अल्ट्रासोनिक सेंसर के लिए 3.3V मॉड (ESP32/ESP8266, कण फोटॉन, आदि पर 3.3V लॉजिक के लिए HC-SR04 तैयार करें): 4 चरण

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

TL; DR: सेंसर पर, ट्रेस को इको पिन से काटें, फिर इसे वोल्टेज डिवाइडर (इको ट्रेस -> 2.7kΩ -> इको पिन -> 4.7kΩ -> GND) का उपयोग करके फिर से कनेक्ट करें। संपादित करें: वहाँ रहा है कुछ बहस इस बात पर है कि क्या ESP8266 वास्तव में GPIO इनपुट पर 5V सहिष्णु है। एस्प्रेसिफ दोनों का दावा है कि यह है और यह नहीं है। व्यक्तिगत रूप से, मैं केवल तभी जोखिम लूंगा जब मेरे पास "बचे हुए" ESP8266s हों।

यदि आप मेरे जैसे कुछ भी हैं, तो आप 5V-आधारित Arduino परियोजनाओं के लिए कम लागत वाली अल्ट्रासोनिक दूरी संवेदन के लिए वास्तविक मानक के रूप में HC-SR04 को जान गए हैं और पसंद करते हैं। इसलिए मेरे पास उनमें से बहुत से लोग यहाँ पड़े हैं।

लेकिन हॉबी इलेक्ट्रॉनिक्स की दुनिया लगातार 5V से 3.3V की ओर बढ़ रही है। रास्पबेरी पाई और कई अन्य बोर्ड, जैसे कि ESP8266, ESP32 या पार्टिकल फोटॉन जैसे बोर्ड, अपने इनपुट / आउटपुट पिन पर 3.3V तर्क के साथ काम कर रहे हैं।

अगर हम सेंसर को 5V पावर से और उसी समय 3.3V पिन से कनेक्ट करते हैं, तो इको पिन का आउटपुट भी 5V होगा और हमारे माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड के 3.3V पिन को नष्ट कर देगा। हम HC-SR04 को 3.3V शक्ति के रूप में जोड़ने का प्रयास कर सकते हैं और माप प्राप्त करने में सक्षम होंगे, लेकिन दुर्भाग्य से, ये अक्सर बहुत कम सटीक होंगे।

समाधान अभी भी सेंसर को 5V VCC से जोड़ना है, लेकिन यह सुनिश्चित करने के लिए कि माइक्रोकंट्रोलर तक पहुंचने वाले इको सिग्नल में दो प्रतिरोधों का उपयोग करके वोल्टेज विभक्त बनाकर केवल 3.3V है। हमारे लिए भाग्यशाली, HC-SR04 के ट्रिगर पिन को 5V की आवश्यकता नहीं है और 3.3V को भी स्वीकार करता है जो हमें अपने माइक्रोकंट्रोलर के पिन से मिलता है।

उपरोक्त विवरण और लिंक के साथ, संभवतः आपके पास ब्रेडबोर्ड पर अपने सर्किट के हिस्से के रूप में वोल्टेज विभक्त बनाने के लिए पर्याप्त जानकारी है और एक अल्ट्रासोनिक सेंसर को सही ढंग से कनेक्ट करें।

यदि आप सीखना चाहते हैं कि एक या कई HC-SR04s को कैसे संशोधित किया जाए, तो वे 3.3V-तैयार हैं, बिना किसी अतिरिक्त सर्किटरी के, स्व-निहित इकाइयों के रूप में, नीचे पढ़ें।

चरण 1: आपको क्या चाहिए

1. HC-SR04 अल्ट्रासोनिक सेंसर
2. एक 4.7kΩ और एक 2.7kΩ रोकनेवाला (या 1-50kΩ रेंज में प्रतिरोधों का कोई भी संयोजन R1/(R1+R2) = ca. 0.66) के साथ
3. सोल्डरिंग उपकरण
4. एक्स-एक्टो चाकू (या कोई भी चाकू जो समान तेज और नुकीला हो)
5. स्वीकार्य सोल्डरिंग कौशल - या कुछ नया करने की कोशिश करते समय एचसी-एसआर04 को नष्ट करने की इच्छा:)
6. वैकल्पिक: आवर्धक कांच, मल्टीमीटर, आस्टसीलस्कप, कण कोलाइडर,…

चरण 2: इको पिन का पता लगाएं और इसे काटें

सेंसर बोर्ड (संभवतः एक आवर्धक कांच का उपयोग करके) को करीब से देखें और उस ट्रेस को खोजें जो इको पिन की ओर जाता है।

नोट: आपके HC-SR04 में यहां दिखाए गए से भिन्न मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCB) लेआउट हो सकता है! ट्रेस दूसरी तरफ भी हो सकता है (जब एक गोल सर्कल में एक ट्रेस समाप्त होता है, तो यह आमतौर पर पीसीबी के विपरीत पक्ष से एक कनेक्शन होता है)।

वैकल्पिक: अपना मल्टीमीटर लें और जांचें कि आपने इको पिन और सोल्डर जॉइंट के बीच निरंतरता के लिए परीक्षण करके सही ट्रेस की पहचान की है जहां ट्रेस पीसीबी पर किसी चीज से जुड़ता है। इसे शून्य ओम दिखाना चाहिए।

चाकू की मदद से ट्रेस को एक ही जगह पर कई बार सावधानी से काटें। ध्यान दें कि पड़ोसी के निशान न काटें। फिर, ट्रेस को तब तक खुरचें जब तक कि आप पहली बार इसकी धातु को न देखें, फिर इसे गायब होते देखें, और आप सुनिश्चित हैं कि अब कोई कनेक्शन नहीं है।

नोट: यदि आप ट्रेस को पूरी तरह से नहीं तोड़ते हैं, तो इको पिन अभी भी आपके माइक्रोकंट्रोलर के पिन पर पूरे 5 वोल्ट वितरित करेगा।

वैकल्पिक: मल्टीमीटर के साथ, जांचें कि आपने इको पिन और सोल्डर जोड़ के बीच निरंतरता का परीक्षण करके उसी ट्रेस को पूरी तरह से अलग कर दिया है जहां ट्रेस पीसीबी पर किसी चीज़ से जुड़ता है। इसे अनंत ओम दिखाना चाहिए (यदि यह मेगा-ओम रेंज में कुछ दिखाता है, तो यह भी ठीक है)।

चरण 3: सोल्डर 2.7kΩ इको पिन और उसके ट्रेस के अंत के बीच

यदि आपने पहले से ऐसा नहीं किया है, तो पता लगाएं कि इको पिन का ट्रेस (जिसे आपने अलग किया है) सीधे किसी अन्य तत्व की ओर जाता है, जैसे कि IC।

मेरे उदाहरण में, यह पीसीबी के बीच में उस चिप के 2 पिन से जुड़ा है।

इको पिन और दूसरे कनेक्शन के बीच बिल्कुल फिट होने के लिए 2.7kΩ रोकनेवाला के पैरों को काटें और मोड़ें।

फिर रोकनेवाला को जगह में मिलाप करें (मिलाप को भागों को साफ करना और फ्लक्स लगाने से शायद चोट नहीं लगेगी)।

चरण 4: मिलाप 4.7kΩ इको पिन और GND पिन के बीच प्रतिरोधी

इको पिन और जीएनडी पिन (या पीसीबी पर उनके सोल्डर पॉइंट) के बीच फिट होने के लिए 4.7kΩ रोकनेवाला के पैरों को काटें और मोड़ें, और उन्हें वहां मिलाप करें।

वैकल्पिक: यह सुनिश्चित करने के लिए कनेक्शन के बीच प्रतिरोध की जांच करने के लिए एक मल्टीमीटर का उपयोग करें कि कोई शॉर्ट्स नहीं हैं।

बेहद वैकल्पिक: ट्रिगर पिन को अपने प्रोग्राम किए गए MCU से कनेक्ट करें, इको पिन को अभी तक कनेक्ट न करें, और सुनिश्चित करें कि आपके पसंदीदा ऑसिलोस्कोप का उपयोग करके इको सिग्नल 3.3V है न कि 5V। ठीक है, मैं उस पर 85% मज़ाक कर रहा हूँ।:)

अब आप अपने संशोधित सेंसर को किसी भी 3.3V माइक्रोकंट्रोलर से जोड़ने में सक्षम होना चाहिए। आपको अभी भी इसे 5 वोल्ट के साथ बिजली देने की आवश्यकता है, लेकिन कई माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड (जिसमें वोल्टेज नियामक है) भी 5 वोल्ट स्वीकार करते हैं, इसलिए इसे कई परियोजनाओं में ठीक काम करना चाहिए।

जोड़ा गया बोनस: यह संशोधित सेंसर 5V परियोजनाओं के साथ पिछड़ा संगत होगा, क्योंकि अधिकांश 5V माइक्रोकंट्रोलर (जैसे Arduino/ATMEGA) 3.3V संकेतों की उसी तरह व्याख्या कर सकते हैं जैसे वे 5V करते हैं।