3.3V Mod لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية (تحضير HC-SR04 للمنطق 3.3V على ESP32 / ESP8266 ، فوتون الجسيمات ، إلخ): 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

TL ؛ DR: على المستشعر ، قم بقطع التتبع إلى دبوس Echo ، ثم أعد توصيله باستخدام مقسم الجهد (Echo trace -> 2.7kΩ -> Echo pin -> 4.7kΩ -> GND). بعض الجدل حول ما إذا كان ESP8266 في الواقع متسامح 5 فولت على مدخلات GPIO. يدعي Espressif أنه كذلك وأنه ليس كذلك. أنا شخصياً لن أخاطر إلا إذا كان لدي "بقايا" ESP8266s.

إذا كنت مثلي ، فقد تعرفت على HC-SR04 وأعجبك كمعيار واقعي لاستشعار المسافة بالموجات فوق الصوتية منخفضة التكلفة لمشاريع Arduino القائمة على 5 فولت. لهذا السبب لدي عدد غير قليل منهم يرقد هنا.

لكن عالم إلكترونيات الهوايات يتحرك بثبات من 5 فولت إلى 3.3 فولت. تعمل Raspberry Pie والعديد من اللوحات الأخرى ، مثل تلك القائمة على ESP8266 أو ESP32 أو اللوحات مثل Particle Photon ، بمنطق 3.3 فولت على دبابيس الإدخال / الإخراج الخاصة بهم.

إذا قمنا بتوصيل المستشعر بقدرة 5 فولت وفي نفس الوقت بدبابيس 3.3 فولت ، فسيكون خرج دبوس Echo أيضًا 5 فولت وسيؤدي على الأرجح إلى تدمير دبابيس 3.3 فولت في لوحة وحدة التحكم الدقيقة الخاصة بنا. يمكننا محاولة توصيل HC-SR04 بقدرة 3.3 فولت كما هو وسنكون قادرين على الحصول على قياسات ، ولكن لسوء الحظ ، غالبًا ما تكون هذه أقل دقة.

الحل هو الاستمرار في توصيل المستشعر بـ 5 فولت VCC ، ولكن للتأكد من أن إشارة Echo التي تصل إلى المتحكم الدقيق لا تحتوي إلا على 3.3 فولت عن طريق إنشاء مقسم جهد باستخدام مقاومين. من حسن حظنا ، أن دبوس Trigger الخاص بـ HC-SR04 لا يحتاج إلى 5 فولت ويقبل أيضًا 3.3 فولت التي نحصل عليها من دبابيس متحكمنا.

مع الوصف والروابط أعلاه ، من المرجح أن يكون لديك بالفعل معلومات كافية لإنشاء مقسم جهد كجزء من دائرتك على لوحة توصيل وتوصيل جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية بشكل صحيح.

إذا كنت ترغب في معرفة كيفية تعديل واحد أو أكثر من HC-SR04s بحيث تكون جاهزة 3.3 فولت كوحدات قائمة بذاتها ، دون أي دوائر إضافية ، اقرأ أدناه.

الخطوة 1: ما تحتاجه

1. HC-SR04 جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية
2. واحد 4.7kΩ ومقاوم 2.7kΩ (أو أي مجموعة من المقاومات في النطاق 1-50kΩ مع R1 / (R1 + R2) = 0.66)
3. معدات اللحام
4. سكين X-Acto (أو أي سكين حاد ومدبب بالمثل)
5. مهارات لحام مقبولة - أو الرغبة في تدمير HC-SR04 أثناء تجربة شيء جديد:)
6. اختياري: عدسة مكبرة ، مقياس متعدد ، راسم الذبذبات ، مصادم الجسيمات ، …

الخطوة 2: ابحث عن تتبع Echo Pin وقم بقصه

انظر عن كثب إلى لوحة المستشعر (ربما باستخدام عدسة مكبرة) وابحث عن الأثر الذي يؤدي إلى دبوس Echo.

ملاحظة: قد يكون لديك HC-SR04 تخطيط لوحة دوائر مطبوعة (PCB) مختلفة عن تلك الموضحة هنا! قد يكون التتبع أيضًا على الجانب الآخر (عندما ينتهي التتبع في دائرة دائرية ، يكون هذا عادةً اتصالاً بالجانب الآخر من PCB).

اختياري: خذ جهاز القياس المتعدد الخاص بك وتحقق من أنك قد حددت التتبع الصحيح عن طريق اختبار الاستمرارية بين دبوس Echo ومفصل اللحام حيث يتصل التتبع بشيء على PCB. يجب أن تظهر صفر أوم.

باستخدام السكين ، قم بقطع الأثر بعناية عدة مرات في نفس المكان. انتبه إلى عدم قطع الآثار المجاورة. بعد ذلك ، اكشط الأثر حتى ترى معدنه لأول مرة ، ثم تراه يختفي ، وأنت متأكد من عدم وجود اتصال بعد الآن.

ملاحظة: إذا لم تقم بقطع التتبع تمامًا ، فسيظل دبوس Echo يرسل 5 فولت كاملة إلى دبوس المتحكم الدقيق الخاص بك.

اختياري: باستخدام جهاز القياس المتعدد ، تحقق من أنك قطعت نفس التتبع تمامًا عن طريق اختبار الاستمرارية مرة أخرى بين دبوس Echo ومفصل اللحام حيث يتصل التتبع بشيء على PCB. يجب أن يُظهر الأوم اللانهائي (إذا أظهر شيئًا ما في نطاق ميغا أوم ، فلا بأس أيضًا).

الخطوة 3: لحام 2.7kΩ بين Echo Pin ونهاية التتبع الخاصة به

إذا لم تكن قد قمت بذلك بالفعل ، فابحث عن المكان الذي يؤدي فيه أثر دبوس Echo (الذي قطعته) مباشرةً إلى عنصر آخر ، مثل IC.

في المثال الخاص بي ، تم توصيله بالدبوس 2 من تلك الشريحة في منتصف ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

قم بقص وثني أرجل المقاومة 2.7kΩ لتناسب تمامًا بين دبوس Echo والاتصال الآخر.

ثم قم بلحام المقاوم في مكانه (من المحتمل ألا يضر تنظيف الأجزاء باللحام وتطبيق التدفق أيضًا).

الخطوة 4: لحام 4.7kΩ المقاوم بين Echo Pin و GND Pin

قم بقص وثني أرجل المقاومة 4.7kΩ لتلائم بين دبوس Echo ودبوس GND (أو نقاط اللحام الخاصة بهم على PCB) ، ولحامهم هناك.

اختياري: استخدم مقياس متعدد للتحقق من المقاومة بين التوصيلات للتأكد من عدم وجود قصور.

اختياري للغاية: اربط دبوس المشغل بوحدة التحكم MCU المبرمجة ، ولا تقم بتوصيل دبوس Echo حتى الآن ، وتأكد من أن إشارة Echo هي 3.3 فولت وليس 5 فولت باستخدام راسم الذبذبات المفضل لديك. حسنًا ، أنا 85٪ أمزح في ذلك.:)

يجب أن تكون الآن قادرًا على توصيل المستشعر المعدل بأي متحكم 3.3 فولت. ما زلت بحاجة إلى تشغيله بجهد 5 فولت ، لكن العديد من لوحات المتحكم الدقيقة (التي تحتوي على منظم جهد كهربائي) تقبل أيضًا 5 فولت ، لذلك يجب أن يعمل هذا بشكل جيد في العديد من المشاريع.

مكافأة إضافية: سيكون هذا المستشعر المعدل متوافقًا مع الإصدارات السابقة مع مشاريع 5 فولت ، لأن معظم المتحكمات الدقيقة 5 فولت (مثل Arduino / ATMEGA) يمكنها تفسير إشارات 3.3 فولت بنفس الطريقة التي تعمل بها 5 فولت.