Czujniki 5V do ESP32 z logiką 3,3V. Konwerter napięcia i co jeszcze?

[Bazuka1988]

Dzień dobry, potrzebuję pomocy w podłączeniu kilku czujników zasilanych 5V do ESP32s NodeMCU gdzie mam 3,6V. no i pytanie jeszcze co z logiką?
ESP32s NodeMCU dostosowany jest do zasilania 5V. Logika na płytce 3,3V, max. pobór prądu na pin to 12mA.
Zmieniłem Arduino na ESP32 i chciałbym wykorzystać czujniki, które służyły mi przy Arduino.
Płytka jaką posiadam: https://abc-rc.pl/product-pol-12433-Modul-ESP-32-WiFi-Bletooth-2-4-GHz-Dual-Mode-ESP-WROOM-32-Arduino.html

Podłączyć potrzebuję to:
Czujnik odbiciowy TCRT5000 (możliwość zasilania 3,3V) z komparatorem do Arduino. Podłączyłem go do ESP i działa. Zasilanie jest z GPIO gdzie mam ustawione HIGH i LOW na pinach. Odczytuje dobrze. Martwi mnie tylko pobór prąd, który może być max. 20mA, a obciążalność pinów jest max. 12mA. Kiedy może być maksymalny pobór prądu? Czy zasilając czujnik niższym napięciem nie zwiększam przez to jego zapotrzebowania na prąd?
https://abc-rc.pl/product-pol-6508-Czujnik-odbiciowy-TCRT5000-z-komparatorem-do-Arduino.html

Ultradźwiękowy czujnik odległości HC-SR04 2-200cm. Jest zasilany 5V.
https://botland.com.pl/pl/ultradzwiekowe-czujniki-odleglosci/1420-ultradzwiekowy-czujnik-odleglosci-hc-sr04-2-200cm-5903351241366.html

Znalazłem coś takiego. Wykorzystano tu dzielnik napięcia.
https://www.instructables.com/Modify-Ultrasonic-Sensors-for-3-Volts-Logic-prepar/

http://uczymy.edu.pl/wp/blog/2016/01/20/hc-sr04/

Cytat: "W drugą stronę: bezpośrednie podłączenie pinu ECHO czujnika do GPIO Raspberry, może ją uszkodzić. GPIO Raspberry toleruje tylko 3,3V – i niewiele więcej.

Konieczne jest więc obniżenie napięcia wychodzącego z ECHO czujnika do poziomu 3.3V. Sposobów jest kilka – od konwerterów logiki, przedstawiany przeze mnie bufor 4050 aż po dzielnik napięcia.

Najprostszy jest dzielnik napięcia. Wystarczą 2 rezystory o wartościach jak 1:2, np 4.7kΩ i 9.8kΩ. Nie mogą być za małe, żeby nie popłynął przez nie zbyt duży prąd." RPI ma tak samą logikę jak ESP32.

Ja mam rezystory akurat 10kOhm i 5,1kOhm co mi daje 3,31V. Będzie to działać? i znowu pytanie co z prądem?

Silnik z przekładnią SJ01 120:1 6V 160RPM + enkoder https://botland.com.pl/pl/silniki-dc-z-przekladnia-i-enkoderami/6287-silnik-z-przekladnia-sj01-1201-6v-160rpm-enkoder.html
Silniki zasilane oczywiście z innej baterii, a sterowane przez https://abc-rc.pl/product-pol-6196-Modul-sterownika-L298N-do-silnikow-DC-i-krokowych-Arduino.html

Aktualnie podłączone i działają. PWM też. Rozchodzi się pytanie o ten enkoder kwadraturowy Encoder-SJ01. Zasilany napięciem z zakresu od 4,5 V do 7,5 V. Aby go zasilić potrzebny będzie konwerter napięcia?  Mam taką przetwornicę LM2577 2A z USB - STEP-UP https://abc-rc.pl/product-pol-7668-Przetwornica-LM2577-2A-z-USB-STEP-UP-napiecie-regulowane-5-28V.html

Nada się? Może można użyć czegoś innego? No i co z pinami od czujników halla w tym enkoderze. Chodzi o prąd i napięcia.
Proszę o pomoc.
Dziękuję!

[aerograf7]

@Bazuka1988

• Ten prąd to maksymalny prąd jaki możemy pobrać z pinu komparatora, np. ESP będzie pobierało maksymalnie ~10uA
• Zmniejszając napięcie zmniejszasz pobór prądu
• Aby zmienić napięcie z hc-sr04 wystarczy prosty bufor na tranzystorze
• Możesz użyć napięcia wyprowadzonego z ESP jeśli takie jest wyprowadzone, a jeśli nie to zastosuj tą swoją przetwornice tylko ustaw napięcie na 5v
• Sygnały od enkoderów tak samo jak hc-sr04 przez tranzystorowy bufor

Życzę ukończenia projektu! W razie problemów pytaj.

[Bazuka1988]

@aerograf7 
Czyli jeśli chodzi o zasilanie czujników to wystarczy podnieść napięcie buforem albo przetwornica. A co z odpowiedziami czujników echo i trigg z ultradźwiękowego i enkodera kwadraturowego-sygnał A i B. Nie będą odpowiadać tym samym napięciem, większym?
Mógłbyś mi zaproponować jakiś bufor do logiki i zasilania? (5V i 3.3V)

[ethanak]

Co rozumiesz przez "bufor do zasilania" bo to coś niejasne...? Jak chcesz zasilać płytkę ESP32?

Przy okazji - trigg na nie nie "odpowiada" bo jest po prostu wejściem. Wrzuć w google hasło "hc-sr04 esp32" i wybierz co chcesz poczytać...

Edytowano Grudzień 11, 2020 przez ethanak

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Bazuka1988]

@ethanak no to echo odpowiada. Zle to ująłem, chodzi mi o bufor do logiki dla esp32. No bo zasile czujniki 5V z przetwornicy, a odpowiedzi z czujnikow nie uszkodza esp? Z ultradzwiekowym to juz sobie ppradze, wepne rezystory al o uzyje bufora. Zostaje kwestia enkoderow kwadr. od silnikow. Zasile je rowniez napieciem z przetwornicy razem z hc sr04, odpowiedzi z tych czujnikow nie musze puscic takze przez buffor 5V na 3.3V?

Ok, nie zauwazylem 1 odpowiedzi kolegi. Na enkodery tez dam buffor. Czy 1 scalak powinnien mi wystarczyc na 5 czujnikow. Poszukam czegos.

[ethanak]

@Bazuka1988 Ponawiam pytanie: jak zasilasz (czy masz zamiar zasilać) płytkę ESP32?

[Bazuka1988]

@ethanak Przez powerbank 5V 2A. Mam tam 2 gniazda. Z 1 na esp, a z drugiego na przetwornice i zasilic czujniki.

[ethanak]

5 minut temu, Bazuka1988 napisał:

Z 1 na esp, a z drugiego na przetwornice i zasilic czujniki

Dobra, to teraz pytanie - jaka przetwornica i do czego? Czujniki 5V (i enkodery) możesz spokojnie zasilać z pinu Vin na płytce ESP, czujniki 3.3V również z odpowiedniego pinu. Drugie wyjście pozostaw dla silników, serw czy co tam masz w tym ustrojstwie. A logikę 5V o ile nie ma tam jakiegoś I2C czy SPI możesz spokojnie podłączyć przez dzielniki albo jakiś konwerter (np. taki - to w sumie załatwia SPI, I2C, UART i co tam sobie wymarzysz).

[Bazuka1988]

@ethanak Prowadze auto. Odpisze konkretnie gdzies za 2-3h. Dziekuje za pomoc.

[ethanak]

OK czekam 🙂

[Bazuka1988]

@ethanak Przetwornice mam taka https://abc-rc.pl/product-pol-7668-Przetwornica-LM2577-2A-z-USB-STEP-UP-napiecie-regulowane-5-28V.html

Ja zasike z power banka o ktorym mowa wyzej i z noej chcialem zasilic 3x hc-sr04, one sa na 5V i sredni pobor pradu to 15mA. Do tego 2 enkodery kwadraturowe https://botland.com.pl/pl/silniki-dc-z-przekladnia-i-enkoderami/6287-silnik-z-przekladnia-sj01-1201-6v-160rpm-enkoder.html

Jest tylko informacja ze sa zasilane od 4,5V do 7,5V.

5 tych czujnikow potrzebuje napiecie 5V i to wlasnie mialo byc z przetwornicy.

To piszesz ze normalnie wyjscia z tych czujnikow moge podpiac pod esp32 gdzie mam logike 3,3V?

A czujniki pod VIN 5V? Nie sprawdzalem ale myslalem ze ten VIN jest do zasilania plytki i nie mozna go ustawic jako wyjscie. Jesli nawet to czy mi wytrzyma obciazenie tych 5 czujnikow bo to bedzie ponad 50mA do 80 czy 90 max. Co proponujesz bo widze ze Twoj pomysl bedzie chyba prostszy w realizacji.

Piszac "5 czujnikow" mialem na mysli 3 x hcsr04 i 2 x enkodery kwadr.

Edytowano Grudzień 11, 2020 przez Bazuka1988

[ethanak]

1 minutę temu, Bazuka1988 napisał:

Nie sprawdzalem ale myslalem ze ten VIN jest do zasilania plytki i nie mozna go ustawic jako wyjscie

Tu przecież nie ma "wejście" i "wyjście" - zarówno gniazdo USB jak i pin Vin są podłączone do wejścia stabilizatora na płytce, a między nimi jest tylko dioda zabezpieczająca USB. Owszem, służy on do zasilania płytki, ale to nie uniemożliwia zasilania czegoś właśnie z tego pinu po podpięciu USB. Co do prądu - przecież całe to ESP razem z czujnikami nie wezmą więcej niż jakieś 200 mA... znów google i hasło "ESP32 devkit schematic diagram", znajdź pasujący do Twojej płytki.

6 minut temu, Bazuka1988 napisał:

To piszesz ze normalnie wyjscia z tych czujnikow moge podpiac pod esp32 gdzie mam logike 3,3V?

Nic takiego nie napisałem. Możesz je podłączyć albo przez dzielnik, albo konwerter poziomów, albo co tam sobie wymyślisz co toleruje 5V na wejściu i daje 3.3V na wyjściu. Nigdy bezpośrednio. Natomiast odwrotnie raczej nie powinno być problemu - np. wejście TRIG czujnika ultradźwiękowego możesz podłączyć do wyjścia 3.3V. Są oczywiście wyjątki, ale jest ich niewiele i w Twoim przypadku o ile się nie mylę nie występują.

9 minut temu, Bazuka1988 napisał:

Przetwornice mam taka

Z ciekawości - po co Ci przetwornica robiąca 5V z 5V? Gdzie ją chciałeś podłączyć?

 

[Bazuka1988]

@ethanak racja, nie da sie tak jak pisalem, moj blad. Bo wczesniej byl zamiar zeby przetwornice zasilic z wyjscia 3.3V z esp i podpiac te czujniki i kontrolery. Ale w tym wypadku niepotrzebna mi zadna. Dziekuje za pomoc i pomysl z VINem na kontrolerze, zrobie jak piszesz. Musze tylko cos ogarnac do zmiany logiki z 5V na 3.3V jakiegos scalaka.

Edytowano Grudzień 11, 2020 przez Bazuka1988

[ethanak]

21 minut temu, Bazuka1988 napisał:

wczesniej byl zamiar zeby przetwornice zasilic z wyjscia 3.3V z esp i podpiac te czujniki i kontrolery.

Oj, to byłby bardzo wielki błąd, bo próbowałbyś zasilić przetwornicę z wewnętrznego stabilizatora na płytce, a ten lubi się grzać i jest dziwnie nieodporny na zwarcia 🙂 Zresztą to stuprocentowy bezsens - obniżać 5V do 3.3V liniowym stabilizatorem po to, aby podnieść go przetwornicą do 5V...

22 minuty temu, Bazuka1988 napisał:

. Musze tylko cos ogarnac do zmiany logiki z 5V na 3.3V jakiegos scalaka

A czemu nie moduł? Poszukaj na aledrogo "konwerter poziomów logicznych", znajdź sobie taki 8-kanałowy (potrzebujesz przynajmniej 7 jeśli TRIG łączysz bezpośrednio) i będziesz miał z głowy. Konwertery działają w obie strony. Jak się postarasz to wyjdzie niewiele ponad dycha z przesyłką.

A przetwornicy możesz użyć np. do zasilania silników - być może nie będzie konieczna druga bateria, musisz sprawdzić. Ewentualnie podpinasz przetwornicę step-down do tej drugiej baterii a powerbanka wywalasz... też do sprawdzenia.

I jeszcze jedno: ja bym zamiast przedpotopowego L298N  który zabierze Ci jakąś 1/3 mocy na ogrzewanie pokoju użył czegoś bardziej współczesnego. U mnie sprawdzają się idealnie DRV8835 - niedrogie, malutkie, przy takich silniczkach jak masz nie mają prawa się grzać i jakby nieco większa sprawność... nie wspomnę już że dwa piny mniej do sterowania. I wtedy jest duża szansa że wystarczy jedno źródło zasilania.

Właśnie patrzę na prawie ukończony projekt (ESP32, dwa silniki krokowe do jazdy, pięć serw, zasilanie wszystkiego z dwóch 18650)... trzeba będzie chyba skończyć i wrzucić opis na forum, żeby było do czego linkować 🙂

[Bazuka1988]

@ethanak dziekuje bardzo ze mi pomogles! Super ze na Ciebie trafilem
🙂  Poszukam tak jak mowisz, wiem o czym mowa bo juz kiedys patrzylem na to. A z zasilaniem pokombinuję jak piszesz, z tego co napisales o swoim projekcie na 2 aku to mysle ze warto i u mnie obnizyc pradozernosc ukladu. Poki co uciekam, ide opijac z tescoem narodziny cory. Jeszcze raz dziekuje za pomoc!