Lampeggiatore LED della polizia programmabile utilizzando un STM8 [72 LED]: 9 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

L'STM8S001J3 è un microcontrollore a 8 bit che offre 8 Kbyte di memoria di programma Flash, oltre a una EEPROM True Data integrata. Viene indicato come un dispositivo a bassa densità nella famiglia di microcontrollori STM8S. Questo MCU offerto in un piccolo pacchetto SO8N. In questo articolo, costruiremo un dispositivo Lampeggiatore LED della polizia programmabile che può essere utilizzato per veicoli, motociclette e biciclette.

Riferimenti

Fonte:

[1]:

[2]:

[3]:

[4]:

[5]:

[6]:

[7]:

[8]:

[9]:

[10]:

[1]: Analisi del circuito La figura 1 mostra il diagramma schematico del dispositivo. Il cuore di questo circuito è un microcontrollore STM8S001.

Fase 1: Figura 1: Figura 1 Schema schematico del lampeggiatore LED programmabile della polizia

Iniziamo l'analisi dall'alimentatore. C2 e C3 vengono utilizzati per ridurre i disturbi della tensione di ingresso. Quindi la tensione viene gestita al regolatore 78M09 [1] (REG1). Serve per stabilizzare la tensione a 9V. C4 e C6 vengono utilizzati per ridurre i rumori di uscita del regolatore.

L'uscita del REG1 è gestita da un filtro RC di primo ordine (R28 e C5). Aiuta a ridurre ulteriormente i rumori perché questo dispositivo potrebbe essere utilizzato continuamente in un ambiente rumoroso come un veicolo. Il modo migliore per esaminare il comportamento di questo filtro (o di altri tipi di filtro) è eseguire una misurazione pratica. L'oscilloscopio SDS1104X-E ha introdotto una bella funzione di diagramma di bode che può eseguire questo utile calcolo.

REG2 [2] viene utilizzato per convertire 9V in 5V per alimentare l'MCU STM8s001 [3] (IC1). C7 è un condensatore di filtraggio supplementare per IC1.

IC1 MCU è programmato utilizzando un singolo cavo SWIM. È l'acronimo di Single-Wire Interface Module. È un collegamento ad alta velocità tra l'MCU e il programmatore/debugger. Questo pin deve essere collegato al pin SWIM del programmatore/debugger. Anche il pin di terra deve essere collegato. Questo completa la connessione (P2).

IC2 e IC3 sono Mosfet SMD a canale N logico [4] che vengono utilizzati per accendere/spegnere i LED. I pin di gate di entrambi i MOSFET sono stati abbassati utilizzando resistori da 4,7K per evitare l'attivazione indesiderata (R13, R14). SW1 è un pulsante tattile utilizzato per passare da un programma all'altro del lampeggiatore. R27 è un resistore di pull-up e C8 riduce i possibili rumori di antirimbalzo dei pulsanti.

I resistori da R1 a R26 vengono utilizzati per limitare la corrente dei LED. In ogni parte, ho messo 3 LED in serie che sono collegati alla guida +9V (Figura 2). Le caratteristiche dei LED variano da produttore a produttore. Pertanto non possiamo assegnare un resistore di serie limitatore fisso per tutte le circostanze. La corrente massima tollerabile di un LED da 5 mm è di circa 25 mA. Pertanto il valore del resistore che potrebbe limitare la corrente a circa 15 mA (un po' più della metà) sembra sufficiente e non influisce sulla durata dei LED e non diminuisce significativamente la luminosità del LED.

Puoi partire da un resistore da 100 Ohm e aumentarlo e contemporaneamente monitorare la corrente. Nel mio caso, ho letto 15 mA utilizzando un resistore da 180 ohm.

Passaggio 2: Figura 2: Trovare il miglior valore di resistenza per i LED della serie

[2]: Layout PCB La Figura 3 mostra il layout PCB del lampeggiatore (ultima revisione). È una scheda PCB a strato singolo. Ad eccezione dei LED, tutti i componenti sono SMD e saldati sul lato rame. Nel processo di progettazione di questo schema e PCB, ho utilizzato diverse librerie predefinite di SamacSys. IC1 [5], IC2 [6], IC3 [7], REG1 [8] e REG2 [9] sono installati utilizzando le librerie SamacSys e il suo plugin Altium Designer [10] (Figura 4). Ha risparmiato molto del mio tempo di progettazione. Faccio sempre errori quando progetto da zero le librerie che mi rovinano la giornata e i prototipi di PCB. Queste librerie sono gratuite e, cosa più importante, seguono gli standard di impronta IPC.

Fase 3: Figura 3: il layout PCB del circuito Police-Flasher (ultima revisione)

Passaggio 4: Figura 4: Componenti selezionati nel plugin SamacSys Altium

Le figure 5 e 6 mostrano le viste 3D della revisione finale della scheda PCB.

Passaggio 5: Figura 5: una vista 3D della scheda PCB dall'alto (ultima revisione)

Passaggio 6: Figura 6: una vista 3D della scheda PCB dal basso (ultima revisione)

L'immagine 7 mostra un'immagine del primo prototipo di PCB testato. L'ho ordinato su PCBWay e ho ricevuto 5 schede allo stesso prezzo. Come puoi vedere, la qualità costruttiva va bene. Nell'ultima revisione, ho modificato alcuni footprint dei componenti (tutti sono SMD tranne i LED) e spostato i cavi di alimentazione sul lato inferiore. Salderai i cavi di alimentazione da 12 V direttamente sulla scheda PCB.

Passaggio 7: Figura 7: il primo prototipo della scheda Flasher

[3] Software Gli MCU STM8 sono buoni chip, ma comunque STM8CubeMX non li supporta completamente. Significa che il software non genera ancora il codice per gli STM8. Tuttavia, è possibile utilizzare ST Visual Develop (STVP) come compilatore e librerie pre-scritte per gli STM8 (STSW). La Figura 8 mostra l'IDE STVP. È inoltre necessario installare il COSMIC STM8 per essere utilizzato come compilatore da STVP.

Passaggio 8: Figura 8: l'IDE di sviluppo visivo di ST

Ho usato il GPIO e le librerie di interrupt esterne per scrivere tre programmi lampeggianti. Il software è disponibile gratuitamente. Puoi estendere il codice e aggiungere anche i tuoi programmi. Per ulteriori descrizioni, controlla il video di YouTube.

[4] Assemblaggio e Collaudo

La figura 9 mostra la distinta base. Non c'è niente di speciale nella saldatura. Le parti più piccole sono 0805 componenti passivi che puoi facilmente saldare utilizzando un filo di saldatura da 0,4 mm e un normale saldatore.

Passaggio 9: Figura 9: Distinta base

Fare attenzione alle polarità positiva e negativa dei LED. Prova ad acquistare tutti i LED blu e rossi dello stesso produttore, altrimenti potresti non ottenere luci uniformi e identiche per tutti i LED.

Ci sono alcuni ponticelli sul tabellone. Non dimenticare di effettuare collegamenti adeguati utilizzando alcuni resistori a zero ohm e simili. Collega il tuo programmatore STM (con il supporto SWIM) e seleziona il file adatto dalla cartella “Release” e programma il chip. Premendo il pulsante cambia il programma lampeggiante. Puoi aggiungere le tue routine di lampeggio e programmare il chip.