Programovatelný policejní LED blikač pomocí STM8 [72 LED]: 9 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

STM8S001J3 je 8bitový mikrokontrolér, který nabízí 8 kB paměti programu Flash a integrovanou skutečnou datovou EEPROM. Je označován jako zařízení s nízkou hustotou v rodině mikrokontrolérů STM8S. Tento MCU nabízený v malém balení SO8N. V tomto článku budeme stavět programovatelné policejní LED blikače, které lze použít pro vozidla, motocykly a jízdní kola.

Reference

Zdroj:

[1]:

[2]:

[3]:

[4]:

[5]:

[6]:

[7]:

[8]:

[9]:

[10]:

[1]: Analýza obvodu Na obrázku 1 je schematický diagram zařízení. Srdcem tohoto obvodu je mikrokontrolér STM8S001.

Krok 1: Obrázek 1: Obrázek 1 Schematický diagram programovatelného policejního LED blikače

Začněme analýzu z napájecí jednotky. C2 a C3 se používají ke snížení šumů vstupního napětí. Poté je napětí zpracováno na regulátor 78M09 [1] (REG1). Slouží ke stabilizaci napětí na 9V. C4 a C6 se používají ke snížení výstupních hluků regulátoru.

Výstup REG1 je zpracován do RC filtru prvního řádu (R28 a C5). Pomáhá ještě více snížit hluk, protože toto zařízení může být nepřetržitě používáno v hlučném prostředí, jako je vozidlo. Chování tohoto filtru (nebo jiných typů filtrů) lze nejlépe prověřit provedením praktického měření. Osciloskop SDS1104X-E představil pěknou funkci plot plot, která dokáže provést tento užitečný výpočet.

REG2 [2] se používá k převodu 9V na 5V pro napájení MCU STM8s001 [3] (IC1). C7 je doplňkový filtrační kondenzátor pro IC1.

IC1 MCU se programuje pomocí jediného SWIM drátu. Zkratka znamená Single-Wire Interface Module. Jedná se o vysokorychlostní propojení mezi MCU a programátorem/debuggerem. Tento pin musí být připojen ke kolíku SWIM programátoru/debuggeru. Musí být také připojen zemnicí kolík. Tím je připojení dokončeno (P2).

IC2 a IC3 jsou logické N-Channel SMD mosfety [4], které se používají k zapnutí/vypnutí LED diod. Piny brány obou MOSFETů byly staženy pomocí odporů 4,7K, aby se zabránilo nežádoucímu spuštění (R13, R14). SW1 je hmatové tlačítko, které slouží k přepínání mezi programy blikání. R27 je výsuvný odpor a C8 snižuje možné zvuky odskakování tlačítka.

K omezení proudu LED se používají odpory R1 až R26. V každé části jsem dal 3 LED diody do série, které jsou připojeny k liště +9V (obrázek 2). Vlastnosti LED diod se liší od výrobce k výrobci. Proto nemůžeme za všech okolností přiřadit pevný omezující odpor rezistoru. Maximální přípustný proud 5mm LED je kolem 25mA. Hodnota odporu, která by mohla omezit proud někde kolem 15 mA (o něco vyšší než polovina), proto vypadá dostatečně a neovlivňuje životnost LED a významně nesnižuje jas LED.

Můžete začít od odporu 100 ohmů a zvýšit jej a současně sledovat proud. V mém případě jsem odečetl 15 mA pomocí odporu 180 ohmů.

Krok 2: Obrázek 2: Nalezení nejlepší hodnoty odporu pro LED diody řady

[2]: Rozvržení desky plošných spojů Obrázek 3 ukazuje rozvržení desky plošných spojů blikače (poslední revize). Jedná se o jednovrstvou desku plošných spojů. Kromě LED jsou všechny komponenty SMD a pájeny na měděné straně. Při návrhu tohoto schématu a desky plošných spojů jsem použil několik předem připravených knihoven od SamacSys. IC1 [5], IC2 [6], IC3 [7], REG1 [8] a REG2 [9] se instalují pomocí knihoven SamacSys a jeho pluginu Altium Designer [10] (obrázek 4). Ušetřilo mi to spoustu času při návrhu. Vždy dělám chyby, když navrhuji knihovny od nuly, které mi kazí den a prototypy PCB. Tyto knihovny jsou zdarma a co je důležitější, dodržují standardy IPC.

Krok 3: Obrázek 3: Rozložení PCB obvodu Police-Flasher (poslední revize)

Krok 4: Obrázek 4: Vybrané součásti v SamacSys Altium Plugin

Obrázky 5 a 6 ukazují 3D pohledy na finální revizi desky plošných spojů.

Krok 5: Obrázek 5: 3D pohled na desku plošných spojů shora (poslední revize)

Krok 6: Obrázek 6: 3D pohled na desku plošných spojů zespodu (poslední revize)

Na obrázku 7 je obrázek prvního testovaného prototypu DPS. Objednal jsem si to na PCBWay a dostal jsem 5 desek za stejnou cenu. Jak vidíte, kvalita sestavení je v pořádku. V poslední revizi jsem upravil některé stopy komponent (všechny jsou SMD kromě LED) a přesunul napájecí vodiče na spodní stranu. Napájecí vodiče 12V připájíte přímo na desku plošných spojů.

Krok 7: Obrázek 7: První prototyp desky Flasher

[3] Software MCU STM8 jsou pěkné čipy, ale přesto je STM8CubeMX plně nepodporuje. To znamená, že software zatím nevygeneruje kód pro STM8. Můžete však použít ST Visual Develop (STVP) jako kompilátor a předem napsané knihovny pro STM8s (STSW). Obrázek 8 ukazuje ID STVP. Musíte také nainstalovat COSMIC STM8, který bude používán jako překladač STVP.

Krok 8: Obrázek 8: ST Visual Develop IDE

Knihovny GPIO a externí přerušení jsem použil k napsání tří blikajících programů. Software je volně dostupný. Kód můžete rozšířit a přidat také své vlastní programy. Další popis naleznete ve videu na YouTube.

[4] Montáž a zkouška

Obrázek 9 ukazuje kusovník. Na pájení není nic zvláštního. Nejmenší součásti jsou pasivní součásti 0805, které můžete snadno pájet pomocí 0,4 mm pájecího drátu a obyčejné páječky.

Krok 9: Obrázek 9: Kusovník

Dávejte pozor na pozitivní a negativní polaritu LED. Pokuste se koupit všechny modré a červené LED diody od stejného výrobce, v opačném případě nemusíte mít hladká a stejná světla pro všechny LED diody.

Na desce je několik propojek. Nezapomeňte provést správná připojení pomocí několika odporů nulového ohmu a podobných. Připojte svůj programátor STM (s podporou SWIM) a vyberte příslušný soubor ze složky „Release“a naprogramujte čip. Stisknutím tlačítka se blikající program změní. Můžete přidat vlastní blikající rutiny a programovat čip.