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 promjena: 2024-01-30 09:36

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 doista tolerantan na 5V na GPIO ulazima. Espressif tvrdi i da jest i da nije. Osobno bih riskirao samo da sam imao "ostatke" 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 ih ovdje imam podosta.

No, 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 Photonica čestica, rade sa 3.3V logikom na svojim ulazno/izlaznim pinovima.

Ako senzor spojimo 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 točno.

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 okidača HC-SR04 nije potrebno 5V, a prihvaća i 3.3V koje dobivamo od pinova našeg mikrokontrolera.

Uz gornji opis i veze, najvjerojatnije već imate dovoljno informacija za stvaranje razdjelnika napona kao dijela vašeg kruga na ploči i ispravno 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: Što 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 s 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 uništiti HC-SR04 dok isprobavate nešto novo:)
6. Izborno: 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 tiskanih ploča (PCB) od onog prikazanog ovdje! Trag može biti i s druge strane (kad trag završi u okruglom krugu, to je obično veza sa suprotne strane PCB -a).

Izborno: Uzmite svoj multimetar i provjerite jeste li identificirali ispravan trag testiranjem kontinuiteta između Echo pina i lemnog zgloba gdje se trag spaja 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.

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

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

Ako već niste, pronađite gdje trag Echo pina (koji ste prekinuli) izravno vodi do drugog elementa, poput IC -a.

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

Izrežite i savijte noge otpornika od 2,7 kΩ kako biste točno stali između Echo pina i drugog priključka.

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

Korak 4: Lemite otpornik od 4,7 kΩ između odjeka i kontakta GND

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 spojeva kako biste bili sigurni da nema kratkih spojeva.

Izuzetno izborno: Spojite okidač na svoj 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 unatrag kompatibilan s 5V projektima, jer većina 5V mikrokontrolera (poput Arduino/ATMEGA) može interpretirati 3.3V signale na isti način kao i 5V.