Αναβοσβήσιμο LED με δυνατότητα προγραμματισμού με χρήση STM8 [72 LED]: 9 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Ο STM8S001J3 είναι ένας μικροελεγκτής 8-bit που προσφέρει μνήμη προγράμματος Flash 8 Kbytes, συν ένα ενσωματωμένο πραγματικό EEPROM δεδομένων. Αναφέρεται ως συσκευή χαμηλής πυκνότητας στην οικογένεια μικροελεγκτών STM8S. Αυτό το MCU προσφέρεται σε ένα μικρό πακέτο SO8N. Σε αυτό το άρθρο, πρόκειται να δημιουργήσουμε μια προγραμματιζόμενη συσκευή LED Flasher που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για οχήματα, μοτοσικλέτες και ποδήλατα.

βιβλιογραφικές αναφορές

Πηγή:

[1]:

[2]:

[3]:

[4]:

[5]:

[6]:

[7]:

[8]:

[9]:

[10]:

[1]: Ανάλυση κυκλώματοςΤο Σχήμα 1 δείχνει το σχηματικό διάγραμμα της συσκευής. Η καρδιά αυτού του κυκλώματος είναι ένας μικροελεγκτής STM8S001.

Βήμα 1: Εικόνα 1: Εικόνα 1 Σχηματικό διάγραμμα του προγραμματιζόμενου αστυνομικού LED-Flasher

Ας ξεκινήσουμε την ανάλυση από τη μονάδα τροφοδοσίας. Τα C2 και C3 χρησιμοποιούνται για τη μείωση των θορύβων τάσης εισόδου. Στη συνέχεια, η τάση μεταφέρεται στον ρυθμιστή 78M09 [1] (REG1). Χρησιμοποιείται για τη σταθεροποίηση της τάσης στα 9V. Τα C4 και C6 χρησιμοποιούνται για τη μείωση των θορύβων εξόδου του ρυθμιστή.

Η έξοδος του REG1 χειρίζεται ένα φίλτρο RC πρώτης τάξης (R28 και C5). Βοηθά στη μείωση των θορύβων ακόμη περισσότερο επειδή αυτή η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιείται συνεχώς σε θορυβώδες περιβάλλον, όπως ένα όχημα. Ο καλύτερος τρόπος για να εξετάσετε τη συμπεριφορά αυτού του φίλτρου (ή άλλων τύπων φίλτρων) είναι να εκτελέσετε μια πρακτική μέτρηση. Ο παλμογράφος SDS1104X-E εισήγαγε ένα ωραίο χαρακτηριστικό bode plot που μπορεί να εκτελέσει αυτόν τον χρήσιμο υπολογισμό.

Το REG2 [2] χρησιμοποιείται για τη μετατροπή 9V σε 5V για την παροχή του STM8s001 MCU [3] (IC1). Το C7 είναι ένας συμπληρωματικός πυκνωτής φιλτραρίσματος για το IC1.

Το IC1 MCU προγραμματίζεται χρησιμοποιώντας ένα μόνο καλώδιο SWIM. Αντιπροσωπεύει το Single-Wire Interface Module. Είναι ένας σύνδεσμος υψηλής ταχύτητας μεταξύ του MCU και του προγραμματιστή/εντοπισμού σφαλμάτων. Αυτός ο πείρος πρέπει να είναι συνδεδεμένος με τον πείρο SWIM του προγραμματιστή/εντοπισμού σφαλμάτων. Πρέπει επίσης να συνδεθεί ο πείρος γείωσης. Αυτό ολοκληρώνει τη σύνδεση (P2).

Τα IC2 και IC3 είναι λογικά SMD Mosfets καναλιών N [4] που χρησιμοποιούνται για την ενεργοποίηση/απενεργοποίηση των LED. Οι πείροι πύλης και των δύο MOSFET έχουν τραβηχτεί χρησιμοποιώντας αντιστάσεις 4,7K για να αποφευχθεί η ανεπιθύμητη ενεργοποίηση (R13, R14). Το SW1 είναι ένα απτικό κουμπί που χρησιμοποιείται για εναλλαγή μεταξύ προγραμμάτων φλας. Το R27 είναι μια αντίσταση έλξης και το C8 μειώνει τους πιθανούς θορύβους αποσύνδεσης του κουμπιού.

Οι αντιστάσεις R1 έως R26 χρησιμοποιούνται για τον περιορισμό του ρεύματος των LED. Σε κάθε μέρος, έχω βάλει 3 LED σε σειρά που συνδέονται με τη ράγα +9V (Εικόνα 2). Τα χαρακτηριστικά των LED διαφέρουν από κατασκευαστή σε κατασκευαστή. Επομένως, δεν μπορούμε να αντιστοιχίσουμε μια σταθερή περιοριστική αντίσταση σειράς για όλες τις περιστάσεις. Το μέγιστο ανεκτό ρεύμα ενός LED 5mm είναι περίπου 25mA. Επομένως, η τιμή της αντίστασης που θα μπορούσε να περιορίσει το ρεύμα κάπου στα 15mA (λίγο υψηλότερη από το μισό) φαίνεται επαρκής και δεν επηρεάζει τη διάρκεια ζωής των LED και δεν μειώνει σημαντικά τη φωτεινότητα των LED.

Μπορείτε να ξεκινήσετε από μια αντίσταση 100 Ohm και να την αυξήσετε και ταυτόχρονα να παρακολουθείτε το ρεύμα. Στην περίπτωσή μου, διάβασα 15mA χρησιμοποιώντας αντίσταση 180 ohm.

Βήμα 2: Εικόνα 2: Εύρεση της καλύτερης τιμής αντίστασης για τις σειρές LED

[2]: Διάταξη PCB Το Σχήμα 3 δείχνει τη διάταξη PCB του φλας (τελευταία αναθεώρηση). Είναι ένας πίνακας PCB μονής στρώσης. Εκτός από τα LED, όλα τα εξαρτήματα είναι SMD και κολλημένα στην πλευρά του χαλκού. Στη διαδικασία σχεδιασμού αυτού του σχηματικού και PCB, χρησιμοποίησα αρκετές προκατασκευασμένες βιβλιοθήκες από το SamacSys. Τα IC1 [5], IC2 [6], IC3 [7], REG1 [8] και REG2 [9] εγκαθίστανται χρησιμοποιώντας τις βιβλιοθήκες SamacSys και το πρόσθετο Altium Designer [10] (Εικόνα 4). Εξοικονόμησε πολύ χρόνο στο σχεδιασμό μου. Κάνω πάντα λάθη όταν σχεδιάζω τις βιβλιοθήκες από την αρχή που καταστρέφουν τη μέρα μου και τα πρωτότυπα PCB. Αυτές οι βιβλιοθήκες είναι δωρεάν και το πιο σημαντικό, ότι ακολουθούν τα πρότυπα IPC footprint.

Βήμα 3: Εικόνα 3: Η διάταξη PCB του κυκλώματος Police-Flasher (τελευταία αναθεώρηση)

Βήμα 4: Εικόνα 4: Επιλεγμένα στοιχεία στην προσθήκη SamacSys Altium

Τα σχήματα 5 και 6 δείχνουν τις τρισδιάστατες προβολές της τελικής αναθεώρησης της πλακέτας PCB.

Βήμα 5: Εικόνα 5: τρισδιάστατη προβολή της πλακέτας PCB από την κορυφή (τελευταία αναθεώρηση)

Βήμα 6: Εικόνα 6: τρισδιάστατη προβολή της πλακέτας PCB από το κάτω μέρος (τελευταία αναθεώρηση)

Η εικόνα 7 δείχνει μια εικόνα του πρώτου δοκιμασμένου πρωτοτύπου PCB. Το παρήγγειλα στο PCBWay και πήρα 5 σανίδες στην ίδια τιμή. Όπως μπορείτε να δείτε, η ποιότητα κατασκευής είναι καλή. Στην τελευταία αναθεώρηση, έχω τροποποιήσει μερικά ίχνη εξαρτημάτων (όλα είναι SMD εκτός από LED) και μετακίνησα τα καλώδια τροφοδοσίας στην κάτω πλευρά. Θα κολλήσετε τα καλώδια τροφοδοσίας 12V απευθείας στην πλακέτα PCB.

Βήμα 7: Εικόνα 7: Το πρώτο πρωτότυπο του πίνακα Flasher

[3] Τα λογισμικά STM8 MCU είναι ωραία τσιπ, αλλά παρόλα αυτά, το STM8CubeMX δεν τα υποστηρίζει πλήρως. Αυτό σημαίνει ότι το λογισμικό δεν δημιουργεί ακόμη τον κώδικα για STM8. Ωστόσο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το ST Visual Develop (STVP) ως μεταγλωττιστή και προκαθορισμένες βιβλιοθήκες για τα STM8 (STSW). Το σχήμα 8 δείχνει το STVP IDE. Πρέπει επίσης να εγκαταστήσετε το COSMIC STM8 για να χρησιμοποιηθεί ως μεταγλωττιστής από το STVP.

Βήμα 8: Εικόνα 8: Το ST Visual Develop IDE

Χρησιμοποίησα το GPIO και τις εξωτερικές βιβλιοθήκες διακοπών για να γράψω τρία προγράμματα που αναβοσβήνουν. Το λογισμικό διατίθεται ελεύθερα. Μπορείτε να επεκτείνετε τον κώδικα και να προσθέσετε και τα δικά σας προγράμματα. Για περισσότερη περιγραφή, ελέγξτε το βίντεο του YouTube.

[4] Συναρμολόγηση και δοκιμή

Το σχήμα 9 δείχνει το τιμολόγιο των υλικών. Τίποτα δεν είναι ιδιαίτερο στη συγκόλληση. Τα μικρότερα μέρη είναι 0805 παθητικά εξαρτήματα που μπορείτε εύκολα να τα κολλήσετε χρησιμοποιώντας ένα σύρμα συγκόλλησης 0,4 mm και ένα συνηθισμένο συγκολλητικό σίδερο.

Βήμα 9: Εικόνα 9: Λογαριασμός Υλικών

Προσοχή στις θετικές και αρνητικές πολικότητες των LED. Προσπαθήστε να αγοράσετε όλα τα μπλε και κόκκινα LED από τον ίδιο κατασκευαστή, διαφορετικά, ενδέχεται να μην έχετε λεία και πανομοιότυπα φώτα για όλα τα LED.

Υπάρχουν μερικοί άλτες στο ταμπλό. Μην ξεχάσετε να κάνετε σωστές συνδέσεις χρησιμοποιώντας μερικές αντιστάσεις μηδενικού ωμ και παρόμοια. Συνδέστε τον προγραμματιστή σας STM (με την υποστήριξη SWIM) και επιλέξτε το κατάλληλο αρχείο από το φάκελο "Release" και προγραμματίστε το τσιπ. Πατώντας το κουμπί, το πρόγραμμα που αναβοσβήνει αλλάζει. Μπορείτε να προσθέσετε τις δικές σας ρουτίνες που αναβοσβήνουν και να προγραμματίσετε το τσιπ.