Clignotant LED de police programmable utilisant un STM8 [72 LED] : 9 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Le STM8S001J3 est un microcontrôleur 8 bits qui offre 8 Ko de mémoire de programme Flash, plus une EEPROM de données réelles intégrée. Il s'agit d'un dispositif basse densité de la famille des microcontrôleurs STM8S. Ce MCU est proposé dans un petit boîtier SO8N. Dans cet article, nous allons construire un dispositif de clignotant LED Police programmable qui peut être utilisé pour les véhicules, les motos et les vélos.

Les références

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[1]: Circuit AnalysisLa figure 1 montre le schéma de principe de l'appareil. Le cœur de ce circuit est un microcontrôleur STM8S001.

Étape 1: Figure 1: Figure 1 Schéma de principe du clignotant LED de police programmable

Commençons l'analyse à partir du bloc d'alimentation. C2 et C3 sont utilisés pour réduire les bruits de tension d'entrée. Ensuite, la tension est transmise au régulateur 78M09 [1] (REG1). Il est utilisé pour stabiliser la tension à 9V. C4 et C6 sont utilisés pour réduire les bruits de sortie du régulateur.

La sortie du REG1 est transmise à un filtre RC de premier ordre (R28 et C5). Cela permet de réduire encore plus les bruits car cet appareil peut être utilisé en continu dans un environnement bruyant tel qu'un véhicule. La meilleure façon d'examiner le comportement de ce filtre (ou d'autres types de filtres) est d'effectuer une mesure pratique. L'oscilloscope SDS1104X-E a introduit une belle fonction de tracé de Bode qui peut effectuer ce calcul utile.

REG2 [2] est utilisé pour convertir 9V en 5V pour alimenter le MCU STM8s001 [3] (IC1). C7 est un condensateur de filtrage supplémentaire pour l'IC1.

IC1 MCU est programmé à l'aide d'un seul fil SWIM. Il représente le module d'interface à fil unique. Il s'agit d'un lien haut débit entre le MCU et le programmeur/débogueur. Cette broche doit être connectée à la broche SWIM du programmeur/débogueur. La broche de terre doit également être connectée. Ceci termine la connexion (P2).

IC2 et IC3 sont des Mosfet SMD logiques N-Channel [4] qui sont utilisés pour allumer/éteindre les LED. Les broches de grille des deux MOSFET ont été abaissées à l'aide de résistances de 4,7 K pour éviter un déclenchement indésirable (R13, R14). SW1 est un bouton-poussoir tactile qui est utilisé pour basculer entre les programmes de clignotant. R27 est une résistance de rappel et C8 réduit les éventuels bruits anti-rebond des boutons-poussoirs.

Des résistances R1 à R26 sont utilisées pour limiter le courant des LED. Dans chaque partie, j'ai mis 3 LED en série qui sont connectées au rail +9V (Figure 2). Les caractéristiques des LED varient d'un fabricant à l'autre. Par conséquent, nous ne pouvons pas affecter une résistance série de limitation fixe pour toutes les circonstances. Le courant maximum tolérable d'une LED de 5 mm est d'environ 25 mA. Par conséquent, la valeur de la résistance qui pourrait limiter le courant à environ 15 mA (un peu plus de la moitié) semble suffisante et n'affecte pas la durée de vie des LED et ne diminue pas de manière significative la luminosité des LED.

Vous pouvez commencer à partir d'une résistance de 100 ohms et l'augmenter et surveiller simultanément le courant. Dans mon cas, j'ai lu 15mA en utilisant une résistance de 180 ohms.

Étape 2: Figure 2: Recherche de la meilleure valeur de résistance pour les LED de la série

[2]: PCB LayoutLa figure 3 montre la disposition PCB du flasher (dernière révision). C'est une carte PCB monocouche. À l'exception des LED, tous les composants sont SMD et soudés côté cuivre. Dans le processus de conception de ce schéma et de ce PCB, j'ai utilisé plusieurs bibliothèques prédéfinies de SamacSys. IC1 [5], IC2 [6], IC3 [7], REG1 [8] et REG2 [9] sont installés à l'aide des bibliothèques SamacSys et de son plugin Altium Designer [10] (Figure 4). Cela m'a fait gagner beaucoup de temps de conception. Je fais toujours des erreurs lorsque je conçois les bibliothèques à partir de zéro qui gâchent ma journée et les prototypes de PCB. Ces bibliothèques sont gratuites et, plus important encore, elles respectent les normes d'empreinte IPC.

Étape 3: Figure 3: la disposition PCB du circuit Police-Flasher (dernière révision)

Étape 4: Figure 4: Composants sélectionnés dans le plugin SamacSys Altium

Les figures 5 et 6 montrent les vues 3D de la révision finale de la carte PCB.

Étape 5: Figure 5: une vue 3D de la carte PCB du haut (dernière révision)

Étape 6: Figure 6: une vue 3D de la carte PCB depuis le bas (dernière révision)

L'image 7 montre une image du premier prototype de PCB testé. Je l'ai commandé sur PCBWay et j'ai eu 5 cartes au même prix. Comme vous pouvez le voir, la qualité de construction est bonne. Dans la dernière révision, j'ai modifié certaines empreintes de composants (tous sont des CMS à l'exception des LED) et déplacé les fils d'alimentation vers le bas. Vous souderez les fils d'alimentation 12V directement sur la carte PCB.

Étape 7: Figure 7: le premier prototype de la carte clignotante

[3] Les MCU SoftwareSTM8 sont de bonnes puces, mais le STM8CubeMX ne les prend toujours pas entièrement en charge. Cela signifie que le logiciel ne génère pas encore le code pour les STM8. Cependant, vous pouvez utiliser ST Visual Develop (STVP) en tant que compilateur et bibliothèques pré-écrites pour les STM8 (STSW). La figure 8 montre l'IDE STVP. Vous devez également installer le COSMIC STM8 pour être utilisé comme compilateur par le STVP.

Étape 8: Figure 8: l'IDE ST Visual Develop

J'ai utilisé le GPIO et les bibliothèques d'interruption externes pour écrire trois programmes clignotants. Le logiciel est disponible gratuitement. Vous pouvez également étendre le code et ajouter vos propres programmes. Pour plus de description, veuillez consulter la vidéo YouTube.

[4] Assemblage et essai

La figure 9 montre la nomenclature. Il n'y a rien de spécial à souder. Les plus petites pièces sont des composants passifs 0805 que vous pouvez facilement souder à l'aide d'un fil à souder de 0,4 mm et d'un fer à souder ordinaire.

Étape 9: Figure 9: Nomenclature

Faites attention aux polarités positive et négative des LED. Essayez d'acheter toutes les LED bleues et rouges du même fabricant, sinon vous risquez de ne pas obtenir des lumières uniformes et identiques pour toutes les LED.

Il y a des cavaliers sur le plateau. N'oubliez pas d'effectuer les connexions appropriées en utilisant quelques résistances de zéro ohm et similaires. Connectez votre programmeur STM (avec le support SWIM) et sélectionnez le fichier approprié dans le dossier « Release » et programmez la puce. En appuyant sur le bouton poussoir, le programme clignotant change. Vous pouvez ajouter vos propres routines de clignotement et programmer la puce.