VL53L0X: Tű konfiguráció, áramköri ábra és alkalmazások

Az érzékelők jelentik az automatizálás fejlődésének legfontosabb katalizátorát. A technológia növekedésével napjainkban analóg és digitális érzékelők egyaránt rendelkezésre állnak a különböző alkalmazásokhoz. A fejlődése érzékelők sok automatizálási feladat könnyebb. Ma érzékelők vannak mérésre hőfok , fényintenzitás mérésére, páratartalom mérésére, hangmérésre, sugárzás mérésére, közelség mérésére stb. ... Az objektum távolságtartományának mérésére különféle típusú távolságérzékelők állnak rendelkezésre a piacon. Egyesek lézersugarakat használnak, míg mások LED-et. Az egyik ilyen érzékelő, amely a lézersugarat használja a távolság mérésére, a VL53L0X IC.

Mi az a VL53L0X?

A VL53L0X egy LIDAR alapú távolságmérő érzékelő, amely a repülés ideje elvét használja a működéséhez. Ez az eszköz nagyon kicsi, és könnyen összekapcsolható vele mikrovezérlők .

Működési elv

A VL53L0X egy lézeres távolságmérő érzékelő. A repülés ideje elvét használja a tárgyak távolságának mérésére. Itt egy lézersugár szabadul fel a Függőleges üregű felületet kibocsátó lézer jelen van a készülékben. Ez a nyaláb lecsapja a tárgy felületét és visszapattan. A lézersugár által a tárgy felületének ütközéséig és az érzékelőhöz való visszaverődésig eltelt idő repülés ideje. Ezt az időt a tárgy és az érzékelő közötti távolság kiszámításához mérik. A foton időzítésének és foton távolságának mérésére a készülékben SPAD tömböt használnak. Ez növeli a készülék pontosságát is. A VL53L0X akkor is meg tudja mérni az objektum távolságtartományát, ha felülete erősen visszaverő.

PIN-konfiguráció

A VL53L0X tűs rajza

A VL53L0X távolságérzékelőt az ST biztosítja. A Microelectronics 12 tűs IC-ként kapható. Az IC csapleírása az alábbiak szerint történik -

• -1 tű AVDDVCSEL a VCSEL tápegysége, amely a fő tápegységhez csatlakozik. 2,6 V és 5,5 V közötti feszültséget táplálnak erre a csapra.
• A pin-2 a VCSEL -AVSSVCSEL földelőcsap. Ez a csap csatlakozik a fő földhöz.
• A Pin-3 az IC-GND földelt csapja.
• A Pin-4 egyben a GND2 földelt csap is.
• A Pin-5 az Xshutdown -XSHUT digitális bemenet.
• A 6-os érintkező a földelt csap -GND3,
• A Pin-7 a GPIO1 megszakító kimenet. Ez egy digitális kimeneti tű.
• A pin-8 a ne csatlakoztassa a pin-DNC-t. Ez a csap lebeg
• A Pin-9 az I2C soros adat pin-SDA. Ez egy digitális bemeneti / kimeneti tű.
• A Pin-10 az I2C soros óra bemeneti tű - SCL. Ez egy digitális bemeneti tű.
• A 11-es érintkező a tápfeszültség-tű AVDD.
• A 12-es érintkező a földelő csap-GND4. Ezt a csapot össze kell kötni a fő talajjal.

Blokk diagramm

Az API segítségével a VL53L0X számos magas szintű funkcióját a Host vezérelheti. A VL53L0X inicializálása, kalibrálása, pontosságának megválasztása, tartományválasztási mód, indítás / leállítás stb. Vezérelhetők az API parancsokkal.

Ez az API bármilyen platformon összeállítható. Az API 3 tartományválasztási módot tartalmaz - egyszeri, folyamatos és Timed időtartamot. Egységes távolságmérési módban a tartomány az API függvény meghívása után történik. Itt az osztályozás csak egyszer történik.

Folyamatos távolságtartományban a távolságtartás az API függvény meghívása után folyamatosan történik. Az SW készenléti üzemmódba való visszatéréshez a felhasználónak le kell állítania a tartományt. Időzített tartományban a tartományt az API függvény meghívása után folyamatosan végzik, de minden egyes mérés után a másik a felhasználó által meghatározott késleltetés után indul.

Kördiagramm

VL53L0X áramköri rajza

A VL53L0X mikrokontrollerekkel való összekapcsolása során külső kondenzátorokat és ellenállásokat használnak. A fő tápfeszültségű AVDD-vel használt külső kondenzátorokat a lehető legközelebb kell elhelyezni az AVDDVCSEL és az AVDDVCSEL csapokhoz a zaj és az interferencia csökkentése érdekében.

1,5–2 kΩ külső felhúzási ellenállások ajánlottak a 2,8 V-os AVDD esetén. XSHUT és GPIO1 esetén a 10kΩ az ajánlott ellenállási érték. A gazdagépnek van egy API-ja, amelyen keresztül a VL53L0X parancsokkal vezérelhető.

A VL53L0X specifikációi

Az alábbiakban felsoroljuk a VL53L0X egyes specifikációit -

• A készülék üzemi feszültségtartománya 2,6 V és 3,5 V között van
• A készülék működéséhez 10mA tápfeszültségre van szükség.
• A mikrokontrollerrel való kommunikációhoz az I2C kommunikációs protokoll a fedélzeten található.
• Ez az eszköz legfeljebb 2 méteres céltávolságot képes mérni.
• Egy 2,8 V-os lineáris feszültségszabályozó biztosított.
• Az egyfotonos lavina dióda tömböt használják a készülékben.
• A lézeres távolságméréshez 980 nm-es függőleges üregű felületet kibocsátó lézert használnak.
• Ez az eszköz integrált szintváltóval is rendelkezik.
• Ez az eszköz mentes a környezettől.
• Az üvegoptikai áthallás jó megelőzése érdekében integrált IR-szűrőket biztosítunk.
• Az üzemi hőmérséklet-tartomány -20 ° C és 70 ° C között van.
• Ez az eszköz Optical LGA12 csomagként kapható.
• A VL53L0X API-val vezérelhető.
• Az API használatával az ügyfél számos csúcskategóriás alkalmazást megtervezhet.
• Ez az API 3 tartománymódot tartalmaz a VL53L0X működésének vezérléséhez.

A VL53L0X alkalmazásai

A VL53L0X egy lézeres távolságmérő modul. Ez az érzékelő akkor vált népszerűvé, amikor először használták az iphone7-ben és más Apple telefonokban 3D-s képekhez. Ennek a modulnak különféle alkalmazásai vannak. Néhányat az alábbiakban sorolunk fel -

• A VL53L0X a robotikában akadályok észlelésére és elkerülésére szolgál.
• A legújabb mobil okostelefonok közül sokan ezt a modult használják közelségérzékelőként.
• Orvosi képekhez használják, ahol gyenge megvilágítás mellett kell képeket készíteni.
• Kamerákban az autofókuszhoz a VL53L0X-et használják.
• Gyorsan mozgó tárgyak képének rögzítéséhez és a kamera teljesítményének növeléséhez a modern kamerákban a VL53L0X-et használják.
• Az egydimenziós gesztusfelismeréshez ezt a modult használják.
• Automata csaptelepekben, szappanadagolókban és automatikus csapokban a kézmozdulatok észleléséhez a VL53L0X alkalmazható.
• Ezt a modult számítógépeken és laptopokon is használják a felhasználók felismerésére.

Alternatív IC

Az ST Microelectronics által biztosított VL53L0X érzékelő mellett a modul alternatívájaként használható másik IC a VL6180, a HC-SR04 ultrahangos érzékelő.

Az ebben az érzékelőben használt lézer láthatatlan és nem káros az emberi szemre. A VL53L0X-et népszerûen a világ legkisebb távolságmérõ szenzorának is nevezik. Ennek az érzékelőnek az elektromos jellemzőiről további részletek találhatók Adatlap . Az okostelefon a VL53L0X-et használja a kamera lencséjének autofókuszálására?