3.3 V-modi ultraääni-antureille (valmistele HC-SR04 3.3 V-logiikkaa varten ESP32/ESP8266, hiukkasfotoni jne.): 4 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

TL; DR: Katkaise anturin jälki Echo -nastaan ja liitä se sitten uudelleen jännitteenjakajalla (Echo -jälki -> 2,7 kΩ -> Echo -nasta -> 4,7 kΩ -> GND). jonkin verran keskustelua siitä, onko ESP8266 todella 5V -sietokykyinen GPIO -tuloille. Espressif väittää sekä olevansa että ei. Henkilökohtaisesti ottaisin riskin vain, jos minulla olisi jäljellä olevia ESP8266 -laitteita.

Jos olet jotain minun kaltaistani, olet oppinut tuntemaan ja pitämään HC-SR04: sta, joka on tosiasiallinen standardi edullisille ultraäänietäisyysanturille 5 V-pohjaisiin Arduino-projekteihin. Siksi minulla on melko paljon heitä makaamassa täällä.

Harrastuselektroniikan maailma on kuitenkin siirtynyt tasaisesti 5 V: sta 3,3 V: iin. Raspberry Pie ja monet muut levyt, kuten ESP8266-, ESP32- tai Particle Photon -levyt, toimivat 3.3V -logiikalla niiden tulo-/lähtöliittimissä.

Jos liitämme anturin 5 V: n virtalähteeseen ja samalla 3,3 V: n nastoihin, Echo -nastan lähtö on myös 5 V ja tuhoaa todennäköisesti mikrokorttimme 3,3 V: n nastat. Voisimme yrittää kytkeä nykyisen HC-SR04: n 3,3 V: n virtalähteeseen ja voimme saada mittauksia, mutta valitettavasti nämä ovat usein paljon epätarkempia.

Ratkaisu on kytkeä anturi edelleen 5 V VCC: hen, mutta varmistaa, että mikrokontrolleriin saapuvalla Echo -signaalilla on vain 3,3 V luomalla jännitteenjakaja kahdella vastuksella. Onneksi meille HC-SR04: n liipaisintappi ei tarvitse 5 V: ta ja hyväksyy myös 3,3 V: n, jonka saamme mikro-ohjaimen nastoista.

Yllä olevan kuvauksen ja linkkien avulla sinulla on todennäköisesti jo tarpeeksi tietoa, jotta voit luoda jännitteenjakajan osana piiriäsi leipälevylle ja kytkeä ultraäänianturin oikein.

Jos haluat oppia muuttamaan yhtä tai useampaa HC-SR04-laitetta siten, että ne ovat 3.3V-valmiita itsenäisinä yksiköinä ilman lisäpiirejä, lue alla.

Vaihe 1: Mitä tarvitset

1. HC-SR04 ultraääni-anturi
2. Yksi 4,7 kΩ: n ja yksi 2,7 kΩ: n vastus (tai mikä tahansa 1-50 kΩ: n vastuksen yhdistelmä, jossa R1/(R1+R2) = noin 0,66)
3. Juotoslaitteet
4. X-Acto-veitsi (tai mikä tahansa veitsi, joka on yhtä terävä ja terävä)
5. Hyväksyttävät juotostaidot-tai halukkuus tuhota HC-SR04 samalla kun kokeillaan jotain uutta:)
6. Valinnainen: suurennuslasi, yleismittari, oskilloskooppi, hiukkaset,…

Vaihe 2: Etsi jälki kaiun nastaan ja leikkaa se

Katso tarkasti anturin levyä (mahdollisesti käyttämällä suurennuslasia) ja etsi jälki, joka johtaa Echo -nastaan.

Huomautus: HC-SR04: ssä voi olla erilainen piirilevy (PCB), kuin tässä näytetään! Jälki voi olla myös toisella puolella (kun jälki päättyy pyöreään ympyrään, tämä on yleensä yhteys piirilevyn vastakkaiselle puolelle).

Valinnainen: Ota yleismittari ja tarkista, että olet tunnistanut oikean jäljen, testaamalla jatkuvuuden Echo -nastan ja juotosliitoksen välillä, jossa jälki liittyy johonkin piirilevyyn. Sen pitäisi näyttää nollaohmia.

Leikkaa jälki varovasti useita kertoja samaan kohtaan veitsellä. Varo leikkaamasta vierekkäisiä jälkiä. Raaputa sitten jälki, kunnes näet ensin sen metallin, sitten näet sen katoavan ja olet varma, ettei yhteyttä enää ole.

Huomautus: Jos et katkaise jälkeä kokonaan, Echo -nasta toimittaa silti kaikki 5 volttia mikro -ohjaimen nastaan.

Valinnainen: Tarkista yleismittarilla, että olet katkaissut saman jäljen kokonaan, testaamalla uudelleen jatkuvuuden Echo -nastan ja juotosliitoksen välillä, jossa jälki liittyy johonkin piirilevyyn. Sen pitäisi näyttää ääretön ohmia (jos se näyttää jotain mega-ohmin alueella, sekin on ok).

Vaihe 3: Juottaa 2,7 kΩ kaiun tapin ja sen jäljen pään väliin

Jos et ole jo tehnyt sitä, etsi mihin Echo -nastan jälki (jonka katkaisit) johtaa suoraan toiseen elementtiin, kuten IC: hen.

Esimerkissäni se on kytketty piirin nastaan 2 piirilevyn keskellä.

Leikkaa ja taivuta 2,7 kΩ: n vastuksen jalat niin, että ne sopivat tarkasti Echo -nastan ja toisen liitännän väliin.

Sitten juota vastus paikoilleen (osien puhdistaminen juotokseen ja vuon levittäminen ei todennäköisesti myöskään vahingoita).

Vaihe 4: Juotos 4,7 kΩ: n vastus kaiun ja GND -nastan välillä

Leikkaa ja taivuta 4,7 kΩ: n vastuksen jalat Echo -nastan ja GND -nastan (tai niiden juotoskohdat piirilevyllä) väliin ja juota ne siellä.

Valinnainen: Tarkista yleismittarilla liitosten välinen vastus ja varmista, ettei niissä ole oikosulkuja.

Erittäin valinnainen: Kytke liipaisintappi ohjelmoituun MCU -laitteeseesi, älä liitä Echo -nasta vielä ja varmista, että Echo -signaali on 3,3 V eikä 5 V käyttämällä suosikki oskilloskooppiasi. Okei, vitsailen 85% sillä.:)

Sinun pitäisi nyt pystyä liittämään muokattu anturi mihin tahansa 3,3 V: n mikro -ohjaimeen. Sinun täytyy silti käyttää sitä 5 voltilla, mutta monet mikrokortit (joissa on jännitesäädin) hyväksyvät myös 5 volttia, joten tämän pitäisi toimia hyvin monissa projekteissa.

Lisäbonus: tämä moduloitu anturi on taaksepäin yhteensopiva 5 V -projektien kanssa, koska useimmat 5 V: n mikro -ohjaimet (kuten Arduino/ATMEGA) voivat tulkita 3,3 V: n signaaleja samalla tavalla kuin 5 V: n.