Как сделать макет светофора своими руками
Светофор из картона своими руками: мастер-класс
Как совместить игру, обучение и творчество? Поставьте на игрушечную трассу самодельный светофор из картона. Он принимает участие в организации движения детских машинок, объясняет правила поведения на дороге, а процесс его изготовления развивает навык работы руками.
Сигналы светофора меняют друг друга в строгом порядке: после желтого загорается зеленый или красный, а запрещающий и разрешающий сигналы расположены на противоположных сторонах.
Как сделать светофор из картона своими руками: пошаговые фото
Также может понадобиться принтер, если вы захотите распечатать готовый шаблон огней светофора (его вы найдете в описании работы).
ШАГ 1. Сделайте заготовку для будущего светофора. Для этого разметьте лист картона на 4 части равной ширины. Внизу крайней полосы оставьте квадрат и обрежьте лишнее.
ШАГ 2. На равном расстоянии канцелярским ножом прорежьте круглые окошки – по 3 с каждой стороны.
ШАГ 3. Надрежьте картон по линиям и сложите в объемную фигуру. С внутренней стороны проклейте места соединения скотчем.
ШАГ 4. На черном фоне наклейте квадраты цветной бумаги по приведенной схеме либо распечатайте готовый шаблон на принтере. Это сигналы светофора: их размер должен соответствовать диаметру отверстий в корпусе.
ШАГ 5. Наклейте бумагу на картон, сверните его в трубочку и проклейте края.
ШАГ 6. Прикрепите к цилиндру петельку из полоски картона. За нее ребенок будет вращать трубочку и менять сигналы светофора.
ШАГ 7. Вырежьте из картона круглую крышку с пазами для ручки и закройте светофор сверху.
ШАГ 8. Сверните тонкую трубочку из картона – она послужит для светофора ножкой – и приклейте ее к квадратному основанию.
Теперь поделка готова, и малыш может использовать ее в своих сюжетно-ролевых играх. Например, для этих целей прекрасно подойдет игровой набор Robocar Poli с машинками и целым городом в комплекте.
Расскажите ребенку о правилах дорожного движения вместе с личным светофором из картона и цветной бумаги!
2350 › Блог › Светофор своими руками
Дочка – человек у меня сугубо технический – в куклы никогда не играла. Одни из её любимых игрушек – автомобили! Её «личный автопарк» давно уже перевалил за сотню автомашин… С малых лет увлекается сборкой автомобилей из конструкторов.
Аня занимается в кружке дизайна и моделирования на станции юных техников недалеко от дома. Представляете, там же, 27 лет назад и я занимался в авиамодельном кружке! А ещё лет 10 ранее в этом же кружке занимался Лёня Якубович… да, тот самый.
2009 год. Кружок моделирования. С преподавателем. Единственная девочка…
Сейчас Ане 9 лет [на момент написания статьи, 2011 г.] – очень любит что-нибудь мастерить, пилить, выжигать, клеить. В последнее время «пробует свои силы» в дизайне: разрабатывает и изготовляет трёхмерные макеты (квартир, домов, городов и т.п.). Недавно получила грамоту за макет детской площадки.
Решили мы с ней «оживить» один из создаваемых ей макетов: «А не собрать ли нам светофор»? Идея понравилась обоим. Мне давно хотелось вовлечь её в электронику, а ей – научиться паять (и вообще, она без ума от радиодеталей). Что ж, решено – сделано!
Стоит отметить, за свои 35 лет занятий электроникой, мне ни разу не попадалась на глаза схема светофора… Первая мысль – взять микроконтроллер, написать программку… – отпала: ребёнку сложно объяснить как работает процессор и как исполняется программа. Нужно собирать на простой логике. А когда подрастёт, переделает схему на контроллере – заодно вовлечётся в «программирование» и «почувствует» все преимущества микропроцессоров над простой логикой.
Хотел полезть в интернет, но схема родилась сама-собой: проснувшись в субботу утром, мне показалось, что где-то я её видел, (видимо во сне) генератор – счётчик – дешифратор – диодная матрица… (Кстати, позднее я полазил по интернету – схем светофора нет! Так что держите – эксклюзив. Окончательная схема чуть ниже.)
Вечером сели, набросали схемку. Пришлось полистать несколько книжек, чтобы выбрать подходящие микросхемы и посмотреть их цоколёвку. Параллельно объясняю Ане, как работает счётчик, дешифратор. Рисуем с ней диаграммы: дочка довольно легко смогла понять как счётчик считает импульсы и выдаёт их в коде 1-2-4-8, как работает дешифратор и зачем нужна диодная матрица, под конец начинает сама подсказывать.
Вот окончательная схема.
Тактовый генератор, собранный по стандартной схеме на трёх элементах И-НЕ (К555ЛА3), вырабатывает импульсы с частотой следования около 1 Гц. Это минимальное время свечения одного цвета (например, жёлтого) – 1 секунда. Далее импульсы подаются на счётный вход двоичного счётчика (К555ИЕ5). Счётчик «считает» их от 0 до 15-ти и выдаёт в коде 1-2-4-8 на вход 16-ти разрядного дешифратора (К155ИД3). В зависимости от «числа», выданного счётчиком, на соответствующем выходе дешифратора формируется логический 0.
Для начальной установки счётчика в нулевое состояние добавили схему сброса (Reset), на 4-ом логическом элементе И-НЕ. Он формирует переход из логического 0 в логическую 1 после включения питания. Reset завели и на дешифратор, чтобы он не выдавал сигналы на выходы, до сброса счётчика.
Диодная матрица «определяет» время свечения каждого цвета: в течении первого импульса (выход дешифратора 0), т.е 1 секунду, горит жёлтый свет, следующие 7 импульсов (вых. 1 — 7) зажигают зелёный, затем снова жёлтый – на один импульс (вых. 8), и снова 7 импульсов (вых. 9 — 15) – горит красный. Когда счёт закончен, всё начинается с нуля!
Сигналы с диодных матриц подаются на токовые ключи, которые подают питание на светодиоды соответствующих цветов в светофорах макета.
Немного поразмыслив, решили ввести «ночной» режим – «мигающий жёлтый». Для этого в схему ввели переключатель, который устанавливает сигнал сброса, запрещая дешифратору выдавать сигналы на выход (светофор гаснет), а токовый ключ жёлтого света подключает непосредственно к тактовому генератору.
Затем, ввели и «ручной» режим, что бы можно было «заморозить» любой свет на сколько угодно времени – «полицейский» режим. Для этого переключатель отсоединяет тактовый генератор от входа счётчика, не устанавливая режим сброса. Получили 3 режима работы.
Светодиод, индицирующий включение светофора, решили подключить к выходу тактового генератора, чтобы он не просто светился при включении питания, а мигал, индицируя работу задающего генератора – получили своего рода «Debugger».
Подобрали подходящий корпус, выключатели, светодиоды. Отпилили кусок макетной платы подходящего размера. Питание решили сделать от 4-х пальчиковых батареек, для этого нашёлся удачный батарейный отсек.
Покопавшись в «закромах» нашли и нужные микросхемы.
В процессе подбора деталей, попался на глаза старенький адаптер от «умершего» Ethernet-хаба, выдающий 9 В. «А что, севшие батарейки – причина окончания игры? Нет!» — подумали мы. И решили сделать «второе питание», добавив в схему 5-ти вольтовый стабилизатор (7805). Нашлось и подходящее гнездо, для подключения адаптера.
Определились с примерным расположением деталей в корпусе. На сегодня всё – спать.
В воскресенье снова садимся за работу. Изготавливаем переднюю панель: вырезаем отверстия под выключатель питания, светодиод и переключатель режимов.
Задняя панель: гнездо адаптера и выход проводов к макету.
Начинаем распайку элементов: дочка принимает самое активное участие – я вставляю элемент, загибаю выводы, откусываю лишнее, а она запаивает. Подсказываю что и как в процессе работы. Блин, паяет! И довольно аккуратно! Я разделяю её радость – сам взял паяльник в руки в 5 лет и до сих пор…
Собираем по частям и проверяем отдельно работоспособность каждой: сначала цепи питания и стабилизатор – есть 5 В. Затем спаиваем генератор – светодиод мигает. Затем счётчик с дешифратором – сигналы на выходе проверяем с помощью светодиода.
Дочка самостоятельно паяет диодную матрицу. Случайно забыла подпаять один диод. Я спрашиваю: «А что будет, если его не запаять»? «Этот цвет мигнёт один раз и потом снова загорится!» Я в отпаде…
Подключаем переключатель режимов, допаиваем ключи тока на выход и подсоединяем три светодиода. Не работает…
Начинаем разбираться: генератор выдает на выходы импульсы с «грязными» фронтами. Каждое переключение сопровождается «звоном» – пачкой импульсов высокой частоты. Это следствие применения высокой ёмкости в генераторе: уровень на входе элемента меняется очень медленно и он, находясь в «неопределённом» состоянии успевает несколько раз переключиться. Эх, тут бы лучше всего вместо ЛА3 применить триггеры Шмидта – К555ТЛ3, но под рукой её нет. Поэтому пришлось на выход тактового генератора напаять интегрирующую цепочку из двух конденсаторов и резистора – она немного «валит» фронты, очищая их от «звона».
И вот долгожданные «красный – жёлтый – зелёный». Ура! Работает!
Пробуем запуститься на батарейках… И тут засада: свежие DURACELL выдают в сумме 6,65 В – многовато для 155/555 серии. Проверяем – счётчик начинает сбиваться. Пришлось переделать цепь питания, включив батарейку тоже через стабилизатор питания. В процессе измеряем и потребляемый ток – менее 100 мА, и в целях экономии заменяем мощный 7805 на маломощного «братишку» 78L05.
Всё, теперь можно закрывать корпус.
Светофор ставится «на прогон» до утра, а мы начинаем изготавливать «светофорчики». В макете Т-образный перекрёсток. По нашему замыслу требуется 5 светофоров: по одному в каждом направлении на одну улицу, один на примыкающую проезжую часть и два на пешеходный переход.
Теперь осталось дождаться следующих выходных.
И так, в субботу идём с ней на кружок, где она делает макет с перекрёстком. Макет пока ещё «сырой» – белый пенополистирол: здания ещё не раскрашены, окон нет, деревья «не посажены» – самое время установить светофоры. Размечаем точки, делаем отверстия и вклеиваем светофорчики.
Провода пропускаем снизу и сводим их в одну точку, где будет установлена плата с клеммами, для подключения блока управления. По окончании, «клеммник» будет «замаскирован» под киоск.
Помогаю зачистить провода, определяем на каком светофоре какие цвета должны гореть и в этой же последовательности Аня распаивает провода.
Подключаем провода от блока, включаем питание… Макет ожил! В одном направлении красный, в другом зелёный, пешеходам пока стоять – им тоже красный. Затем всем жёлтый и цвета меняются… Перекрёсток стал регулируемым!
Переходя перекресток на улице и держа ребенка за руку, обязательно обратите его внимание на светофор и объясните, почему он поочередно загорается то красным, то желтым, то зеленым цветом. А вернувшись домой, предложите малышу сделать своими руками поделку «Светофор», чтобы закрепить полученные на улице знания о правилах дорожного движения. Делать поделку придется с учетом возраста сына или дочери.
Для 2-3 лет
Для деток, которые только пошли в детский сад, лучше сделать заготовки заранее. Вырежьте прямоугольник из картона, наклейте на него такой же по размерам прямоугольник из черной бумаги. Вырежьте из черной бумаги три треугольника, чтобы их углы выходили за пределы заготовки светофора.
Еще вам понадобятся три круга – красного, желтого и зеленого цветов, но меньшего диаметра.
Теперь можно приглашать чадо делать аппликацию. Пусть вначале наклеит на черный прямоугольник треугольники, а поверх них – кружочки. Во время работы следует еще раз проговорить с ребенком, что означают цвета светофора.
Для 4-5 лет
Малышу этого возраста можно дать в руки ножницы и пусть попробует сам вырезать все детали будущей поделки. На листе бумаги сделать схему светофора: прочертить прямоугольник, более узкую ножку и начертить циркулем три круга на одинаковом расстоянии друг от друга.
Задача ребенка – нарезать цветную бумагу соответствующего цвета произвольно, и полученные кусочки наклеить на нужный круг в хаотичном порядке. А корпус светофора и ножку обклеить кусочками бумаги коричневого цвета.
Для 6-7 лет
Для первоклашек тема поделки остается та же, но мы ее немного усложним. Нужно взять две прямоугольных коробки из-под обуви из картона разного размера. Более узкая коробка будет в роли подставки, а более широкая – тело светофора. Ребенок с помощью циркуля может сам нарисовать три круга нужных цветов и вырезать их.
А наклеив на коробку круги один над другим, следует украсить работу, как подскажет фантазия. Можно превратить цвета светофора в симпатичные смайлики, а под кругом приклеить бантики соответствующего цвета.
Можно украсить модель аппликацией, причем глазки и носики на всех кругах сделать одинаковыми, а вот губы должны соответствовать значению цвета. На зеленом круге полукруглая улыбка, на желтом – прямоугольничек, на красном – такой же полукруг, как на зеленом, только перевернутый.
А можно превратить коробку в мистера Светофора, украсив его верхушку цилиндром, или постового, надев ему сверху форменную фуражку.
Если ребенок знаком с техникой оригами, то можно скреативить и предложить ему свернуть из красной, желтой и зеленой бумаги по кошачьей мордочке, после чего наклеить их на прямоугольную полоску картона в нужном порядке.
Для 8-9 лет
Для сына или дочери, которые посещают младшую школу не первый год, можно придумать много разнообразных вариантов изготовления поделки.
Скручивание
Для начала следует склеить высокий цилиндр из черной бумаги. Наметить на нем три круга. А затем тонкие полоски бумаги красного цвета накручивать на карандаш. Полученные объемные круги наклеивать по очереди на круг. То же самое произвести и с желтой, и с зеленой бумагой. Времени на такую поделку уйдет немало, но результат приятно удивит.
Объемный светофор
А можно замахнуться и на объемную модель. Предлагаем подробный мастер-класс:
Чтобы светофор выглядел более реалистично, можно сделать сверху козырек из картона, который затем обклеить черной бумагой.
Светофор из тетрапака
Чтобы упростить задачу, за основу можно взять тетрапак большого объема. Молоко или кефир слить, помыть его изнутри, высушить и можно приступать к работе.
Обклеить готовую основу можно самоклеящейся черной пленкой. В этом случае изделие получится блестящим и будет хорошо смотреться. Осталось только приклеить круги трех цветов, сделав козырьки над каждым кругом. В качестве подставки можно использовать тетрапак меньшего размера.
Светофор из жестянки
В хозяйстве всегда найдется высокая узкая жестяная коробка округлой формы. Ее можно легко превратить в светофор. Этапы работы:
Эта модель хороша тем, что не нуждается в подставке, так как жестянка и без нее будет держаться на столе.
Светофор из упаковки зубной пасты
Вытащите зубную пасту из упаковки, а коробочку обклейте белой бумагой. Проделайте отверстие шилом снизу упаковки. Приложите крышечку от крема к желтой бумаге, обведите контуры и вырежьте круг. Таких деталей нужно четыре. Точно так же сделайте по четыре красных и зеленых кружка.
Наклейте кружки с каждой стороны нашей коробки поочередно – красный, желтый зеленый. В отверстие вставьте подставку для воздушных шариков.
Не забудьте во время работы записать видео на телефон, которое можно будет выложить на ютуб-канал – пусть и другие дети научатся делать светофор по вашему мастер-классу.