Pisca-pisca policial programável usando um STM8 [72 LEDs]: 9 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

O STM8S001J3 é um microcontrolador de 8 bits que oferece 8 Kbytes de memória de programa Flash, além de um EEPROM de dados reais integrado. É conhecido como um dispositivo de baixa densidade na família de microcontroladores STM8S. Este MCU oferecido em um pequeno pacote SO8N. Neste artigo, vamos construir um dispositivo programável Police LED Flasher que pode ser usado em veículos, motocicletas e bicicletas.

Referências

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[1]: Circuit AnalysisFigure 1 mostra o diagrama esquemático do dispositivo. O coração deste circuito é um microcontrolador STM8S001.

Etapa 1: Figura 1: Figura 1 Diagrama esquemático do LED-pisca-pisca programável da polícia

Vamos começar a análise da fonte de alimentação. C2 e C3 são usados para reduzir os ruídos da tensão de entrada. Em seguida, a tensão é transferida para o regulador 78M09 [1] (REG1). É usado para estabilizar a tensão em 9V. C4 e C6 são usados para reduzir os ruídos de saída do regulador.

A saída do REG1 é tratada por um filtro RC de primeira ordem (R28 e C5). Isso ajuda a reduzir ainda mais os ruídos porque este dispositivo pode ser usado continuamente em um ambiente barulhento, como um veículo. A melhor maneira de examinar o comportamento desse filtro (ou de outros tipos de filtro) é realizar uma medição prática. O osciloscópio SDS1104X-E introduziu um bom recurso de gráfico de bode que pode realizar esse cálculo útil.

REG2 [2] é usado para converter 9 V em 5 V para fornecer o MCU STM8s001 [3] (IC1). C7 é um capacitor de filtragem suplementar para o IC1.

IC1 MCU é programado usando um único fio SWIM. Significa Módulo de Interface de Fio Único. É um link de alta velocidade entre o MCU e o programador / depurador. Este pino deve ser conectado ao pino SWIM do programador / depurador. O pino de aterramento também deve ser conectado. Isso completa a conexão (P2).

IC2 e IC3 são Mosfets SMD de N-Channel lógicos [4] usados para ligar / desligar os LEDs. Os pinos do gate de ambos os MOSFETs foram puxados para baixo usando resistores de 4.7K para evitar acionamento indesejado (R13, R14). SW1 é um botão tátil usado para alternar entre os programas de pisca-pisca. R27 é um resistor pull-up e C8 reduz os possíveis ruídos de debouncing do botão.

Os resistores R1 a R26 são usados para limitar a corrente dos LEDs. Em cada parte, coloquei 3 LEDs em série que estão conectados ao trilho + 9V (Figura 2). As características dos LEDs variam de fabricante para fabricante. Portanto, não podemos atribuir um resistor de série limite fixo para todas as circunstâncias. A corrente máxima tolerável de um LED de 5 mm é de cerca de 25 mA. Portanto, o valor do resistor que poderia limitar a corrente a algo em torno de 15mA (um pouco mais que a metade) parece suficiente e não afeta a vida útil dos LEDs e não diminui significativamente o brilho do LED.

Você pode começar com um resistor de 100 ohms e aumentá-lo e, simultaneamente, monitorar a corrente. No meu caso, li 15mA usando um resistor de 180 ohms.

Etapa 2: Figura 2: Encontrando o melhor valor de resistor para os LEDs da série

[2]: Layout do PCBFigura 3 mostra o layout do PCB do pisca-pisca (última revisão). É uma placa PCB de camada única. Exceto para LEDs, todos os componentes são SMD e soldados no lado do cobre. No processo de design deste esquema e PCB, usei várias bibliotecas pré-fabricadas da SamacSys. IC1 [5], IC2 [6], IC3 [7], REG1 [8] e REG2 [9] são instalados usando as bibliotecas SamacSys e seu plugin Altium Designer [10] (Figura 4). Isso economizou muito do meu tempo de design. Sempre cometo erros ao projetar bibliotecas do zero que estragam meu dia e protótipos de PCB. Essas bibliotecas são gratuitas e, mais importante, elas seguem os padrões de pegada do IPC.

Etapa 3: Figura 3: o layout do PCB do circuito Police-Flasher (última revisão)

Etapa 4: Figura 4: Componentes selecionados no plug-in SamacSys Altium

As Figuras 5 e 6 mostram as vistas 3D da revisão final da placa PCB.

Etapa 5: Figura 5: uma visão 3D da placa PCB de cima (última revisão)

Etapa 6: Figura 6: uma visão 3D da placa PCB da parte inferior (última revisão)

A Figura 7 mostra uma imagem do primeiro protótipo de PCB testado. Encomendei na PCBWay e ganhei 5 placas com o mesmo preço. Como você pode ver, a qualidade de construção é ótima. Na última revisão, modifiquei algumas pegadas de componentes (todos são SMD, exceto LEDs) e movi os fios de alimentação para o lado inferior. Você vai soldar os fios de alimentação de 12 V diretamente na placa PCB.

Etapa 7: Figura 7: o primeiro protótipo da placa pisca-pisca

[3] Os MCUs SoftwareSTM8 são ótimos chips, mas ainda assim, o STM8CubeMX não os suporta totalmente. Isso significa que o software ainda não gera o código para STM8s. No entanto, você pode usar o ST Visual Develop (STVP) como um compilador e bibliotecas pré-escritas para o STM8s (STSW). A Figura 8 mostra o STVP IDE. Você também precisa instalar o COSMIC STM8 para ser usado como um compilador pelo STVP.

Etapa 8: Figura 8: o ST Visual Develop IDE

Usei o GPIO e bibliotecas de interrupção externa para escrever três programas de flash. O software está disponível gratuitamente. Você pode estender o código e adicionar seus próprios programas também. Para mais descrições, por favor, verifique o vídeo do YouTube.

[4] Montagem e Teste

A Figura 9 mostra a lista de materiais. Nada é especial sobre soldagem. As peças menores são 0805 componentes passivos que você pode soldar facilmente usando um fio de solda de 0,4 mm e um ferro de solda comum.

Etapa 9: Figura 9: Lista de materiais

Tenha cuidado com as polaridades positiva e negativa dos LEDs. Tente comprar todos os LEDs azuis e vermelhos do mesmo fabricante, caso contrário, você pode não obter luzes uniformes e idênticas para todos os LEDs.

Existem alguns jumpers na placa. Não se esqueça de fazer as conexões adequadas usando alguns resistores de zero ohm e semelhantes. Conecte seu programador STM (com o suporte SWIM) e selecione o arquivo adequado da pasta “Release” e programe o chip. Ao pressionar o botão, o programa que está piscando muda. Você pode adicionar suas próprias rotinas de flash e programar o chip.