فلاشر LED قابل برنامه ریزی با استفاده از STM8 [72 LED]: 9 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

STM8S001J3 یک میکروکنترلر 8 بیتی است که 8 کیلوبایت حافظه برنامه فلش را به همراه یک EEPROM داده واقعی یکپارچه ارائه می دهد. این دستگاه در خانواده میکروکنترلرهای STM8S به عنوان یک دستگاه با چگالی پایین نامیده می شود. این MCU در یک بسته کوچک SO8N ارائه شده است. در این مقاله ، ما قصد داریم یک دستگاه LED Flasher پلیس قابل برنامه ریزی بسازیم که می تواند برای وسایل نقلیه ، موتورسیکلت ها و دوچرخه ها استفاده شود.

منابع

منبع:

[1]:

[2]:

[3]:

[4]:

[5]:

[6]:

[7]:

[8]:

[9]:

[10]:

[1]: تجزیه و تحلیل مدار شکل 1 نمودار شماتیک دستگاه را نشان می دهد. قلب این مدار یک میکروکنترلر STM8S001 است.

مرحله 1: شکل 1: شکل 1 نمودار شماتیک LED-Flasher پلیس قابل برنامه ریزی

بیایید تجزیه و تحلیل را از منبع تغذیه شروع کنیم. C2 و C3 برای کاهش صداهای ولتاژ ورودی استفاده می شود. سپس ولتاژ به تنظیم کننده 78M09 [1] (REG1) منتقل می شود. برای تثبیت ولتاژ در 9V استفاده می شود. C4 و C6 برای کاهش صداهای خروجی تنظیم کننده استفاده می شود.

خروجی REG1 به فیلتر RC مرتبه اول (R28 و C5) منتقل می شود. این به کاهش صداها حتی بیشتر کمک می کند زیرا ممکن است از این دستگاه به طور مداوم در محیطی پر سر و صدا مانند وسیله نقلیه استفاده شود. بهترین روش برای بررسی رفتار این فیلتر (یا انواع دیگر فیلترها) انجام یک اندازه گیری عملی است. اسیلوسکوپ SDS1104X-E یک ویژگی خوب bode plot را معرفی کرد که می تواند این محاسبه مفید را انجام دهد.

REG2 [2] برای تبدیل 9 ولت به 5 ولت برای تأمین MCU STM8s001 [3] (IC1) استفاده می شود. C7 یک خازن فیلتر اضافی برای IC1 است.

IC1 MCU با استفاده از یک سیم SWIM برنامه ریزی شده است. این مخفف عبارت Single-Wire Interface Module است. این یک پیوند سریع بین MCU و برنامه نویس/اشکال زدایی است. این پین باید به پین SWIM برنامه نویس/اشکال زدایی متصل شود. پین زمین نیز باید متصل شود. با این کار اتصال (P2) تکمیل می شود.

IC2 و IC3 منطقی SMD Mosfets N-Channel [4] هستند که برای روشن/خاموش کردن LED ها استفاده می شوند. پایه های دروازه هر دو MOSFET با استفاده از مقاومت های 4.7K به پایین کشیده شده اند تا از تحریک ناخواسته جلوگیری شود (R13، R14). SW1 یک دکمه لمسی است که برای جابجایی بین برنامه های فلاشر استفاده می شود. R27 یک مقاومت کششی است و C8 صداهای احتمالی فشار دکمه را کاهش می دهد.

مقاومت R1 تا R26 برای محدود کردن جریان LED ها استفاده می شود. در هر قسمت ، 3 LED را به صورت سری قرار داده ام که به ریل +9V متصل هستند (شکل 2). ویژگی های LED ها از سازنده ای به تولید کننده دیگر متفاوت است. بنابراین ما نمی توانیم یک مقاومت سری محدود محدود برای همه شرایط اختصاص دهیم. حداکثر جریان قابل تحمل یک LED 5 میلی متری حدود 25 میلی آمپر است. بنابراین مقدار مقاومت که می تواند جریان را در حدود 15 میلی آمپر (کمی بیشتر از نصف) محدود کند کافی به نظر می رسد و بر طول عمر LED ها تأثیر نمی گذارد و روشنایی LED را به میزان قابل توجهی کاهش نمی دهد.

می توانید از یک مقاومت 100 اهم شروع کرده و آن را افزایش داده و همزمان جریان را زیر نظر داشته باشید. در مورد من ، من 15mA را با استفاده از مقاومت 180 اهم خواندم.

مرحله 2: شکل 2: یافتن بهترین مقدار مقاومت برای LED های سری

[2]: چیدمان PCB شکل 3 طرح PCB فلاشر (آخرین ویرایش) را نشان می دهد. این یک برد PCB تک لایه است. به جز LED ها ، همه قطعات SMD هستند و در قسمت مسی لحیم می شوند. در فرآیند طراحی این شماتیک و PCB ، از چندین کتابخانه از پیش ساخته SamacSys استفاده کردم. IC1 [5] ، IC2 [6] ، IC3 [7] ، REG1 [8] و REG2 [9] با استفاده از کتابخانه های SamacSys و افزونه Altium Designer [10] آن نصب شده است (شکل 4). این باعث صرفه جویی زیادی در زمان طراحی من شد. وقتی کتابخانه هایی را از ابتدا طراحی می کنم که روزم و نمونه های اولیه PCB مرا خراب می کنند ، همیشه اشتباه می کنم. این کتابخانه ها رایگان هستند و مهمتر از همه ، از استانداردهای رد پای IPC پیروی می کنند.

مرحله 3: شکل 3: طرح PCB مدار پلیس-فلاشر (آخرین تجدید نظر)

مرحله 4: شکل 4: اجزای منتخب در افزونه SamacSys Altium

شکل های 5 و 6 نمای سه بعدی بازنگری نهایی برد PCB را نشان می دهد.

مرحله 5: شکل 5: نمای سه بعدی برد PCB از بالا (آخرین بازبینی)

مرحله 6: شکل 6: نمای سه بعدی از صفحه PCB از پایین (آخرین ویرایش)

تصویر 7 تصویری از اولین نمونه اولیه PCB آزمایش شده را نشان می دهد. من آن را در PCBWay سفارش دادم و 5 تخته با همان قیمت گرفتم. همانطور که می بینید کیفیت ساخت خوب است. در آخرین بازبینی ، من برخی از ردپای قطعات (همه SMD به جز LED ها) را تغییر داده و سیم های تغذیه را به سمت پایین منتقل کرده ام. سیمهای 12 ولت را مستقیماً روی برد PCB لحیم می کنید.

مرحله 7: شکل 7: اولین نمونه اولیه برد فلشر

[3] SoftwareSTM8 MCU تراشه های خوبی هستند ، اما با این وجود ، STM8CubeMX آنها را به طور کامل پشتیبانی نمی کند. این بدان معناست که نرم افزار هنوز کد STM8 را تولید نمی کند. با این حال ، می توانید از ST Visual Develop (STVP) به عنوان یک کامپایلر و کتابخانه های از پیش نوشته شده برای STM8s (STSW) استفاده کنید. شکل 8 STVP IDE را نشان می دهد. شما همچنین باید COSMIC STM8 را نصب کنید تا به عنوان کامپایلر توسط STVP استفاده شود.

مرحله 8: شکل 8: ST Visual Develop IDE

من از GPIO و کتابخانه های وقفه خارجی برای نوشتن سه برنامه چشمک زن استفاده کردم. نرم افزار به صورت رایگان در دسترس است. می توانید کد را گسترش دهید و برنامه های خود را نیز اضافه کنید. برای توضیحات بیشتر ، لطفاً ویدیوی YouTube را بررسی کنید.

[4] مونتاژ و آزمایش

شکل 9 صورتحساب مواد را نشان می دهد. هیچ چیز خاصی در مورد لحیم کاری وجود ندارد. کوچکترین قطعات 0805 جزء غیرفعال هستند که می توانید به راحتی آنها را با سیم لحیم کاری 0.4 میلی متری و آهن لحیم کاری معمولی لحیم کنید.

مرحله 9: شکل 9: صورتحساب مواد

مراقب قطب مثبت و منفی LED ها باشید. سعی کنید تمام LED های آبی و قرمز را از یک سازنده خریداری کنید ، در غیر این صورت ، ممکن است چراغ های صاف و یکسان برای همه LED ها دریافت نکنید.

چند پرش کننده روی تخته وجود دارد. فراموش نکنید که اتصالات مناسب را با استفاده از چند مقاومت صفر اهم و مشابه آن انجام دهید. برنامه نویس STM خود را (با پشتیبانی SWIM) متصل کرده و فایل مناسب را از پوشه "Release" انتخاب کرده و تراشه را برنامه ریزی کنید. با فشردن دکمه ، برنامه چشمک زن تغییر می کند. می توانید روال چشمک زن خود را اضافه کرده و تراشه را برنامه ریزی کنید.