3.3V mod za ultrazvučne senzore (pripremite HC-SR04 za 3.3V logiku na ESP32/ESP8266, foton čestica itd.): 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

TL; DR: Na senzoru izrežite trag na Echo pin, zatim ga ponovno spojite pomoću razdjelnika napona (Echo trace -> 2,7kΩ -> Echo pin -> 4,7kΩ -> GND). Edit: Bilo je neke rasprave o tome je li ESP8266 zaista tolerantan na 5V na GPIO ulazima. Espressif tvrdi i da jeste i da nije. Osobno bih riskirao samo da mi je ostalo "ESP8266".

Ako ste išta poput mene, upoznali ste i svidjeli se HC-SR04 kao de facto standard za jeftino ultrazvučno mjerenje udaljenosti za 5V bazirane Arduino projekte. Zato imam dosta njih koji leže ovdje.

Ali svijet hobi elektronike stalno se kreće od 5V prema 3.3V. Raspberry Pie i mnoge druge ploče, poput onih zasnovanih na ESP8266, ESP32 ili ploča poput Fotona čestica, rade sa 3.3V logikom na svojim ulazno/izlaznim pinovima.

Ako spojimo senzor na napajanje od 5 V, a istovremeno na pinove od 3,3 V, izlaz Echo pina također će biti 5 V i najvjerojatnije će uništiti 3,3 V pinove naše ploče mikrokontrolera. Mogli bismo pokušati spojiti HC-SR04 kakav je sada na napajanje 3.3V i moći ćemo dobiti mjerenja, ali nažalost, to će često biti mnogo manje precizno.

Rješenje je i dalje spojiti senzor na 5 V VCC, ali osigurati da Echo signal koji dopire do mikrokontrolera ima samo 3,3 V stvaranjem razdjelnika napona pomoću dva otpornika. Srećom po nas, pin-u za okidanje HC-SR04 nije potrebno 5V, a prihvaća i 3.3V koje dobivamo iz pinova našeg mikrokontrolera.

S gornjim opisom i vezama, najvjerojatnije već imate dovoljno informacija za stvaranje razdjelnika napona kao dijela vašeg kruga na ploči i pravilno povezivanje ultrazvučnog senzora.

Ako želite naučiti kako izmijeniti jedan ili više HC-SR04 tako da budu spremni za 3,3 V kao samostalne jedinice, bez ikakvih dodatnih kola, pročitajte u nastavku.

Korak 1: Šta vam treba

1. HC-SR04 Ultrazvučni senzor
2. Jedan otpornik od 4,7 kΩ i 2,7 kΩ (ili bilo koja kombinacija otpornika u rasponu 1-50 kΩ sa R1/(R1+R2) = oko 0,66)
3. Oprema za lemljenje
4. X-Acto nož (ili bilo koji nož koji je jednako oštar i šiljast)
5. Prihvatljive vještine lemljenja-ili spremnost za uništavanje HC-SR04 dok isprobavate nešto novo:)
6. Opciono: povećalo, multimetar, osciloskop, sudarač čestica,…

Korak 2: Pronađite trag do eho pina i izrežite ga

Pažljivo pogledajte ploču senzora (po mogućnosti pomoću povećala) i pronađite trag koji vodi do Echo pina.

Napomena: Vaš HC-SR04 možda ima drugačiji raspored štampanih ploča (PCB) od onog prikazanog ovdje! Trag može biti i s druge strane (kada trag završi u okruglom krugu, to je obično veza sa suprotne strane PCB -a).

Opcionalno: Uzmite svoj multimetar i provjerite jeste li identificirali ispravan trag testiranjem kontinuiteta između Echo pina i lemnog zgloba gdje se trag povezuje s nečim na PCB -u. Trebao bi pokazati nula ohma.

Nožem pažljivo odrežite trag nekoliko puta na istom mjestu. Pazite da ne izrežete susjedne tragove. Zatim sastružite trag dok prvi put ne vidite njegov metal, a zatim vidite kako nestaje i sigurni ste da više nema veze.

Napomena: Ako ne prekinete u potpunosti trag, Echo pin će i dalje isporučiti punih 5 volti na pin vašeg mikrokontrolera.

Opcionalno: Pomoću multimetra provjerite jeste li potpuno prekinuli isti trag ponovnim testiranjem kontinuiteta između Echo pina i lemnog zgloba gdje se trag povezuje s nečim na PCB -u. Trebao bi prikazivati beskonačne ohme (ako pokazuje nešto u mega-omskom rasponu, i to je u redu).

Korak 3: Lemite 2,7 kΩ između eho pina i kraja njegovog traga

Ako već niste, pronađite gdje trag Echo pina (koji ste prekinuli) direktno vodi drugi element, poput IC -a.

U mom primjeru, spojen je na pin 2 tog čipa u sredini PCB -a.

Odrežite i savijte noge otpornika od 2,7 kΩ kako biste točno stali između Echo pina i druge veze.

Zatim lemite otpornik na mjesto (čišćenje dijelova za lemljenje i nanošenje fluksa vjerojatno neće naštetiti).

Korak 4: Lemite otpornik od 4,7 kΩ između eho pina i GND pina

Izrežite i savijte noge otpornika od 4,7 kΩ tako da stanu između Echo pina i GND pina (ili njihovih mjesta lemljenja na PCB -u) i tamo ih lemite.

Izborno: Pomoću multimetra provjerite otpor između priključaka kako biste bili sigurni da nema kratkih spojeva.

Izuzetno opcionalno: Priključite iglu okidača na programirani MCU, nemojte još spajati Echo pin i provjerite je li Echo signal 3,3 V, a ne 5 V pomoću vašeg omiljenog osciloskopa. U redu, šalim se oko toga 85%.:)

Sada biste trebali moći spojiti svoj promijenjeni senzor na bilo koji mikrokontroler od 3,3 V. I dalje ga morate napajati s 5 volti, ali mnoge ploče mikrokontrolera (koje imaju regulator napona) također prihvaćaju 5 volti, pa bi to u mnogim projektima trebalo funkcionirati.

Dodatni bonus: ovaj modificirani senzor bit će kompatibilan sa 5V projektima, jer većina 5V mikrokontrolera (poput Arduino/ATMEGA) može interpretirati 3.3V signale na isti način kao i 5V.