Mod 3.3V untuk Sensor Ultrasonik (siapkan HC-SR04 untuk Logika 3.3V pada ESP32/ESP8266, Foton Partikel, Dll): 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

TL;DR: Pada sensor, potong jejak ke pin Echo, lalu sambungkan kembali menggunakan pembagi tegangan (Echo trace -> 2.7kΩ -> Echo pin -> 4.7kΩ -> GND). Edit: Sudah ada beberapa perdebatan tentang apakah ESP8266 sebenarnya toleran 5V pada input GPIO. Espressif mengklaim bahwa itu ada dan tidak. Secara pribadi, saya hanya akan mengambil risiko jika saya memiliki "sisa" ESP8266.

Jika Anda seperti saya, Anda telah mengetahui dan menyukai HC-SR04 sebagai standar de facto untuk penginderaan jarak ultrasonik berbiaya rendah untuk proyek Arduino berbasis 5V. Itu sebabnya saya memiliki beberapa dari mereka tergeletak di sekitar sini.

Tapi dunia elektronik hobi terus bergerak dari 5V menuju 3.3V. Raspberry Pie dan banyak papan lainnya, seperti yang didasarkan pada ESP8266, ESP32 atau papan seperti Foton Partikel, bekerja dengan logika 3.3V pada pin input/output mereka.

Jika kita menghubungkan sensor ke daya 5V dan pada saat yang sama ke pin 3.3V, output pin Echo juga akan menjadi 5V dan kemungkinan besar akan menghancurkan pin 3.3V dari papan mikrokontroler kita. Kita bisa mencoba menghubungkan HC-SR04 apa adanya ke daya 3.3V dan akan bisa mendapatkan pengukuran, tapi sayangnya, ini seringkali kurang akurat.

Solusinya tetap sambungkan sensor ke VCC 5V, namun untuk memastikan sinyal Echo yang sampai ke mikrokontroler hanya 3.3V dengan membuat pembagi tegangan menggunakan dua buah resistor. Beruntung bagi kami, pin Trigger HC-SR04 tidak membutuhkan 5V dan juga menerima 3.3V yang kami dapatkan dari pin mikrokontroler kami.

Dengan deskripsi dan tautan di atas, kemungkinan besar Anda sudah memiliki cukup informasi untuk membuat pembagi tegangan sebagai bagian dari sirkuit Anda pada papan tempat memotong roti dan memasang sensor ultrasonik dengan benar.

Jika Anda ingin mempelajari cara memodifikasi satu atau beberapa HC-SR04 sehingga siap 3.3V sebagai unit mandiri, tanpa sirkuit tambahan, baca terus di bawah.

Langkah 1: Yang Anda Butuhkan

1. Sensor Ultrasonik HC-SR04
2. Satu resistor 4.7kΩ dan satu 2.7kΩ (atau kombinasi resistor apa pun dalam kisaran 1-50kΩ dengan R1/(R1+R2) = kira-kira 0,66)
3. Peralatan solder
4. Pisau X-Acto (atau pisau apa pun yang sama tajam dan runcingnya)
5. Keterampilan menyolder yang dapat diterima -- atau kemauan untuk menghancurkan HC-SR04 saat mencoba sesuatu yang baru:)
6. Opsional: kaca pembesar, multimeter, osiloskop, penumbuk partikel, …

Langkah 2: Temukan Jejak ke Pin Gema dan Potong

Perhatikan baik-baik papan sensor (mungkin menggunakan kaca pembesar) dan temukan jejak yang mengarah ke pin Echo.

Catatan: HC-SR04 Anda mungkin memiliki tata letak papan sirkuit cetak (PCB) yang berbeda dari yang ditunjukkan di sini! Jejak mungkin juga berada di sisi lain (ketika jejak berakhir dalam lingkaran bundar, ini biasanya merupakan sambungan ke sisi berlawanan dari PCB).

Opsional: Ambil multimeter Anda dan periksa apakah Anda telah mengidentifikasi jejak yang benar dengan menguji kontinuitas antara pin Echo dan sambungan solder tempat jejak terhubung ke sesuatu di PCB. Ini harus menunjukkan nol ohm.

Dengan menggunakan pisau, potong jejak dengan hati-hati beberapa kali di tempat yang sama. Perhatikan untuk tidak memotong jejak tetangga. Kemudian, kikis jejaknya sampai Anda pertama kali melihat logamnya, kemudian melihatnya menghilang, dan Anda yakin tidak ada hubungannya lagi.

Catatan: Jika Anda tidak memutuskan jejak sepenuhnya, pin Echo akan tetap mengirimkan 5 volt penuh ke pin mikrokontroler Anda.

Opsional: Dengan multimeter, periksa apakah Anda telah benar-benar memutuskan jejak yang sama dengan menguji lagi kontinuitas antara pin Echo dan sambungan solder tempat jejak terhubung ke sesuatu di PCB. Itu harus menunjukkan ohm tak terbatas (jika itu menunjukkan sesuatu dalam kisaran mega-ohm, tidak apa-apa juga).

Langkah 3: Solder 2.7kΩ Antara Pin Gema dan Ujung Jejaknya

Jika Anda belum melakukannya, temukan di mana jejak pin Echo (yang Anda putus) secara langsung mengarah ke elemen lain, seperti IC.

Dalam contoh saya, ini terhubung ke pin 2 dari chip di tengah PCB.

Potong dan tekuk kaki resistor 2,7kΩ agar pas di antara pin Echo dan sambungan lainnya.

Kemudian solder resistor di tempatnya (membersihkan bagian-bagian yang akan disolder dan menerapkan fluks mungkin juga tidak akan merugikan).

Langkah 4: Solder 4.7kΩ Resistor Antara Echo Pin dan GND Pin

Potong dan tekuk kaki resistor 4.7kΩ agar pas di antara pin Echo dan pin GND (atau titik soldernya pada PCB), dan solder di sana.

Opsional: Gunakan multimeter untuk memeriksa hambatan antara sambungan untuk memastikan tidak ada hubungan pendek.

Sangat opsional: Hubungkan pin pemicu ke MCU terprogram Anda, jangan sambungkan pin Echo, dan pastikan bahwa sinyal Echo adalah 3.3V dan bukan 5V menggunakan osiloskop favorit Anda. Oke, saya 85% bercanda tentang itu.:)

Anda sekarang harus dapat menghubungkan sensor yang dimodifikasi ke mikrokontroler 3.3V apa pun. Anda masih perlu menyalakannya dengan 5 volt, tetapi banyak papan mikrokontroler (yang memiliki pengatur tegangan) juga menerima 5 volt, jadi ini akan berfungsi dengan baik di banyak proyek.

Bonus tambahan: sensor modded ini akan kompatibel dengan proyek 5V, karena sebagian besar mikrokontroler 5V (seperti Arduino/ATMEGA) dapat menginterpretasikan sinyal 3.3V dengan cara yang sama seperti yang mereka lakukan pada 5V.