作品名稱：紅綠燈自動控制系統
一、題目：
紅綠燈自動控制系統
二、研究動機：
每當道路上發生塞車狀況時總是會有一些抱怨，究其原因大多為紅綠燈的控制不恰當，如時相不協調，路口與路口間不連鎖。引發對紅綠燈控制的研究動機，以低壓工業配線實習的知識與技能，模擬交通號誌控制動作，但線路配置卻是一件令人頭疼的差事。便嘗試使用programmable logic controller （PLC）來模擬交通號誌控制動作，可以經由修改程式改變動作要求，提高實用性與便利性。
在日常生活中，我們感覺到，時代不斷的進步，科技不斷的發展，在工業配線的控制上，元件材料及控制方法不斷的改進，指導老師認為我們可將三年所學電機方面的技能與知識，在這作一次完整的呈現，所以，我與其他同學選擇了工業控制的演進（交通號誌控制電路），作為這次專題製作的主題。
我們選擇三種不同的形式的控制方法：
(一)以傳統工業配線來控制。
(二)以PLC來控制。
(三)以單晶片來控制
借由這三種的控制方式來呈現，我們工業配線控制的演進。
三、研究目的：
製作「模擬交通號誌控制」，主要是了解與我們日常生活的「行」有關，以此號誌控制的演進方式，代表著工業控制的演化與進步，藉此，激勵同學們學習，研究發展的風氣。
1.經由基礎控制電路瞭解交通號誌控制原理，明白自動與手動的相互依存性及重要性。
2.將基礎控制電路改由PLC控制時的差異性比較。
3.瞭解程式模組間的連結應用，進而解決連結過程中的修改問題。
4.進階研究遠端控制的可行性。
5.進階研究將感測器導入交通號誌控制的可行性。
四、文獻探討
(一)程式控制器之運用技術
王光復編著 華興、雙日－書局P.4（17行－25行）
(二)工業配線實習－低壓篇
黃盛豐、楊慶祥－編著 全華科技股份有限公司（298－300頁）
(三)微電腦控制
謝澄漢－編著 益眾出版社P. 219（4.6-2）－ P.221
五、研究設備器材
參考多方所蒐集的資料與實作的經驗，此專題製作，我們列出了有關的器材與設備，如下:
設 備 器 材 的 清 單
|
設備器材 |
單 位 |
數 量 |
|
木板： 長65、寬45 |
塊 |
2 |
|
書面紙（灰） |
張 |
2 |
|
書面紙（綠） |
張 |
1 |
|
貼布 |
卷 |
2 |
|
美工刀 |
把 |
2 |
|
木條 |
條 |
12 |
|
色紙 |
包 |
1 |
|
指示燈 （GL） |
個 |
4 |
|
指示燈 （YL） |
個 |
4 |
|
指示燈 （RL） |
個 |
4 |
PVC 3/8英吋 |
根 |
4 |
|
電鑽 |
把 |
1 |
|
導線 1.25－2.0mm² |
卷 |
1 |
|
PLC（A1-40MR） |
台 |
1 |
NFB |
2P |
2 |
|
延遲電驛 |
STP-110V |
4 |
|
切換開關 |
個 |
1 |
|
電力電驛 |
MK-2P |
2 |
|
麵包板 |
片 |
1 |
|
LED （紅黃綠） |
顆 |
各 2 |
|
AT89C51 （IC） |
只 |
1 |
|
色碼電阻（8.2K歐姆） |
顆 |
1 |
|
電解質電容器（10uf） |
顆 |
1 |
|
雲母電容器（20 P） |
顆 |
2 |
|
石英振盪器（12MHZ） |
顆 |
1 |
|
電腦 |
台 |
1 |
|
燒錄器 |
台 |
1 |
|
電源供應器 |
台 |
1 |
六、研究過程及方法
（一）參考交通號誌的線路圖。
（二）至交通路口觀察交通號誌的實際過程並拍照。
（三）研讀控制電路的工作原理。
（四）採購所需的材料與設備。
（五）控制面板模擬十字路口燈號的工藝製作（此項是最麻煩困難的階段）。
（六）傳統工業配線，微電腦及可程式控制器（PLC）的程式設計。其中程式不斷的與同學討論更改而確定。
（七）單晶片的燒錄及電子電路的製作。
（八）製作過程如下列照片
七、研究結果
（一）當作品在製作時，大家都絞盡腦汁，找尋資料詢問同學與老師大伙手腦並用，完成作品後大家都非常高興。
（二）經過幾次的檢查測試及修正，結果所有的動作原理，及動作情形與構思的一樣正確無誤。
（三）此三種作品的完成，經比較在單晶片的控制上符合工業控制所要求的精確而價廉。
（四）與老師討論結果，此作品完成。
八、討論
我們齊聚在一起從架構此一專題的設計圖與材料訂購，到電路的製作，每個人都有安排自己的工作，一起研討這一次的作品，雖然做的不是非常專業，但由於事先蒐集許多相關交通號誌的資料及策劃，所以，才會成功完成這一次的專題製作。
經過我們的研討之後：傳統低壓工業配線及PLC及單晶片的優缺點比較：如下表（一）
|
名 稱 |
傳統低壓工配 |
P L C |
單 晶 片 |
|
優 點： |
較重於傳統控制，器具限於傳統較易取得 |
1.電驛接線簡單 2.功能程式化 3.使用階梯圖易於明確了解 4.接線的錯誤降低維護檢修容易 |
1. 體積縮小 2. 功能增大 3. 學習過程簡單 4. 用於家電控制與資訊產品應用
|
|
缺 點： |
1. 體積龐大 2. 重量重 3. 線路複雜 4. 控制不易 5. 產品規格不能統一 6. 價格昂貴 |
1.PLC價格昂貴 2.會使用PLC接線檢修的技工為數較少 5. PLC未能中文化 |
1. 功率小、推動負載不易
|
（表一）
九、結論
這一次，有這種機會，做專題製作，當然，在這過程中也花了許多的時間也努力了很久，我們不斷的去構思，去修改，也曾失敗過，但我們不斷的精益求精，不但完成了實體的製作，也對協同合作有難忘的體認，當時專題製作，選擇此專題，目的是要多了解控制電路的基本應用原理，跟隨時代的潮流所選擇。在這一次的專題能夠順利完成，都是大家一起共同努力完成的。
十、參考資料
1. 可程式控制器運用技術－王光復（華興、雙日）
2. 可程式控制器精解－羅煥茂（全華科技）
3. 工業配線實習低壓篇－黃盛豐、楊慶祥（全華科技）
4. 微電腦控制－謝澄漢（益眾）
5. 低壓工業配線－司仲達（成龍）