3.3V Mod за ултразвукови сензори (подгответе HC-SR04 за 3.3V Logic на ESP32/ESP8266, частичен фотон и т.н.): 4 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

TL; DR: На сензора изрежете следата към Echo щифта, след това го свържете отново с помощта на делител на напрежение (Echo trace -> 2.7kΩ -> Echo pin -> 4.7kΩ -> GND). някои дебати относно това дали ESP8266 всъщност е 5V толерантен към GPIO входовете. Espressif твърди, че е така и че не е така. Лично аз бих поел риска само ако имах „останали“ESP8266s.

Ако сте нещо като мен, вие сте опознали и харесвате HC-SR04 като фактически стандарт за евтини ултразвукови дистанционни измервания за 5V базирани проекти Arduino. Ето защо имам доста от тях, лежащи тук.

Но светът на електрониката за хобита непрекъснато се движи от 5V към 3.3V. Raspberry Pie и много други платки, като тези, базирани на ESP8266, ESP32 или платки като частичния фотон, работят с 3.3V логика на своите входни/изходни щифтове.

Ако свържете сензора към 5V захранване и в същото време към 3.3V щифтове, изходът на Echo щифта също ще бъде 5V и най -вероятно ще унищожи 3.3V щифтовете на нашата платка за микроконтролер. Можем да опитаме да свържем такъв, какъвто е HC-SR04 към 3.3V захранване и ще можем да получим измервания, но за съжаление те често ще бъдат много по-малко точни.

Решението е все още да свържете сензора към 5V VCC, но да се уверите, че ехо сигналът, който достига до микроконтролера, има само 3.3V чрез създаване на делител на напрежение с помощта на два резистора. За щастие за нас, тригерният щифт на HC-SR04 не се нуждае от 5V и също така приема 3.3V, което получаваме от щифтовете на нашия микроконтролер.

С горното описание и връзки най -вероятно вече имате достатъчно информация, за да създадете делител на напрежение като част от вашата схема на макет и да свържете правилно ултразвуков сензор.

Ако искате да научите как да модифицирате един или няколко HC-SR04, така че те да са готови за 3.3V като самостоятелни единици, без допълнителни схеми, прочетете по-долу.

Стъпка 1: Какво ви трябва

1. HC-SR04 ултразвуков сензор
2. Един резистор от 4,7 kΩ и 2,7 kΩ (или всяка комбинация от резистори в диапазона 1-50 kΩ с R1/(R1+R2) = около 0,66)
3. Оборудване за запояване
4. Нож X-Acto (или всеки остър и заострен нож)
5. Приемливи умения за запояване-или готовност да унищожите HC-SR04, докато изпробвате нещо ново:)
6. Незадължително: лупа, мултицет, осцилоскоп, колайдер за частици,…

Стъпка 2: Намерете следата до ехоконта и го изрежете

Погледнете внимателно дъската на сензора (евентуално с помощта на лупа) и намерете следата, която води до щифта Echo.

Забележка: Вашият HC-SR04 може да има различно оформление на печатна платка (PCB) от показаното тук! Проследяването може да бъде и от другата страна (когато следата завършва в кръгъл кръг, това обикновено е връзка към противоположната страна на печатната платка).

Незадължително: Вземете вашия мултицет и проверете дали сте идентифицирали правилната следа, като тествате за непрекъснатост между Echo щифта и спойката, където следата се свързва с нещо на печатната платка. Тя трябва да показва нула ома.

С помощта на ножа изрежете внимателно следата няколко пъти на едно и също място. Внимавайте да не изрежете съседни следи. След това изстържете следата, докато за пръв път видите метала й, след това я вижте как изчезва и сте сигурни, че вече няма връзка.

Забележка: Ако не прекъснете напълно проследяването, Echo щифтът все още ще достави пълните 5 волта към щифта на вашия микроконтролер.

Незадължително: С мултиметъра проверете дали сте прекъснали напълно една и съща следа, като отново тествате непрекъснатостта между Ехо пина и спойката, където следата се свързва с нещо на печатната платка. Той трябва да показва безкрайни оми (ако показва нещо в мегаомовия диапазон, това също е добре).

Стъпка 3: Запоявайте 2.7kΩ между ехоконта и края на неговата следа

Ако все още не сте го направили, намерете къде следата на Echo щифта (която сте прекъснали) директно води към друг елемент, като IC.

В моя пример той е свързан към щифт 2 на този чип в средата на печатната платка.

Изрежете и огънете краката на резистора 2.7kΩ, за да се поберат точно между ехото и другата връзка.

След това запоявайте резистора на място (почистването на частите към спойка и прилагането на поток вероятно също няма да навреди).

Стъпка 4: Запоявайте 4.7kΩ резистор между Echo Pin и GND Pin

Изрежете и огънете краката на резистора от 4,7 kΩ, за да се поберат между щифта Echo и GND (или техните точки на спойка на печатната платка) и ги запоявайте там.

По избор: Използвайте мултицет, за да проверите съпротивлението между връзките, за да се уверите, че няма къси панталони.

Изключително по избор: Свържете задействащия щифт към програмирания MCU, още не свързвайте Echo щифта и се уверете, че Echo сигналът е 3.3V, а не 5V, като използвате любимия си осцилоскоп. Добре, шегувам се на 85% с това.:)

Вече трябва да можете да свържете вашия модифициран сензор към всеки 3.3V микроконтролер. Все още трябва да го захранвате с 5 волта, но много платки за микроконтролер (които имат регулатор на напрежението) също приемат 5 волта, така че това трябва да работи добре в много проекти.

Добавен бонус: този модифициран сензор ще бъде обратно съвместим с 5V проекти, тъй като повечето 5V микроконтролери (като Arduino/ATMEGA) могат да интерпретират 3.3V сигнали по същия начин, както правят 5V.