Mod 3.3V untuk Sensor Ultrasonik (sediakan HC-SR04 untuk Logik 3.3V pada ESP32 / ESP8266, Foton Partikel, dan lain-lain): 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

TL; DR: Pada sensor, potong jejak ke pin Echo, kemudian sambungkan semula menggunakan pembahagi voltan (Jejak gema -> 2.7kΩ -> Pin gema -> 4.7kΩ -> GND). Edit: Telah ada beberapa perdebatan mengenai apakah ESP8266 sebenarnya bertoleransi 5V pada input GPIO. Espressif mendakwa bahawa itu dan bukan. Secara peribadi, saya hanya akan mengambil risiko sekiranya saya mempunyai "sisa" ESP8266s.

Sekiranya anda seperti saya, anda telah mengetahui dan menyukai HC-SR04 sebagai standard de facto untuk pengesanan jarak ultrasonik kos rendah untuk projek Arduino berasaskan 5V. Itulah sebabnya saya mempunyai sebilangan besar dari mereka yang terbaring di sini.

Tetapi dunia elektronik hobi terus bergerak dari 5V ke arah 3.3V. Raspberry Pie dan banyak papan lain, seperti yang berdasarkan pada ESP8266, ESP32 atau papan seperti Particle Photon, berfungsi dengan logik 3.3V pada pin input / output mereka.

Sekiranya kita menyambungkan sensor ke kuasa 5V dan pada masa yang sama ke pin 3.3V, output pin Echo juga akan menjadi 5V dan kemungkinan besar akan menghancurkan pin 3.3V pada papan mikrokontroler kita. Kami boleh mencuba menghubungkan HC-SR04 hingga 3.3V as-is dan dapat memperoleh pengukuran, tetapi sayangnya, ini sering kali kurang tepat.

Penyelesaiannya adalah dengan menyambungkan sensor ke VV 5V, tetapi untuk memastikan bahawa isyarat Echo yang mencapai mikrokontroler hanya mempunyai 3.3V dengan membuat pembahagi voltan menggunakan dua perintang. Beruntung bagi kami, pin Trigger HC-SR04 tidak memerlukan 5V dan juga menerima 3.3V yang kami dapat dari pin mikrokontroler kami.

Dengan keterangan dan pautan di atas, kemungkinan besar anda sudah mempunyai maklumat yang mencukupi untuk membuat pembahagi voltan sebagai bahagian litar anda di papan roti dan menyambungkan sensor ultrasonik dengan betul.

Sekiranya anda ingin belajar bagaimana mengubah satu atau beberapa HC-SR04 sehingga siap 3.3V sebagai unit serba lengkap, tanpa litar tambahan, baca di bawah.

Langkah 1: Apa yang Anda Perlu

1. Sensor Ultrasonik HC-SR04
2. Satu perintang 4.7kΩ dan satu perintang 2.7kΩ (atau gabungan perintang dalam julat 1-50kΩ dengan R1 / (R1 + R2) = kira-kira 0.66)
3. Peralatan pematerian
4. Pisau X-Acto (atau pisau yang sama tajam dan runcing)
5. Kemahiran pematerian yang boleh diterima - atau kesediaan untuk memusnahkan HC-SR04 semasa mencuba sesuatu yang baru:)
6. Pilihan: kaca pembesar, multimeter, osiloskop, collider partikel,…

Langkah 2: Cari Jejak ke Echo Pin dan Potongnya

Perhatikan papan sensor dengan teliti (mungkin menggunakan kaca pembesar) dan cari jejak yang menuju ke pin Echo.

Catatan: HC-SR04 anda mungkin mempunyai susun atur papan litar bercetak (PCB) yang berbeza daripada yang ditunjukkan di sini! Jejak itu mungkin juga berada di sisi lain (ketika jejak berakhir dalam lingkaran bulat, ini biasanya merupakan sambungan ke sisi berlawanan dari PCB).

Pilihan: Ambil multimeter anda dan periksa bahawa anda telah mengenal pasti jejak yang betul dengan menguji kesinambungan antara pin Echo dan sendi pateri di mana jejak itu menghubungkan ke sesuatu pada PCB. Ia harus menunjukkan sifar ohm.

Dengan menggunakan pisau, potong jejak dengan berhati-hati beberapa kali di tempat yang sama. Perhatikan untuk tidak memotong jejak jiran. Kemudian, gores jejaknya sehingga anda pertama kali melihat logamnya, kemudian lihat ia hilang, dan anda pasti tidak ada hubungan lagi.

Catatan: Sekiranya anda tidak memotong jejak sepenuhnya, pin Echo akan tetap memberikan 5 volt penuh ke pin mikrokontroler anda.

Pilihan: Dengan multimeter, periksa sama ada anda telah memutuskan jejak yang sama dengan sekali lagi menguji kesinambungan antara pin Echo dan sendi pateri di mana jejak itu menyambung ke sesuatu pada PCB. Ia mesti menunjukkan ohm yang tidak terbatas (jika menunjukkan sesuatu dalam julat mega-ohm, tidak mengapa juga).

Langkah 3: Solder 2.7kΩ Antara Pin Gema dan Jejaknya

Sekiranya anda belum melakukannya, cari di mana jejak pin Echo (yang anda putuskan) secara langsung mengetuai elemen lain, seperti IC.

Dalam contoh saya, ia disambungkan ke pin 2 cip itu di tengah PCB.

Potong dan bengkokkan kaki perintang 2.7kΩ agar sesuai antara pin Echo dan sambungan yang lain.

Kemudian pateri perintang di tempatnya (membersihkan bahagian ke solder dan menggunakan fluks mungkin juga tidak akan menyakitkan).

Langkah 4: Perintang Solder 4.7kΩ Antara Pin Gema dan Pin GND

Potong dan bengkokkan kaki perintang 4.7kΩ agar sesuai di antara pin Echo dan pin GND (atau titik soldernya pada PCB), dan pateri di sana.

Pilihan: Gunakan multimeter untuk memeriksa rintangan antara sambungan untuk memastikan tidak ada seluar pendek.

Sangat pilihan: Sambungkan pin pemicu ke MCU yang diprogramkan, jangan sambungkan pin Echo, dan pastikan bahawa isyarat Echo adalah 3.3V dan bukan 5V menggunakan osiloskop kegemaran anda. Baiklah, saya 85% bergurau.:)

Anda sekarang mesti dapat menghubungkan sensor yang anda ubah ke mikrokontroler 3.3V mana pun. Anda masih perlu menghidupkannya dengan 5 volt, tetapi banyak papan mikrokontroler (yang mempunyai pengatur voltan) juga menerima 5 volt, jadi ini mesti berfungsi dengan baik dalam banyak projek.

Bonus tambahan: sensor modded ini akan serasi dengan projek 5V, kerana kebanyakan mikrokontroler 5V (seperti Arduino / ATMEGA) dapat menafsirkan isyarat 3.3V dengan cara yang sama seperti 5V.