দেখায় যখন কিছু যানবাহন সবসময় রাস্তার পাশে থাকে। যখন রিসেট সিগন্যাল নিশ্চিত করা হয় তখন সিস্টেমটি প্রথম অবস্থায় শুরু হয় শুধুমাত্র প্রধান সবুজ এবং পাশের লাল সংকেত দিয়ে এবং অন্যান্য সমস্ত সংকেত বন্ধ হয়ে যায়। যেহেতু পাশের বাহনটি সর্বদা উপস্থিত থাকে দ্বিতীয় অবস্থানে পরবর্তী রূপান্তর 25 সেকেন্ড পরে প্রধান হলুদ এবং পাশের লাল সংকেতগুলি চালু করে। চার সেকেন্ড পরে এএসএম তৃতীয় অবস্থায় প্রবেশ করে যেখানে প্রধান লাল এবং পাশের লাল সংকেত 1 সেকেন্ডের জন্য থাকে। সিস্টেমটি তখন লাল এবং পাশের সবুজ সংকেত চালু করে চতুর্থ অবস্থায় প্রবেশ করে। যেহেতু পাশের যানবাহন সবসময় উপস্থিত থাকে, পরের স্থানান্তরটি 25 সেকেন্ড পরে এএসএমকে পঞ্চম অবস্থায় নিয়ে যায়। পঞ্চম থেকে ষষ্ঠ অবস্থানে রূপান্তর 4 সেকেন্ড পরে টিএসের মেয়াদ শেষ হওয়ার সাথে সাথে ঘটে। ASM প্রথম অবস্থায় ফেরার আগে সিস্টেমটি 1 সেকেন্ডের জন্য ষষ্ঠ অবস্থায় থাকে।

চিত্র 8 দ্বিতীয় প্রেক্ষাপটে স্কিমের আচরণ দেখায়, যখন কিছু পাশের যানবাহন ট্রাফিক সিগন্যালে উপস্থিত থাকে। সিস্টেমের আচরণ নকশা অনুযায়ী কাজ করতে দেখা যায়। সিস্টেমটি প্রথম অবস্থায় শুরু হয় শুধুমাত্র প্রধান সবুজ এবং পাশের লাল সংকেতগুলির সাথে এবং অন্যান্য সমস্ত সংকেত 25 সেকেন্ড পরে বন্ধ হয়ে যায় পরবর্তী রূপান্তর অনুসরণ করে কারণ সেখানে একটি সাইড যান উপস্থিত রয়েছে। দ্বিতীয় রাজ্যে প্রধান হলুদ এবং পাশের লাল সংকেত চালু আছে। 4 সেকেন্ড পরে, ASM তৃতীয় অবস্থায় প্রবেশ করে প্রধান লাল এবং পাশের লাল সংকেতগুলি চালু করে। সিস্টেমটি তৃতীয় অবস্থায় 1 সেকেন্ডের জন্য থাকে এবং তারপর প্রধান লাল এবং পাশের সবুজকে রেখে চতুর্থ অবস্থায় চলে যায়। যত তাড়াতাড়ি গাড়ির সেন্সর ইনপুট কম হয়ে যায় (যখন সমস্ত পাশের যানবাহন চলে যায়), সিস্টেমটি পঞ্চম অবস্থায় প্রবেশ করে যেখানে প্রধান লাল এবং পাশের হলুদ থাকে। পঞ্চম অবস্থায় চার সেকেন্ড থাকার পর সিস্টেমটি ষষ্ঠ অবস্থায় চলে যায় এবং প্রধান এবং পাশের সিগন্যাল দুটি লাল হয়ে যায়। এএসএম প্রথম অবস্থায় প্রবেশ করার আগে এই সংকেতগুলি 1 সেকেন্ডের জন্য লাল থাকে। প্রকৃত দৃশ্যগুলি এই দুটি বর্ণিত দৃশ্যের সংমিশ্রণের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হবে যা সঠিকভাবে কাজ করে।

উপসংহার এই অ্যাপটিতে একটি ট্রাফিক কন্ট্রোলার নোট করুন যা একটি ব্যস্ত প্রধান রাস্তার মোড় দিয়ে চলাচলকারী ট্রাফিক পরিচালনা করতে পারে এবং একটি হালকাভাবে ব্যবহৃত পাশের রাস্তাটি একটি ডায়ালগ গ্রিনপ্যাক SLG46537 ব্যবহার করে প্রয়োগ করা হয়েছিল। স্কিমটি একটি ASM- এর উপর ভিত্তি করে যা নিশ্চিত করে যে ট্রাফিক সিগন্যাল ক্রমের প্রয়োজনীয়তা পূরণ হয়েছে। নকশাটির আচরণ বেশ কয়েকটি এলইডি এবং একটি আরডুইনো ইউএনও মাইক্রোকন্ট্রোলার দ্বারা যাচাই করা হয়েছিল। ফলাফল যাচাই করে যে নকশা উদ্দেশ্য পূরণ করা হয়েছে। ডায়ালগ পণ্য ব্যবহার করার মূল সুবিধা হল একই সিস্টেম তৈরির জন্য আলাদা ইলেকট্রনিক উপাদান এবং মাইক্রোকন্ট্রোলারের প্রয়োজনীয়তা দূর করা। ব্যস্ত রাস্তা পার হতে খুঁজছেন পথচারীদের যাওয়ার জন্য পুশ বোতাম থেকে একটি ইনপুট সিগন্যাল যোগ করে বিদ্যমান নকশাটি বাড়ানো যেতে পারে। প্রথম রাজ্যের পরিবর্তন ট্রিগার করার জন্য পাশের গাড়ির ইনপুট সেন্সর থেকে সংকেত সহ সংকেতটি একটি OR গেটে দেওয়া যেতে পারে। যাইহোক, পথচারীর নিরাপত্তা নিশ্চিত করতে এখন চতুর্থ রাজ্যে ব্যয় করার জন্য কিছু ন্যূনতম সময়ের অতিরিক্ত প্রয়োজন রয়েছে। এটি অন্য টাইমার ব্লক ব্যবহার করে সহজেই সম্পন্ন করা যায়। পাশের রাস্তার ট্রাফিক সিগন্যালের সবুজ এবং লাল সিগন্যালগুলি এখন পাশের রাস্তার পাশের পথচারীদের সিগন্যালেও খাওয়ানো যাবে।