VL53L0X: synhwyrydd pellter laser manwl uchel

Mewn rhai o'ch prosiectau bydd angen i chi fesur pellteroedd. Wel, dylech chi wybod bod y Mae VL53L0X yn ddyfais sy'n caniatáu eu mesur yn fanwl iawn. Yn ogystal, mae ei faint bach a'i bris isel yn ei gwneud hi'n ddelfrydol i'ch prosiectau DIY, yn enwedig i integreiddio ag Arduino.

Mae yna lawer o ddyfeisiau sy'n gallu mesur pellteroedd, mae rhai ohonyn nhw'n fesuryddion pellter yn seiliedig ar uwchsain sy'n allyrru sain ac wrth bownsio gyda'r gwrthrych mae'n caniatáu gwybod yn ddigon cywir y pellter sydd yna. Ond os ydych chi eisiau'r manwl gywirdeb uchaf, ar gyfer hyn mae angen a mesurydd pellter optegol. Y math hwn o ddyfeisiau mesur yn seiliedig ar laser, fel sy'n wir gyda'r VL53L0X.

Beth yw'r ToF?

Camera Amser Hedfan neu ToF (Amser-Hedfan) mae'n dechneg a ddefnyddir i fesur pellteroedd. Mae'n seiliedig ar opteg, gan fesur yr amser a aeth heibio rhwng allyrru pelydr golau a'r dderbynfa. Gallant fod yn synwyryddion CCD, CMOS, a gall y corbys fod yn is-goch, laser, ac ati. Bydd y system yn cael ei chydamseru i ddechrau'r mesuriad amser yn union pan fydd y pwls yn cael ei sbarduno ac yn atal y cownter pan fyddant yn derbyn y bownsio gan y synhwyrydd.

Yn y ffordd honno gellir cyfrifo'r pellter yn eithaf cywir. Dim ond cylchedwaith rhesymeg ychwanegol y mae'n ei integreiddio i'r sglodyn i gyflawni'r cyfrifiadau o'r eiliad y caiff y trawst ei danio nes ei dderbyn ac felly penderfynu beth yw'r pellter. Mae'r egwyddor yn eithaf syml.

Erthygl gysylltiedig:

ESP8266: modiwl WIFI ar gyfer Arduino

Defnyddir y math hwn o ddyfais yn roboteg i ganiatáu i'r robot neu'r drôn osgoi rhwystrau, gwybod pa mor bell ydyn nhw o darged, canfod symudiad neu agosrwydd, ar gyfer synwyryddion ceir a ddefnyddir ar gyfer gwahanol gymwysiadau, i weithredu mesurydd electronig, fel actuator fel bod Arduino yn gwneud rhywbeth pan mae'n canfod agosrwydd penodol gwrthrych, ac ati.

Beth yw'r VL53L0X a'r daflen ddata

El Mae VL53L0X yn defnyddio'r egwyddor hon i fesur pellteroedd â laser is-goch. genhedlaeth ddiwethaf. Ynghyd â phrosesydd, fel Arduino, gall fod yn arf pwerus ar gyfer mesur. Yn benodol, gall y sglodyn ddal pellteroedd rhwng 50mm a 2000mm, hynny yw, rhwng 5 centimetr a 2 fetr.

Er mwyn mesur pellteroedd agosach, mae'n debyg bod angen amrywiad o'r sglodyn hwn o'r enw VL6180X sy'n eich galluogi i fesur ystod rhwng 5 a 200 mm, hynny yw, rhwng hanner centimetr ac 20 centimetr. Os ydych chi am ddod o hyd i ddyfais debyg ond yn seiliedig ar uwchsain am unrhyw reswm technegol, yna dylech edrych ar yr HC-SR04, modiwl eithaf rhad arall sy'n boblogaidd gyda gwneuthurwyr.

El Sglodyn VL53L0X wedi'i gynllunio i gweithio hyd yn oed pan fo'r golau amgylchynol yn eithaf uchel. Cofiwch, wrth weithio'n optegol, po fwyaf yw "llygredd" ysgafn yr amgylchedd, yr anoddaf fydd cipio bownsio'r signal yn ddigonol. Ond yn yr achos hwn nid yw'n cyflwyno gormod o broblem. Yn ogystal, mae'r system iawndal y mae'n ei hintegreiddio yn caniatáu iddo fesur hyd yn oed os ydych chi'n ei ddefnyddio y tu ôl i wydr amddiffynnol.

Mae hynny'n ei wneud yn un o'r synwyryddion pellter gorau y byddwch yn dod o hyd iddo yn y farchnad. Gyda manwl gywirdeb llawer uwch na synwyryddion yn seiliedig ar uwchsain neu is-goch (IR). Y rheswm dros fod mor fanwl gywir yw na fydd adleisiau nac adlewyrchiad gwrthrychau fel yr achosion eraill yn effeithio ar y laser.

Ar hyn o bryd gallwch ei chael wedi'i hintegreiddio mewn mulod gyda rhywfaint yn ychwanegol am oddeutu € 16 neu mewn platiau symlach o ychydig dros € 1 neu € 3 mewn achosion eraill. Rydych chi eisoes yn gwybod y byddwch chi'n dod o hyd iddo mewn siopau fel eBay, AliExpress, Amazon, ac ati. Mae gwneuthurwyr y dyfeisiau hyn yn amrywiol, felly os oes angen i chi wybod manylion y model rydych chi wedi'i brynu, mae'n well gwirio taflen ddata'r gwneuthurwr eich bod wedi dewis. Er enghraifft:

• Taflen ddata STMicroelectroneg VL53L0X

El VL53L0X Mae ganddo allyrrydd y pwls laser a'r synhwyrydd i ddal y trawst sy'n dychwelyd y tu mewn i'r sglodyn. Yn yr achos hwn, mae'r allyrrydd yn laser tonfedd 940nm a math VCSEL (Laser Allyrru Arwyneb Ceudod Fertigol). O ran y synhwyrydd cipio, mae'n SPAD (Deuodau Avalanche Photon Sengl). Mae hefyd yn integreiddio electroneg fewnol o'r enw FlightSenseTM a fydd yn cyfrifo'r pellter.

El ongl fesur neu FOV (Maes Golwg) mae'n 25º yn yr achos hwn. Mae hynny'n cyfieithu i ardal fesur o 0,44m mewn diamedr ar bellter o 1m. Er y bydd yr ystod fesur yn dibynnu ar yr amodau cyfagos. Os caiff ei wneud y tu mewn mae ychydig yn uwch na phe bai'n cael ei wneud yn yr awyr agored. Bydd hefyd yn dibynnu ar adlewyrchiad y gwrthrych rydych chi'n tynnu sylw ato:

Adlewyrchiad targed	Telerau	Interior	Y tu allan
Targed gwyn	Nodweddiadol	200cm	80cm
	Dynwared	120cm	60cm
Targed llwyd	Nodweddiadol	80cm	50cm
	Isafswm	70cm	40cm

Yn ogystal, mae gan y VL53L0X sawl un dulliau gweithredu gall hynny amrywio'r canlyniadau. Crynhoir y dulliau hynny yn y tabl canlynol:

Modo	Amseru	Scope	PRECISION
Yn ddiofyn	30ms	1.2m	Gweler y tabl isod
Cywirdeb uchel	200ms	1.2m	+ / - 3%
Amrediad hir	33ms	2m	Gweler y tabl isod
Cyflymder uchel	20ms	1.2m	+ / - 5%

Yn ôl y dulliau hyn, mae gennym sawl un cywirdeb safonol ac ystod hir sydd gennych chi yn y tabl hwn:

	Interior			Y tu allan
Adlewyrchiad targed	Pellter	33ms	66ms	Pellter	33ms	66ms
Targed gwyn	ar 120cm	4%	3%	ar 60cm	7%	6%
Targed llwyd	ar 70cm	7%	6%	ar 40cm	12%	9%

Pinout a chysylltiad

 

Er mwyn i hyn i gyd weithio'n iawn mae ei angen arnoch chi rhyngwyneb â'r byd y tu allan. A chyflawnir hynny trwy rai pinnau neu gysylltiadau. Mae pinout y VL53L0X yn eithaf syml, dim ond 6 pin sydd ganddo. Er mwyn ei integreiddio ag Arduino, gellir cyfathrebu trwy I2C.

Er mwyn ei fwydo, gallwch chi cysylltu pinnau Felly:

• VCC i 5v o Arduino
• GND i GND o Arduino
• SCL i pin analog Arduino. Er enghraifft A5
• SDA i pin analog arall. Er enghraifft A4
• Nid oes rhaid defnyddio'r pinnau GPI01 a XSHUT ar hyn o bryd.

Integreiddio ag Arduino

Fel ar gyfer llawer o fodiwlau eraill, ar gyfer y VL53L0X mae gennych hefyd lyfrgelloedd (ee yr un ar gyfer Adafruit) o'r cod sydd ar gael y gallwch ei ddefnyddio i weithio gyda rhai swyddogaethau wrth ysgrifennu y cod ffynhonnell i drin eich prosiect yn Arduino IDE. Os mai dyma'ch tro cyntaf gydag Arduino, rwy'n argymell ein llawlyfr rhaglennu.

Enghraifft o Cod syml i chi gymryd mesuriadau ac arddangos gwerth mesur trwy borth cyfresol felly gallwch ei weld o'ch sgrin PC tra bod y bwrdd Arduino wedi'i gysylltu yw:

#include "Adafruit_VL53L0X.h"
 
Adafruit_VL53L0X lox = Adafruit_VL53L0X();
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
 
  // Iniciar sensor
  Serial.println("VL53L0X test");
  if (!lox.begin()) {
    Serial.println(F("Error al iniciar VL53L0X"));
    while(1);
  }
}
 
 
void loop() {
  VL53L0X_RangingMeasurementData_t measure;
    
  Serial.print("Leyendo sensor... ");
  lox.rangingTest(&measure, false); // si se pasa true como parametro, muestra por puerto serie datos de debug
 
  if (measure.RangeStatus != 4)
  {
    Serial.print("Distancia (mm): ");
   Serial.println(measure.RangeMilliMeter);
  } 
  else
  {
    Serial.println("  Fuera de rango ");
  }
    
  delay(100);
}

Yn llyfrgell Adafruit ei hun mae gennych fwy o enghreifftiau o ddefnydd os bydd ei angen arnoch chi ...