3.3V mod ultraskaņas sensoriem (sagatavojiet HC-SR04 3.3V loģikai ESP32/ESP8266, daļiņu fotonu utt.): 4 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

TL; DR: uz sensora nogrieziet pēdas līdz Echo tapai, pēc tam atkal pievienojiet to, izmantojot sprieguma dalītāju (Echo izsekošana -> 2,7 kΩ -> atbalss tapa -> 4,7 kΩ -> GND). Rediģēt: ir bijis dažas debates par to, vai ESP8266 faktiski ir izturīgs pret 5 V GPIO ieejām. Espressif apgalvo, ka tā ir, un tā nav. Personīgi es riskētu tikai tad, ja man būtu palikuši ESP8266.

Ja jūs esat kaut kas līdzīgs man, jūs esat iepazinušies un patikuši HC-SR04 kā de facto standarts zemu izmaksu ultraskaņas attāluma noteikšanai 5 V balstītiem Arduino projektiem. Tāpēc man te ir diezgan daudz tādu, kas guļ.

Bet hobiju elektronikas pasaule ir nepārtraukti virzījusies no 5 V uz 3,3 V. Aveņu pīrāgs un daudzas citas plates, piemēram, tās, kuru pamatā ir ESP8266, ESP32 vai tādas plates kā daļiņu fotons, strādā ar 3.3V loģiku to ievades/izvades tapās.

Ja mēs pievienosim sensoru 5 V jaudai un vienlaicīgi ar 3,3 V tapām, Echo tapas izeja būs arī 5 V un, visticamāk, iznīcinās mūsu mikrokontrollera plates 3,3 V tapas. Mēs varētu mēģināt savienot pašreizējo HC-SR04 ar 3,3 V jaudu un varēsim iegūt mērījumus, bet diemžēl tie bieži būs daudz mazāk precīzi.

Risinājums ir joprojām savienot sensoru ar 5 V VCC, bet pārliecināties, ka Echo signālam, kas sasniedz mikrokontrolleri, ir tikai 3,3 V., izveidojot sprieguma dalītāju, izmantojot divus rezistorus. Mums ir paveicies, ka HC-SR04 sprūda tapai nav nepieciešami 5V, kā arī tiek pieņemti 3.3V, ko iegūstam no mūsu mikrokontrollera tapām.

Izmantojot iepriekš minēto aprakstu un saites, jums, visticamāk, jau ir pietiekami daudz informācijas, lai izveidotu maiņstrāvas sprieguma dalītāju kā ķēdes daļu un pareizi savienotu ultraskaņas sensoru.

Ja vēlaties uzzināt, kā pārveidot vienu vai vairākus HC-SR04, lai tie būtu gatavi 3.3V kā autonomas vienības bez papildu shēmas, lasiet tālāk.

1. darbība. Kas jums nepieciešams

1. HC-SR04 ultraskaņas sensors
2. Viens 4,7 kΩ un viens 2,7 kΩ rezistors (vai jebkura rezistoru kombinācija 1-50 kΩ diapazonā ar R1/(R1+R2) = aptuveni 0,66)
3. Lodēšanas iekārtas
4. X-Acto nazis (vai jebkurš nazis, kas ir līdzīgi ass un smails)
5. Pieņemamas lodēšanas prasmes-vai vēlme iznīcināt HC-SR04, izmēģinot kaut ko jaunu:)
6. Pēc izvēles: palielināmais stikls, multimetrs, osciloskops, daļiņu sadursmes ierīce…

2. solis: atrodiet Echo Pin pēdas un izgrieziet to

Cieši apskatiet sensora paneli (iespējams, izmantojot palielināmo stiklu) un atrodiet pēdas, kas ved uz Echo tapu.

Piezīme. Jūsu HC-SR04 drukātās shēmas plates (PCB) izkārtojums var atšķirties no šeit redzamā! Izsekošana var būt arī otrā pusē (ja pēdas beidzas ar apaļu apli, tas parasti ir savienojums ar PCB pretējo pusi).

Neobligāti: paņemiet savu multimetru un pārbaudiet, vai esat identificējis pareizo izsekošanu, pārbaudot nepārtrauktību starp Echo tapu un lodēšanas savienojumu, kur pēdas savienojas ar kaut ko uz PCB. Tam vajadzētu parādīt nulles omus.

Izmantojot nazi, vairākas reizes uzmanīgi nogrieziet pēdas vienā un tajā pašā vietā. Pievērsiet uzmanību, lai nesagrieztu blakus esošās pēdas. Pēc tam nokasiet pēdas, līdz vispirms redzat tā metālu, tad redzat, ka tas pazūd, un esat pārliecināts, ka savienojuma vairs nav.

Piezīme. Ja jūs pilnībā nesabojājat pēdas, Echo tapa joprojām piegādās visus 5 voltus jūsu mikrokontrollera tapai.

Pēc izvēles: izmantojot multimetru, pārbaudiet, vai esat pilnībā pārtraucis to pašu izsekojamību, vēlreiz pārbaudot nepārtrauktību starp Echo tapu un lodēšanas savienojumu, kur pēdas savienojas ar kaut ko uz PCB. Tam vajadzētu parādīt bezgalīgus omus (ja tas parāda kaut ko mega-omu diapazonā, arī tas ir labi).

3. solis: lodēt 2,7 kΩ starp atbalss tapu un tās pēdas galu

Ja vēl neesat to izdarījis, atrodiet, kur Echo tapas pēdas (kuras jūs pārtraucāt) tieši noved pie cita elementa, piemēram, IC.

Manā piemērā tas ir savienots ar šīs mikroshēmas 2. tapu PCB vidū.

Izgrieziet un salieciet 2,7 kΩ rezistora kājas, lai tās precīzi atbilstu starp Echo tapu un otru savienojumu.

Tad pielodējiet rezistoru vietā (detaļu tīrīšana pie lodēšanas un plūsmas pielietošana, iespējams, arī nekaitēs).

4. solis: Lodēšanas 4,7 kΩ rezistors starp atbalss tapu un GND tapu

Izgrieziet un salieciet 4,7 kΩ rezistora kājas, lai tās ietilptu starp Echo tapu un GND tapu (vai to lodēšanas punktiem uz PCB), un lodējiet tās tur.

Pēc izvēles: izmantojiet multimetru, lai pārbaudītu pretestību starp savienojumiem, lai pārliecinātos, ka nav īssavienojumu.

Īpaši neobligāti: pievienojiet sprūda tapu pie ieprogrammētā MCU, vēl nepievienojiet atbalss tapu un pārliecinieties, vai atbalss signāls ir 3.3V, nevis 5V, izmantojot savu iecienīto osciloskopu. Labi, es par to 85% jokoju.:)

Tagad jums vajadzētu būt iespējai savienot modificēto sensoru ar jebkuru 3,3 V mikrokontrolleri. Jums joprojām ir jāpadara barošana ar 5 voltiem, taču daudzas mikrokontrolleru plates (kurām ir sprieguma regulators) pieņem arī 5 voltus, tāpēc daudzos projektos tam vajadzētu labi darboties.

Pievienots bonuss: šis modificētais sensors būs savietojams ar 5 V projektiem, jo lielākā daļa 5 V mikrokontrolleru (piemēram, Arduino/ATMEGA) var interpretēt 3,3 V signālus tāpat kā 5 V.