3.3V modifikacija ultragarso jutikliams (paruoškite HC-SR04 3.3V logikai ESP32/ESP8266, dalelių fotonas ir kt.): 4 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

TL; DR: jutiklyje nupjaukite pėdsaką prie „Echo“kaiščio, tada vėl prijunkite jį naudodami įtampos skirstytuvą („Echo“pėdsakas -> 2,7 kΩ -> „Echo“kaištis -> 4,7 kΩ -> GND). Redaguoti: buvo kai kurios diskusijos dėl to, ar ESP8266 iš tikrųjų yra atsparus 5 V GPIO įvestims. „Espressif“tvirtina, kad taip yra ir ne. Asmeniškai aš rizikuočiau tik tuo atveju, jei turėčiau „likusių“ESP8266.

Jei esate kažkas panašaus į mane, jūs pažinojote ir pamėgote HC-SR04 kaip de facto standartą pigiems ultragarso atstumo jutikliams 5V pagrindu veikiančiuose „Arduino“projektuose. Štai kodėl aš turiu daug jų čia.

Tačiau pomėgių elektronikos pasaulis nuolat keitėsi nuo 5 V prie 3,3 V. „Raspberry Pie“ir daugelis kitų plokščių, pvz., ESP8266, ESP32 arba plokščių, tokių kaip „Particle Photon“, įvesties/išvesties smeigtukuose dirba su 3,3 V logika.

Jei prijungsime jutiklį prie 5 V maitinimo šaltinio ir tuo pačiu metu prie 3,3 V kaiščių, „Echo“kaiščio išėjimas taip pat bus 5 V ir greičiausiai sunaikins mūsų mikrovaldiklio plokštės 3,3 V kaiščius. Galėtume pabandyti prijungti esamą HC-SR04 prie 3,3 V maitinimo ir galėsime atlikti matavimus, bet, deja, jie dažnai bus daug mažiau tikslūs.

Sprendimas yra vis tiek prijungti jutiklį prie 5 V VCC, bet įsitikinti, kad mikrovaldiklį pasiekiantis Echo signalas turi tik 3,3 V, sukuriant įtampos daliklį naudojant du rezistorius. Mums pasisekė, kad HC-SR04 trigerio kaiščiui nereikia 5 V, taip pat jis priima 3,3 V įtampą, kurią gauname iš savo mikrovaldiklio kaiščių.

Naudodami aukščiau pateiktą aprašymą ir nuorodas, greičiausiai jau turite pakankamai informacijos, kad galėtumėte sukurti įtampos skirstytuvą kaip grandinės dalį ant duonos lentos ir teisingai prijungti ultragarso jutiklį.

Jei norite sužinoti, kaip modifikuoti vieną ar kelis HC-SR04, kad jie būtų paruošti 3.3V kaip savarankiški įrenginiai be jokių papildomų grandinių, skaitykite toliau.

1 žingsnis: ko jums reikia

1. Ultragarsinis jutiklis HC-SR04
2. Vienas 4,7 kΩ ir vienas 2,7 kΩ rezistorius (arba bet koks rezistorių derinys 1-50 kΩ diapazone su R1/(R1+R2) = apie 0,66)
3. Litavimo įranga
4. „X-Acto“peilis (arba bet koks aštrus ir smailus peilis)
5. Priimtini litavimo įgūdžiai-arba noras sunaikinti HC-SR04, išbandant kažką naujo:)
6. Neprivaloma: didinamasis stiklas, multimetras, osciloskopas, dalelių greitintuvas,…

2 veiksmas: raskite „Echo Pin“pėdsaką ir supjaustykite

Atidžiai apžiūrėkite jutiklio plokštę (galbūt naudodami padidinamąjį stiklą) ir raskite pėdsaką, vedantį į „Echo“kaištį.

Pastaba: jūsų HC-SR04 spausdintinės plokštės (PCB) išdėstymas gali būti kitoks nei pavaizduotas čia! Pėdsakas taip pat gali būti kitoje pusėje (kai pėdsakas baigiasi apvaliu apskritimu, tai paprastai yra ryšys su priešinga PCB puse).

Neprivaloma: paimkite multimetrą ir patikrinkite, ar nustatėte teisingą pėdsaką, išbandydami tęstinumą tarp „Echo“kaiščio ir lydmetalio jungties, kur pėdsakas jungiasi prie kažko PCB. Jis turėtų rodyti nulinį omą.

Naudodami peilį, kelis kartus atsargiai nupjaukite pėdsakus toje pačioje vietoje. Atkreipkite dėmesį, kad nesumažintumėte kaimyninių pėdsakų. Tada nuvalykite pėdsaką, kol pirmą kartą pamatysite jo metalą, tada pamatysite, kaip jis išnyksta, ir esate tikri, kad ryšio nebėra.

Pastaba: jei visiškai nenutrauksite pėdsakų, „Echo“kaištis vis tiek perduos visus 5 voltus į jūsų mikrovaldiklio kaištį.

Neprivaloma: naudodami multimetrą patikrinkite, ar visiškai nutraukėte tą patį pėdsaką, dar kartą išbandydami tęstinumą tarp „Echo“kaiščio ir lydmetalio jungties, kur pėdsakas jungiasi prie kažko PCB. Jis turėtų rodyti begalinį omą (jei jis rodo kažką megao diapazone, tai taip pat gerai).

3 žingsnis: 2,7 kΩ lydmetalis tarp aido kaiščio ir jo pėdsako galo

Jei to dar nepadarėte, raskite, kur „Echo“kaiščio pėdsakas (kurį nutraukėte) tiesiogiai veda kitą elementą, pvz., IC.

Mano pavyzdyje jis prijungtas prie to mikroschemos 2 kaiščio, esančio PCB viduryje.

Nupjaukite ir sulenkite 2,7 kΩ rezistoriaus kojas, kad tiksliai tilptų tarp „Echo“kaiščio ir kitos jungties.

Tada lituokite rezistorių vietoje (dalių valymas prie lydmetalio ir srauto taikymas greičiausiai nepakenks).

4 žingsnis: litavimo 4,7 kΩ rezistorius tarp aido kaiščio ir GND kaiščio

Nupjaukite ir sulenkite 4,7 kΩ rezistoriaus kojas, kad tilptų tarp „Echo“kaiščio ir GND kaiščio (arba jų litavimo taškų ant PCB), ir lituokite jas ten.

Neprivaloma: naudokite multimetrą, kad patikrintumėte varžą tarp jungčių, kad įsitikintumėte, jog nėra šortų.

Ypač neprivaloma: prijunkite gaiduko kaištį prie užprogramuoto MCU, dar neprijunkite „Echo“kaiščio ir įsitikinkite, kad „Echo“signalas yra 3,3 V, o ne 5 V, naudodami mėgstamą osciloskopą. Gerai, aš juokauju 85%.:)

Dabar turėtumėte turėti galimybę prijungti modifikuotą jutiklį prie bet kurio 3,3 V mikrovaldiklio. Jums vis tiek reikia maitinti 5 voltais, tačiau daugelis mikrovaldiklių plokščių (turinčių įtampos reguliatorių) taip pat priima 5 voltų įtampą, todėl daugelyje projektų tai turėtų būti gerai.

Papildoma premija: šis modifikuotas jutiklis bus suderinamas su 5 V projektais, nes dauguma 5 V mikrovaldiklių (pvz., „Arduino“/ATMEGA) gali interpretuoti 3,3 V signalus taip pat, kaip ir 5 V.