حالت 3.3V برای سنسورهای اولتراسونیک (HC-SR04 را برای منطق 3.3V در ESP32/ESP8266 ، ذرات فوتون و غیره آماده کنید): 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

TL؛ DR: روی سنسور ، ردیابی را به پین اکو ببرید ، سپس آن را با استفاده از تقسیم ولتاژ (Echo trace -> 2.7kΩ -> Echo pin -> 4.7kΩ -> GND) دوباره وصل کنید. ویرایش: بحث هایی در مورد اینکه آیا ESP8266 در ورودی GPIO واقعاً 5 ولت تحمل می کند یا خیر. Espressif ادعا می کند که هست و نیست. شخصاً ، تنها در صورتی ریسک می کنم که ESP8266 های "باقی مانده" داشته باشم.

اگر شما هم مانند من هستید ، HC-SR04 را به عنوان استانداردی واقعی برای سنجش فاصله مافوق صوت کم هزینه برای پروژه های آردوینو مبتنی بر 5 ولت شناخته اید و دوست دارید. به همین دلیل من تعداد زیادی از آنها را اینجا دراز کشیده ام.

اما دنیای وسایل الکترونیکی سرگرمی به طور پیوسته از 5 ولت به 3.3 ولت حرکت می کند. Raspberry Pie و بسیاری از بردهای دیگر ، مانند آنهایی که بر اساس ESP8266 ، ESP32 یا تخته هایی مانند Particle Photon هستند ، با منطق 3.3V روی پین های ورودی/خروجی کار می کنند.

اگر سنسور را به برق 5 ولت و در عین حال به پایه های 3.3 ولت متصل کنیم ، خروجی پین اکو نیز 5 ولت خواهد بود و به احتمال زیاد پین های 3.3 ولت برد میکروکنترلر ما را از بین می برد. ما می توانیم یک منبع HC-SR04 موجود را به 3.3 ولت متصل کنیم و بتوانیم اندازه گیری ها را انجام دهیم ، اما متأسفانه ، اغلب این دقت ها بسیار کمتر است.

راه حل این است که هنوز سنسور را به 5 ولت VCC وصل کنید ، اما اطمینان حاصل کنید که سیگنال اکو که به میکروکنترلر می رسد با ایجاد تقسیم کننده ولتاژ با استفاده از دو مقاومت فقط 3.3 ولت دارد. برای ما خوش شانس است ، پین Trigger HC-SR04 نیازی به 5 ولت ندارد و همچنین 3.3 ولت را که از پین های میکروکنترلر دریافت می کنیم می پذیرد.

با توضیحات و پیوندهای فوق ، شما به احتمال زیاد از قبل اطلاعات کافی برای ایجاد تقسیم ولتاژ به عنوان بخشی از مدار خود در یک تخته نان و اتصال صحیح سنسور اولتراسونیک دارید.

اگر می خواهید نحوه اصلاح یک یا چند HC-SR04 را بیاموزید تا 3.3 ولت به عنوان واحدهای مستقل و بدون هیچ گونه مدار اضافی آماده شوند ، در زیر بخوانید.

مرحله 1: آنچه شما نیاز دارید

1. سنسور اولتراسونیک HC-SR04
2. یک مقاومت 4.7kΩ و یک مقاومت 2.7kΩ (یا هر گونه مقاومت در محدوده 1-50kΩ با R1/(R1+R2) = حدود 0.66)
3. تجهیزات لحیم کاری
4. چاقوی X-Acto (یا هر چاقوی مشابه تیز و نوک تیز)
5. مهارت های لحیم کاری قابل قبول-یا تمایل به از بین بردن HC-SR04 در حالی که چیز جدیدی را امتحان می کنید:)
6. اختیاری: ذره بین ، مولتی متر ، اسیلوسکوپ ، برخورد ذرات ،…

مرحله 2: Trace to the Echo Pin را پیدا کرده و آن را برش دهید

با دقت به برد سنسور (احتمالاً با استفاده از ذره بین) نگاه کنید و اثری را که به پین اکو منتهی می شود پیدا کنید.

توجه: ممکن است طرح HC-SR04 شما دارای برد مدار چاپی (PCB) متفاوتی نسبت به آنچه در اینجا نشان داده شده است باشد! این رد ممکن است در طرف دیگر نیز باشد (هنگامی که اثری در یک دایره گرد به پایان می رسد ، این معمولاً اتصال به طرف مقابل PCB است).

اختیاری: مولتی متر خود را بردارید و با آزمایش تداوم بین پین اکو و اتصال لحیم که محل اتصال آن به چیزی روی PCB است ، اثبات کنید که رد صحیح را تشخیص داده اید. باید صفر اهم را نشان دهد.

با استفاده از چاقو ، رد را با دقت چندین بار در همان نقطه برش دهید. توجه داشته باشید که آثار همسایه را قطع نکنید. سپس ، اثری را بردارید تا ابتدا فلز آن را ببینید ، سپس ناپدید شوید و مطمئن باشید دیگر هیچ ارتباطی وجود ندارد.

توجه: اگر رد را به طور کامل قطع نکنید ، پین اکو همچنان 5 ولت کامل را به پین میکروکنترلر شما می رساند.

اختیاری: با استفاده از مولتی متر ، با بررسی مجدد پیوستگی بین پین اکو و اتصال لحیم کاری که ردیف به چیزی روی PCB متصل می شود ، بررسی کنید که آیا همان اثری را به طور کامل قطع کرده اید. باید اهم بی نهایت را نشان دهد (اگر چیزی را در محدوده مگاوات نشان می دهد ، این نیز خوب است).

مرحله 3: لحیم 2.7 کیلووات بین پین اکو و انتهای ردیابی آن

اگر قبلاً این کار را نکرده اید ، پیدا کنید که رد پای Echo (که آن را قطع کرده اید) مستقیماً عنصر دیگری مانند IC را به کجا هدایت می کند.

در مثال من ، آن را به پین 2 آن تراشه در وسط PCB متصل می کنم.

پاهای مقاومت 2.7kΩ را برش داده و خم کنید تا دقیقاً بین پین اکو و اتصال دیگر مناسب باشد.

سپس مقاومت را در جای خود لحیم کنید (تمیز کردن قطعات برای لحیم کاری و اعمال شار نیز احتمالاً آسیبی نمی رساند).

مرحله 4: مقاومت 4.7kΩ را بین پین اکو و پین GND لحیم کنید

پاهای مقاومت 4.7 کیلووات را بریده و خم کنید تا بین پین اکو و پایه GND (یا نقاط لحیم کاری آنها روی PCB) قرار گیرد و آنها را در آنجا لحیم کنید.

اختیاری: از یک مولتی متر برای بررسی مقاومت بین اتصالات برای اطمینان از عدم وجود شورت استفاده کنید.

بسیار اختیاری: پین ماشه را به MCU برنامه ریزی شده خود وصل کنید ، هنوز پین اکو را وصل نکنید و مطمئن شوید که سیگنال اکو 3.3 ولت است و نه 5 ولت با استفاده از اسیلوسکوپ مورد علاقه خود. خوب ، من 85٪ با آن یکی شوخی می کنم.:)

اکنون باید بتوانید سنسور اصلاح شده خود را به هر میکروکنترلر 3.3 ولت متصل کنید. شما هنوز باید آن را با 5 ولت تغذیه کنید ، اما بسیاری از بردهای میکروکنترلر (که دارای تنظیم کننده ولتاژ هستند) 5 ولت را نیز قبول می کنند ، بنابراین این امر در بسیاری از پروژه ها به خوبی کار می کند.

امتیاز اضافی: این سنسور تغییریافته با پروژه های 5 ولت سازگار خواهد بود ، زیرا اکثر میکروکنترلرهای 5 ولت (مانند آردوینو/ATMEGA) می توانند سیگنال های 3.3 ولت را همانند 5 ولت تفسیر کنند.