Programovateľný policajný LED blikač pomocou STM8 [72 LED]: 9 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

STM8S001J3 je 8-bitový mikrokontrolér, ktorý ponúka 8 kB pamäte programu Flash a integrovanú skutočnú dátovú EEPROM. V rodine mikrokontrolérov STM8S sa označuje ako zariadenie s nízkou hustotou. Tento MCU sa ponúka v malom balení SO8N. V tomto článku budeme stavať programovateľné policajné LED blikače, ktoré je možné použiť pre vozidlá, motocykle a bicykle.

Referencie

Zdroj:

[1]:

[2]:

[3]:

[4]:

[5]:

[6]:

[7]:

[8]:

[9]:

[10]:

[1]: Analýza obvoduObrázok 1 zobrazuje schematický diagram zariadenia. Srdcom tohto obvodu je mikrokontrolér STM8S001.

Krok 1: Obrázok 1: Obrázok 1 Schematický diagram programovateľného policajného LED blikača

Začnime analýzu z napájacej jednotky. C2 a C3 sa používajú na zníženie šumov vstupného napätia. Potom je napätie spracované na regulátor 78M09 [1] (REG1). Slúži na stabilizáciu napätia na 9V. C4 a C6 sa používajú na zníženie výstupných zvukov regulátora.

Výstup REG1 je spracovaný do RC filtra prvého rádu (R28 a C5). Pomáha to ešte viac znížiť hluk, pretože toto zariadenie možno nepretržite používať v hlučnom prostredí, akým je napríklad vozidlo. Správanie tohto filtra (alebo iných typov filtrov) môžete najlepšie preskúmať vykonaním praktického merania. Osciloskop SDS1104X-E predstavil peknú funkciu plotového bodu, ktorá dokáže vykonať tento užitočný výpočet.

REG2 [2] sa používa na prevod 9V na 5V na napájanie MCU STM8s001 [3] (IC1). C7 je doplnkový filtračný kondenzátor pre IC1.

IC1 MCU je programovaný pomocou jedného drôtu SWIM. Znamená to modul jednovodičového rozhrania. Jedná sa o vysokorýchlostné prepojenie medzi MCU a programátorom/debuggerom. Tento kolík musí byť pripojený k pinu SWIM programátora/debuggera. Musí byť tiež zapojený uzemňovací kolík. Tým sa dokončí pripojenie (P2).

IC2 a IC3 sú logické N-kanálové mosfety SMD [4], ktoré sa používajú na zapnutie/vypnutie LED diód. Kolíky brány oboch MOSFETov boli stiahnuté pomocou odporov 4,7K, aby sa zabránilo nechcenému spusteniu (R13, R14). SW1 je hmatové tlačidlo, ktoré sa používa na prepínanie medzi blikacími programami. R27 je vyťahovací odpor a C8 redukuje možné zvuky spôsobujúce odskakovanie tlačidiel.

Na obmedzenie prúdu diód LED sa používajú odpory R1 až R26. V každej časti som zaradil 3 LED diódy do série, ktoré sú pripojené k lište +9V (obrázok 2). Vlastnosti LED diód sa líšia od výrobcu k výrobcovi. Preto nemôžeme za každých okolností priradiť pevný limitujúci rezistor série. Maximálny prípustný prúd 5 mm diódy LED je okolo 25 mA. Preto hodnota odporu, ktorá by mohla obmedziť prúd na niekde okolo 15 mA (o niečo vyššia ako polovica), vyzerá dostatočne a neovplyvňuje životnosť LED diód a výrazne neznižuje jas LED.

Môžete začať so 100-ohmovým odporom a zvýšiť ho a súčasne monitorovať prúd. V mojom prípade som odčítal 15 mA pomocou odporu 180 ohmov.

Krok 2: Obrázok 2: Nájdenie najlepšej hodnoty odporu pre LED diódy radu

[2]: Rozloženie DPS Obrázok 3 zobrazuje rozloženie blikača na DPS (posledná revízia). Jedná sa o jednovrstvovú dosku s plošnými spojmi. Okrem LED diód sú všetky súčiastky SMD a spájkované na medenej strane. Pri procese návrhu tejto schémy a dosky plošných spojov som použil niekoľko vopred vyrobených knižníc od spoločnosti SamacSys. IC1 [5], IC2 [6], IC3 [7], REG1 [8] a REG2 [9] sa inštalujú pomocou knižníc SamacSys a jeho doplnku Altium Designer [10] (obrázok 4). Ušetrilo mi to veľa času pri navrhovaní. Vždy robím chyby, keď navrhujem knižnice od začiatku, ktoré mi kazia deň a prototypy DPS. Tieto knižnice sú bezplatné a čo je dôležitejšie, dodržujú štandardy IPC.

Krok 3: Obrázok 3: Rozloženie PCB obvodu policajného blikača (posledná revízia)

Krok 4: Obrázok 4: Vybrané komponenty v doplnku SamacSys Altium Plugin

Obrázky 5 a 6 zobrazujú 3D pohľady na konečnú revíziu dosky plošných spojov.

Krok 5: Obrázok 5: 3D pohľad na dosku plošných spojov zhora (posledná revízia)

Krok 6: Obrázok 6: 3D pohľad na dosku plošných spojov zospodu (posledná revízia)

Na obrázku 7 je obrázok prvého testovaného prototypu DPS. Objednal som si to na PCBWay a dostal som 5 dosiek za rovnakú cenu. Ako vidíte, kvalita zostavenia je v poriadku. V poslednej revízii som upravil stopy niektorých komponentov (všetky sú SMD okrem LED) a presunul napájacie vodiče na spodnú stranu. Napájacie vodiče 12V budete spájkovať priamo na doske plošných spojov.

Krok 7: Obrázok 7: Prvý prototyp dosky Flasher

[3] Software MCU STM8 sú pekné čipy, ale STM8CubeMX ich úplne nepodporuje. To znamená, že softvér zatiaľ negeneruje kód pre STM8s. Môžete však použiť ST Visual Develop (STVP) ako kompilátor a vopred napísané knižnice pre STM8s (STSW). Obrázok 8 ukazuje ID STVP. Musíte tiež nainštalovať COSMIC STM8, ktorý bude ako kompilátor používať STVP.

Krok 8: Obrázok 8: ST Visual Develop IDE

Na napísanie troch blikajúcich programov som použil knižnice GPIO a externé prerušenia. Softvér je voľne dostupný. Kód môžete rozšíriť a pridať aj svoje vlastné programy. Podrobnejší popis nájdete vo videu na YouTube.

[4] Montáž a test

Obrázok 9 zobrazuje kusovník. Na spájkovaní nie je nič zvláštne. Najmenšími časťami sú pasívne súčiastky 0805, ktoré môžete ľahko spájkovať pomocou 0,4 mm spájkovacieho drôtu a obyčajnej spájkovačky.

Krok 9: Obrázok 9: Kusovník

Dávajte pozor na kladné a záporné polarity LED diód. Pokúste sa kúpiť všetky modré a červené diódy LED od rovnakého výrobcu, inak sa vám môžu stať, že pre všetky diódy LED nebudete mať hladké a identické svetlá.

Na doske je niekoľko prepojok. Nezabudnite vytvoriť správne pripojenie pomocou niekoľkých odporov s nulovým ohmom a podobných. Pripojte programátor STM (s podporou SWIM) a vyberte vhodný súbor z priečinka „Release“a naprogramujte čip. Stlačením tlačidla sa blikajúci program zmení. Môžete pridať svoje vlastné blikajúce rutiny a naprogramovať čip.