3.3V Mod para sa Ultrasonic Sensors (ihanda ang HC-SR04 para sa 3.3V Logic sa ESP32 / ESP8266, Particle Photon, Atbp): 4 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

TL; DR: Sa sensor, gupitin ang bakas sa Echo pin, pagkatapos ay muling ikonekta ito gamit ang isang voltage divider (Echo trace -> 2.7kΩ -> Echo pin -> 4.7kΩ -> GND). I-edit: Nagkaroon ng ilang debate sa kung ang ESP8266 ay talagang mapagparaya sa 5V sa mga input ng GPIO. Sinasabi ng Espressif na pareho ito at hindi ito. Sa personal, gagawin ko lang ang peligro kung mayroon akong "natirang" mga ESP8266.

Kung ikaw ay anumang katulad ko, nalaman mo at gusto ang HC-SR04 bilang pamantayan ng de facto para sa mababang gastos ng ultrasonic disting sensing para sa mga proyekto ng Arduino na nakabatay sa 5V. Iyon ang dahilan kung bakit medyo marami ako sa kanila na nakahiga dito.

Ngunit ang mundo ng electronics ng libangan ay patuloy na gumagalaw mula sa 5V patungo sa 3.3V. Ang Raspberry Pie at maraming iba pang mga board, tulad ng mga batay sa ESP8266, ESP32 o mga board tulad ng Particle Photon, ay gumagana sa 3.3V na lohika sa kanilang mga input / output pin.

Kung ikonekta namin ang sensor sa 5V na lakas at sa parehong oras sa 3.3V na mga pin, ang output ng Echo pin ay magiging 5V din at malamang na sirain ang mga 3.3V na pin ng aming board ng microcontroller. Maaari naming subukang ikonekta ang isang as-is HC-SR04 hanggang 3.3V na lakas at makakakuha ng mga pagsukat, ngunit sa kasamaang palad, madalas na mas hindi gaanong tumpak ang mga ito.

Ang solusyon ay upang ikonekta pa rin ang sensor sa 5V VCC, ngunit upang matiyak na ang signal ng Echo na umabot sa microcontroller ay mayroon lamang 3.3V sa pamamagitan ng paglikha ng isang voltage divider gamit ang dalawang resistors. Masuwerte para sa amin, ang Trigger pin ng HC-SR04 ay hindi nangangailangan ng 5V at tinatanggap din ang 3.3V na nakukuha namin mula sa mga pin ng aming microcontroller.

Sa paglalarawan at mga link sa itaas, malamang na mayroon ka ng sapat na impormasyon upang lumikha ng isang divider ng boltahe bilang bahagi ng iyong circuit sa isang breadboard at i-hook nang tama ang isang ultrasonic sensor.

Kung nais mong malaman kung paano baguhin ang isa o maraming mga HC-SR04s upang sila ay handa na 3.3V bilang mga unit na may sarili, nang walang anumang karagdagang circuitry, basahin sa ibaba.

Hakbang 1: Ano ang Kailangan Mo

1. HC-SR04 Ultrasonic Sensor
2. Isang 4.7kΩ at isang 2.7kΩ risistor (o anumang kombinasyon ng mga resistors sa saklaw na 1-50kΩ na may R1 / (R1 + R2) = ca. 0.66)
3. Kagamitan sa paghihinang
4. X-Acto na kutsilyo (o anumang kutsilyo na katulad na matalim at matulis)
5. Katanggap-tanggap na mga kasanayan sa paghihinang - o ang pagpayag na sirain ang isang HC-SR04 habang sinusubukan ang isang bagong bagay:)
6. Opsyonal: magnifying glass, multimeter, oscilloscope, particle collider,…

Hakbang 2: Hanapin ang Bakas sa Echo Pin at Gupitin Ito

Tingnan nang mabuti ang board ng sensor (posibleng gumagamit ng isang magnifying glass) at hanapin ang bakas na hahantong sa Echo pin.

Tandaan: Ang iyong HC-SR04 ay maaaring may iba't ibang naka-print na circuit circuit board (PCB) kaysa sa ipinakita rito! Ang bakas ay maaari ding nasa kabilang panig (kapag ang isang bakas ay nagtatapos sa isang bilog na bilog, ito ay karaniwang isang koneksyon sa kabaligtaran ng PCB).

Opsyonal: Dalhin ang iyong multimeter at suriin na natukoy mo ang tamang bakas sa pamamagitan ng pagsubok para sa pagpapatuloy sa pagitan ng Echo pin at ng solder joint kung saan kumokonekta ang bakas sa isang bagay sa PCB. Dapat itong magpakita ng zero ohms.

Gamit ang kutsilyo, gupitin nang mabuti ang bakas nang maraming beses sa parehong lugar. Magbayad ng pansin upang hindi maputol ang mga kalapit na bakas. Pagkatapos, i-scrape ang bakas hanggang sa una mong makita ang metal nito, pagkatapos ay makita mong mawala ito, at sigurado kang wala nang koneksyon.

Tandaan: Kung hindi mo ganap na putulin ang bakas, ihahatid pa rin ng Echo pin ang buong 5 volts sa pin ng iyong microcontroller.

Opsyonal: Sa multimeter, suriin na ganap mong naputol ang parehong bakas sa pamamagitan ng muling pagsubok ng pagpapatuloy sa pagitan ng Echo pin at ng solder joint kung saan ang bakas ay kumokonekta sa isang bagay sa PCB. Dapat itong ipakita ang walang katapusan na ohm (kung nagpapakita ito ng isang bagay sa saklaw ng mega-ohms, ok din iyon).

Hakbang 3: Solder 2.7kΩ Sa pagitan ng Echo Pin at Wakas ng Bakas nito

Kung hindi mo pa nagagawa, hanapin kung saan ang bakas ng Echo pin (na iyong pinutol) ay direktang humantong sa isa pang elemento, tulad ng isang IC.

Sa aking halimbawa, nakakonekta ito sa pin 2 ng chip na iyon sa gitna ng PCB.

Gupitin at yumuko ang mga binti ng 2.7kΩ risistor upang eksaktong magkasya sa pagitan ng Echo pin at ng iba pang koneksyon.

Pagkatapos ay ihihinang ang risistor sa lugar (ang paglilinis ng mga bahagi sa panghinang at paglalagay ng pagkilos ng bagay ay maaaring hindi nasaktan, alinman).

Hakbang 4: Solder 4.7kΩ Resistor Sa Pagitan ng Echo Pin at GND Pin

Gupitin at yumuko ang mga binti ng 4.7kΩ risistor upang magkasya sa pagitan ng Echo pin at ng GND pin (o ang kanilang mga solder point sa PCB), at ihihinang ang mga ito doon.

Opsyonal: Gumamit ng isang multimeter upang suriin ang paglaban sa pagitan ng mga koneksyon upang matiyak na walang mga shorts.

Labis na opsyonal: I-hook up ang trigger pin sa iyong naka-program na MCU, huwag pa ikonekta ang Echo pin, at siguraduhin na ang signal ng Echo ay 3.3V at hindi 5V gamit ang iyong paboritong oscilloscope. Okay, ako ay 85% nagbibiro sa isang iyon.:)

Dapat mo na ngayong mai-hook up ang iyong binagong sensor sa anumang 3.3V microcontroller. Kailangan mo pa ring paandarin ito ng 5 volts, ngunit maraming mga board ng microcontroller (na mayroong isang voltage regulator) ay tumatanggap din ng 5 volts, kaya't ito ay dapat na gumana nang maayos sa maraming mga proyekto.

Nagdagdag ng bonus: ang naka-mod na sensor na ito ay magiging pabalik na katugma sa mga proyekto ng 5V, dahil ang karamihan sa 5V microcontrollers (tulad ng Arduino / ATMEGA) ay maaaring bigyang kahulugan ang mga signal ng 3.3V sa parehong paraan tulad ng ginagawa nila 5V.