Ultrasonik Sensörler için 3.3V Modu (ESP32/ESP8266, Particle Photon, vb. üzerinde 3.3V Logic için HC-SR04'ü hazırlayın): 4 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

TL; DR: Sensörde, Yankı pimine giden yolu kesin, ardından bir voltaj bölücü kullanarak yeniden bağlayın (Yankı izi -> 2.7kΩ -> Yankı pimi -> 4.7kΩ -> GND). Düzenle: Var ESP8266'nın aslında GPIO girişlerinde 5V toleranslı olup olmadığı konusunda bazı tartışmalar. Espressif hem öyle olduğunu hem de olmadığını iddia ediyor. Şahsen, yalnızca "artık" ESP8266'larım olsaydı riski alırdım.

Benim gibiyseniz, 5V tabanlı Arduino projeleri için düşük maliyetli ultrasonik mesafe algılama için fiili standart olarak HC-SR04'ü tanımış ve beğenmişsinizdir. Bu yüzden buralarda bir kaç tane yatıyor.

Ancak hobi elektroniği dünyası sürekli olarak 5V'den 3.3V'a doğru ilerliyor. Ahududu Pastası ve ESP8266, ESP32 veya Particle Photon gibi kartlara dayalı olanlar gibi diğer birçok kart, giriş/çıkış pinlerinde 3.3V mantığıyla çalışıyor.

Sensörü 5V güce ve aynı zamanda 3.3V pinlere bağlarsak Echo pinin çıkışı da 5V olacak ve büyük ihtimalle mikrodenetleyici kartımızın 3.3V pinlerini yok edecektir. Olduğu gibi bir HC-SR04'ü 3.3V güce bağlamayı deneyebiliriz ve ölçümler alabileceğiz, ancak ne yazık ki bunlar genellikle çok daha az doğru olacaktır.

Çözüm, sensörü yine de 5V VCC'ye bağlamak, ancak iki direnç kullanarak bir voltaj bölücü oluşturarak mikrodenetleyiciye ulaşan Echo sinyalinin yalnızca 3,3V olduğundan emin olmaktır. Şansımıza HC-SR04'ün Trigger pininin 5V'a ihtiyacı yok ve aynı zamanda mikrodenetleyicimizin pinlerinden aldığımız 3.3V'u da kabul ediyor.

Yukarıdaki açıklama ve bağlantılarla, büyük olasılıkla devrenizin bir parçası olarak bir devre tahtasında bir voltaj bölücü oluşturmak ve bir ultrasonik sensörü doğru şekilde bağlamak için yeterli bilgiye sahipsiniz.

Bir veya daha fazla HC-SR04'ü, herhangi bir ekstra devre olmadan bağımsız üniteler olarak 3.3V'a hazır olacak şekilde nasıl değiştireceğinizi öğrenmek istiyorsanız, aşağıdakileri okuyun.

Adım 1: İhtiyacınız Olan Şey

1. HC-SR04 Ultrasonik Sensör
2. Bir 4.7kΩ ve bir 2.7kΩ direnç (veya R1/(R1+R2) = yaklaşık 0.66 ile 1-50kΩ aralığında herhangi bir direnç kombinasyonu)
3. Lehimleme ekipmanları
4. X-Acto bıçağı (veya benzer şekilde keskin ve sivri olan herhangi bir bıçak)
5. Kabul edilebilir lehimleme becerileri -- veya yeni bir şey denerken bir HC-SR04'ü yok etme isteği:)
6. Opsiyonel: büyüteç, multimetre, osiloskop, parçacık çarpıştırıcısı, …

Adım 2: Yankı Piminin İzini Bulun ve Kesin

Sensör kartına yakından bakın (muhtemelen bir büyüteç kullanarak) ve Yankı pimine giden izi bulun.

Not: HC-SR04'ünüz burada gösterilenden farklı bir baskılı devre kartı (PCB) düzenine sahip olabilir! İz diğer tarafta da olabilir (bir iz yuvarlak bir daire içinde sona erdiğinde, bu genellikle PCB'nin karşı tarafına bir bağlantıdır).

İsteğe bağlı: Multimetrenizi alın ve izin PCB üzerindeki bir şeye bağlandığı Echo pimi ile lehim bağlantısı arasındaki sürekliliği test ederek doğru izi tanımladığınızdan emin olun. Sıfır ohm göstermelidir.

Bıçağı kullanarak izi aynı noktada birkaç kez dikkatlice kesin. Komşu izleri kesmemeye dikkat edin. Ardından, önce metalini görene kadar izi kazıyın, sonra kaybolduğunu görün ve artık bağlantı olmadığından eminsiniz.

Not: İzi tamamen kesmezseniz, Echo pini mikrodenetleyicinizin pinine tam 5 volt vermeye devam edecektir.

İsteğe bağlı: Multimetre ile, Echo pimi ile izin PCB üzerindeki bir şeye bağlandığı lehim bağlantısı arasındaki sürekliliği tekrar test ederek aynı izi tamamen kesip kesmediğinizi kontrol edin. Sonsuz ohm göstermelidir (mega ohm aralığında bir şey gösteriyorsa, sorun değil).

Adım 3: Yankı Pimi ve İzinin Sonu Arasında Lehim 2.7kΩ

Henüz yapmadıysanız, Echo pininin izinin (kestiğiniz) doğrudan IC gibi başka bir öğeye yönlendirdiğini bulun.

Örneğimde, PCB'nin ortasındaki o çipin 2. pinine bağlı.

2,7kΩ direncin bacaklarını, Yankı pimi ile diğer bağlantı arasına tam olarak oturacak şekilde kesin ve bükün.

Ardından direnci yerinde lehimleyin (lehim için parçaları temizlemek ve akı uygulamak da muhtemelen zarar vermez).

Adım 4: Yankı Pimi ve GND Pimi Arasında Lehim 4.7kΩ Direnç

4.7kΩ direncin bacaklarını, Echo pini ve GND pini (veya PCB üzerindeki lehim noktaları) arasına sığacak şekilde kesin ve bükün ve orada lehimleyin.

İsteğe bağlı: Kısa devre olmadığından emin olmak için bağlantılar arasındaki direnci kontrol etmek için bir multimetre kullanın.

Son derece isteğe bağlı: Tetik pimini programlanmış MCU'nuza bağlayın, henüz Yankı pimini bağlamayın ve favori osiloskopunuzu kullanarak Yankı sinyalinin 5V değil 3,3V olduğundan emin olun. Tamam, bu konuda %85 şaka yapıyorum.:)

Artık değiştirilmiş sensörünüzü herhangi bir 3.3V mikrodenetleyiciye bağlayabilmelisiniz. Yine de 5 volt ile çalıştırmanız gerekiyor, ancak birçok mikrodenetleyici kartı (voltaj regülatörü olan) 5 voltu da kabul ediyor, bu nedenle birçok projede bu gayet iyi sonuç vermeli.

Eklenen bonus: Bu modifiye edilmiş sensör, 5V projeleri ile geriye dönük olarak uyumlu olacaktır, çünkü çoğu 5V mikrodenetleyici (Arduino/ATMEGA gibi) 3.3V sinyallerini 5V ile aynı şekilde yorumlayabilir.