ไฟกะพริบ LED ตำรวจที่ตั้งโปรแกรมได้โดยใช้ STM8 [72 LEDs]: 9 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

STM8S001J3 เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิตที่มีหน่วยความจำโปรแกรมแฟลช 8 Kbytes รวมถึง EEPROM ข้อมูลจริงในตัว เรียกว่าเป็นอุปกรณ์ความหนาแน่นต่ำในตระกูลไมโครคอนโทรลเลอร์ STM8S MCU นี้มีให้ในแพ็คเกจ SO8N ขนาดเล็ก ในบทความนี้ เราจะสร้างอุปกรณ์ตำรวจ LED Flasher ที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ ซึ่งสามารถใช้ได้กับรถยนต์ รถจักรยานยนต์ และจักรยาน

อ้างอิง

ที่มา:

[1]:

[2]:

[3]:

[4]:

[5]:

[6]:

[7]:

[8]:

[9]:

[10]:

[1]: การวิเคราะห์วงจร รูปที่ 1 แสดงแผนผังของอุปกรณ์ หัวใจของวงจรนี้คือไมโครคอนโทรลเลอร์ STM8S001

ขั้นตอนที่ 1: รูปที่ 1: รูปที่ 1 แผนผังของ LED-Flasher ตำรวจที่ตั้งโปรแกรมได้

เริ่มการวิเคราะห์จากหน่วยจ่ายไฟ C2 และ C3 ใช้เพื่อลดสัญญาณรบกวนของแรงดันไฟฟ้าขาเข้า จากนั้นแรงดันไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังตัวควบคุม 78M09 [1] (REG1) ใช้สำหรับปรับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ที่ 9V C4 และ C6 ใช้เพื่อลดเสียงเอาต์พุตของตัวควบคุม

เอาต์พุตของ REG1 ได้รับการจัดการกับตัวกรอง RC ลำดับแรก (R28 และ C5) ช่วยลดเสียงรบกวนได้ดียิ่งขึ้น เนื่องจากอาจใช้อุปกรณ์นี้อย่างต่อเนื่องในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงดัง เช่น ในรถยนต์ วิธีที่ดีที่สุดในการตรวจสอบพฤติกรรมของตัวกรองนี้ (หรือตัวกรองประเภทอื่นๆ) คือการดำเนินการวัดในทางปฏิบัติ ออสซิลโลสโคป SDS1104X-E นำเสนอคุณลักษณะพล็อตลางดีที่สามารถทำการคำนวณที่มีประโยชน์นี้ได้

REG2 [2] ใช้เพื่อแปลง 9V เป็น 5V เพื่อจ่าย STM8s001 MCU [3] (IC1) C7 เป็นตัวเก็บประจุกรองเสริมสำหรับ IC1

IC1 MCU ถูกตั้งโปรแกรมโดยใช้สาย SWIM เส้นเดียว ย่อมาจาก Single-Wire Interface Module เป็นลิงค์ความเร็วสูงระหว่าง MCU และโปรแกรมเมอร์/ดีบักเกอร์ พินนี้ต้องเชื่อมต่อกับพิน SWIM ของโปรแกรมเมอร์/ดีบักเกอร์ ต้องต่อสายดินด้วย เสร็จสิ้นการเชื่อมต่อ (P2)

IC2 และ IC3 เป็นลอจิก N-Channel SMD Mosfets [4] ที่ใช้เพื่อเปิด/ปิดไฟ LED หมุดเกทของ MOSFET ทั้งสองถูกดึงลงโดยใช้ตัวต้านทาน 4.7K เพื่อหลีกเลี่ยงการกระตุ้นที่ไม่ต้องการ (R13, R14) SW1 เป็นปุ่มกดสัมผัสที่ใช้สลับไปมาระหว่างโปรแกรมกะพริบ R27 เป็นตัวต้านทานแบบดึงขึ้นและ C8 ช่วยลดเสียงรบกวนจากปุ่มกดที่เป็นไปได้

ตัวต้านทาน R1 ถึง R26 ใช้เพื่อจำกัดกระแสไฟ LED ในแต่ละส่วน ฉันได้ใส่ LED 3 ดวงในซีรีย์ที่เชื่อมต่อกับราง +9V (รูปที่ 2) ลักษณะของไฟ LED จะแตกต่างกันไปในแต่ละผู้ผลิต ดังนั้นเราจึงไม่สามารถกำหนดตัวต้านทานอนุกรมจำกัดตายตัวได้ในทุกสถานการณ์ กระแสไฟ LED ขนาด 5 มม. ที่ทนได้สูงสุดอยู่ที่ประมาณ 25mA ดังนั้นค่าตัวต้านทานที่สามารถจำกัดกระแสให้อยู่ที่ประมาณ 15mA (สูงกว่าครึ่งหนึ่งเล็กน้อย) จึงดูเพียงพอและไม่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของ LED และไม่ลดความสว่างของ LED อย่างมีนัยสำคัญ

คุณสามารถเริ่มจากตัวต้านทาน 100-Ohm และเพิ่มค่าและตรวจสอบกระแสพร้อมกันได้ ในกรณีของฉัน ฉันอ่าน 15mA โดยใช้ตัวต้านทาน 180 โอห์ม

ขั้นตอนที่ 2: รูปที่ 2: ค้นหาค่าตัวต้านทานที่ดีที่สุดสำหรับ LED ซีรีส์

[2]: PCB LayoutFigure 3 แสดงรูปแบบ PCB ของ flasher (แก้ไขล่าสุด) เป็นบอร์ด PCB ชั้นเดียว ยกเว้น LED ส่วนประกอบทั้งหมดเป็น SMD และบัดกรีที่ด้านทองแดง ในกระบวนการออกแบบแผนผังและ PCB นี้ ฉันใช้ไลบรารีที่สร้างไว้ล่วงหน้าหลายไลบรารีจาก SamacSys IC1 [5], IC2 [6], IC3 [7], REG1 [8] และ REG2 [9] ได้รับการติดตั้งโดยใช้ไลบรารี SamacSys และปลั๊กอิน Altium Designer [10] (รูปที่ 4) ช่วยประหยัดเวลาในการออกแบบของฉันได้มาก ฉันมักจะทำผิดพลาดเสมอเมื่อออกแบบไลบรารี่ตั้งแต่เริ่มต้น ซึ่งทำลายวันของฉันและต้นแบบ PCB ห้องสมุดเหล่านี้ฟรีและที่สำคัญกว่านั้นคือปฏิบัติตามมาตรฐาน IPC footprint

ขั้นตอนที่ 3: รูปที่ 3: เค้าโครง PCB ของวงจรตำรวจ - Flasher (แก้ไขล่าสุด)

ขั้นตอนที่ 4: รูปที่ 4: ส่วนประกอบที่เลือกในปลั๊กอิน SamacSys Altium

รูปที่ 5 และ 6 แสดงมุมมอง 3 มิติของการแก้ไขขั้นสุดท้ายของบอร์ด PCB

ขั้นตอนที่ 5: รูปที่ 5: มุมมอง 3 มิติของบอร์ด PCB จากด้านบน (แก้ไขล่าสุด)

ขั้นตอนที่ 6: รูปที่ 6: มุมมอง 3 มิติของบอร์ด PCB จากด้านล่าง (แก้ไขล่าสุด)

ภาพที่ 7 แสดงภาพต้นแบบ PCB ที่ทดสอบครั้งแรก ฉันสั่งบน PCBWay และฉันได้ 5 แผงในราคาเดียวกัน อย่างที่คุณเห็นคุณภาพงานสร้างนั้นดี ในการแก้ไขครั้งล่าสุด ฉันได้แก้ไขรอยเท้าส่วนประกอบบางส่วน (ทั้งหมดเป็น SMD ยกเว้น LED) และย้ายสายไฟไปไว้ด้านล่าง คุณจะบัดกรีสายไฟ 12V โดยตรงบนบอร์ด PCB

ขั้นตอนที่ 7: รูปที่ 7: ต้นแบบแรกของ Flasher Board

[3] SoftwareSTM8 MCU เป็นชิปที่ดี แต่ STM8CubeMX ยังไม่รองรับอย่างเต็มที่ หมายความว่าซอฟต์แวร์ยังไม่ได้สร้างรหัสสำหรับ STM8 อย่างไรก็ตาม คุณสามารถใช้ ST Visual Develop (STVP) เป็นคอมไพเลอร์และไลบรารี่ที่เขียนไว้ล่วงหน้าสำหรับ STM8 (STSW) รูปที่ 8 แสดง STVP IDE คุณต้องติดตั้ง COSMIC STM8 เพื่อใช้เป็นคอมไพเลอร์โดย STVP

ขั้นตอนที่ 8: รูปที่ 8: ST Visual Develop IDE

ฉันใช้ GPIO และไลบรารีอินเตอร์รัปต์ภายนอกเพื่อเขียนโปรแกรมกะพริบสามโปรแกรม ซอฟต์แวร์นี้ใช้ได้ฟรี คุณสามารถขยายโค้ดและเพิ่มโปรแกรมของคุณเองได้เช่นกัน สำหรับคำอธิบายเพิ่มเติม โปรดตรวจสอบวิดีโอ YouTube

[4] การประกอบและการทดสอบ

รูปที่ 9 แสดงรายการวัสดุ ไม่มีอะไรพิเศษเกี่ยวกับการบัดกรี ชิ้นส่วนที่เล็กที่สุดคือ 0805 ส่วนประกอบแบบพาสซีฟที่คุณสามารถบัดกรีได้อย่างง่ายดายโดยใช้ลวดบัดกรี 0.4 มม. และหัวแร้งธรรมดา

ขั้นตอนที่ 9: รูปที่ 9: รายการวัสดุ

โปรดใช้ความระมัดระวังเกี่ยวกับขั้วบวกและขั้วลบของ LED ลองซื้อ LED สีน้ำเงินและสีแดงทั้งหมดจากผู้ผลิตรายเดียวกัน มิฉะนั้น คุณอาจไม่ได้รับไฟที่ราบรื่นและเหมือนกันสำหรับ LED ทั้งหมด

มีจัมเปอร์อยู่บนกระดาน อย่าลืมทำการเชื่อมต่อที่เหมาะสมโดยใช้ตัวต้านทานศูนย์โอห์มสองสามตัวและที่คล้ายกัน เชื่อมต่อโปรแกรมเมอร์ STM ของคุณ (ด้วยการสนับสนุน SWIM) และเลือกไฟล์ที่เหมาะสมจากโฟลเดอร์ "Release" และตั้งโปรแกรมชิป เมื่อกดปุ่ม โปรแกรมกระพริบจะเปลี่ยน คุณสามารถเพิ่มกิจวัตรการกะพริบของคุณเองและตั้งโปรแกรมชิปได้