VL53L0X: mataas na katumpakan laser distansya sensor

VL53L0X

Sa ilan sa iyong mga proyekto kakailanganin mong sukatin ang distansya. Kaya, dapat mong malaman na ang Ang VL53L0X ay isang aparato na nagbibigay-daan upang masukat ang mga ito nang may mataas na katumpakan. Bilang karagdagan, ang maliit na sukat at mababang presyo na ginagawang perpekto para sa iyong mga proyekto sa DIY, lalo na upang maisama sa Arduino.

Maraming mga aparato na maaaring masukat ang distansya, ang ilan sa mga ito ay mga metro ng distansya batay sa ultrasound na naglalabas ng isang tunog at kapag nagba-bounce gamit ang bagay na pinapayagan nitong malaman na may sapat na kawastuhan ang distansya na mayroon. Ngunit kung nais mo ang pinakamataas na katumpakan, para dito kailangan mo ng metro ng distansya ng optikal. Ang ganitong uri ng mga aparato sa pagsukat ay batay sa laser, tulad ng kaso sa VL53L0X.

Ano ang ToF?

Prinsipyo ng ToF (scheme)

Oras ng Paglipad o ToF (Oras-ng-Paglipad) na kamera ito ay isang pamamaraan na ginagamit upang masukat ang distansya. Ito ay batay sa optika, sinusukat ang oras na lumipas sa pagitan ng paglabas ng isang light beam at ang pagtanggap nito. Maaari silang maging mga sensor ng CCD, CMOS, at ang mga pulso ay maaaring ma-infrared, laser, atbp. Ang system ay isasabay upang simulan ang pagsukat ng oras kapag ang pulso ay na-trigger at itigil ang counter kapag natanggap nila ang bounce mula sa sensor.

Sa ganyang paraan distansya ay maaaring kalkulahin medyo tumpak. Tumatagal lamang ito ng isang karagdagang circuit ng lohika na isinama sa maliit na tilad upang maisagawa ang mga kalkulasyon mula sa sandaling ang sinag ay inilunsad hanggang sa matanggap ito at sa gayon ay matukoy ang distansya. Ang prinsipyo ay medyo prangka.

Kaugnay na artikulo:
ESP8266: ang module ng WIFI para sa Arduino

Ang ganitong uri ng aparato ay ginagamit sa robotics upang payagan ang robot o drone na maiwasan ang mga hadlang, upang malaman kung gaano kalayo ang mga ito mula sa isang target, upang makita ang paggalaw o kalapitan, para sa mga sensor ng kotse na ginagamit para sa iba't ibang mga application, upang magpatupad ng isang elektronikong metro, tulad ng isang actuator upang ang Arduino ay may ginagawa kapag nakita nito ang tiyak na kalapitan ng isang bagay, atbp.

Ano ang VL53L0X at datasheet

VL53L0X

El Ginagamit ng VL53L0X ang prinsipyong ito upang masukat ang distansya ng laser infrared. huling henerasyon. Kasama ang isang processor, tulad ng Arduino, maaari itong maging isang malakas na tool para sa pagsukat. Sa partikular, ang maliit na tilad ay maaaring makuha ang mga distansya sa pagitan ng 50mm at 2000mm, iyon ay, sa pagitan ng 5 sentimetro at 2 metro.

Upang sukatin ang mas malapit na distansya, malamang na kailangan mo ng isang variant ng maliit na tilad na ito na tinatawag na VL6180X na nagbibigay-daan sa iyo upang masukat ang isang saklaw na pagitan ng 5 at 200 mm, iyon ay, sa pagitan ng kalahating sentimo at 20 sentimetro. Kung nais mong makahanap ng katulad ngunit nakabatay sa ultrasound na aparato para sa anumang panteknikal na dahilan, dapat mong tingnan ang HC-SR04, isa pang medyo murang module na sikat sa mga gumagawa.

El VL53L0X chip ay idinisenyo upang magtrabaho kahit na ang ilaw sa paligid ay masyadong mataas. Tandaan na kapag nagtatrabaho nang optiko, mas malaki ang ilaw na "polusyon" ng kapaligiran, mas mahirap maging sapat na makuha ang talbog ng signal. Ngunit sa kasong ito hindi ito nagpapakita ng labis na problema. Bilang karagdagan, pinapayagan itong sukatin ng sistema ng pagsasama na isinasama ito kahit na ginagamit mo ito sa likod ng salaming proteksiyon.

Gawin itong isa ng pinakamahusay na distansya sensor na mahahanap mo sa palengke. Na may mas mataas na katumpakan kaysa sa mga sensor batay sa ultrasound o infrared (IR). Ang dahilan para sa pagiging tumpak ay ang laser ay hindi maaapektuhan ng mga echoes o pagsasalamin mula sa mga bagay tulad ng sa iba pang mga kaso.

Sa kasalukuyan maaari mong makita ito na isinama sa mga mula na may ilang dagdag para sa € 16 o sa mas simpleng mga plato na higit sa € 1 o € 3 sa iba pang mga kaso. Alam mo na na mahahanap mo ito sa mga tindahan tulad ng eBay, AliExpress, Amazon, atbp. Ang mga tagagawa ng mga aparatong ito ay magkakaiba, kaya kung kailangan mong malaman ang mga detalye ng modelo na iyong binili, pinakamahusay na suriin ang datasheet ng gumawa na iyong pinili. Halimbawa:

El VL53L0X Mayroon itong loob ng maliit na tilad ng emitter ng laser pulse at ng sensor upang makuha ang nagbabalik na sinag. Sa kasong ito, ang emitter ay isang 940nm haba ng daluyong ng laser at uri ng VCSEL (Vertical Cavity Surface-Emitting Laser). Tulad ng para sa capture sensor, ito ay isang SPAD (Single Photon Avalanche Diodes). Nagsasama rin ito ng panloob na electronics na tinatawag na FlightSenseTM na kakalkulahin ang distansya.

El anggulo ng pagsukat o FOV (Field of View) ito ay 25º sa kasong ito. Na isinasalin sa isang 0,44m diameter na lugar ng pagsukat sa layo na 1m. Bagaman ang saklaw ng pagsukat ay nakasalalay sa mga nakapaligid na kundisyon. Kung ito ay tapos na sa loob ng bahay mas mataas ito nang kaunti kaysa kung ito ay ginagawa sa labas ng bahay. Depende rin ito sa pagsasalamin ng bagay na iyong tinuturo:

Target na pagsasalamin Takda Panloob Sa labas
Puting target Karaniwan 200cm 80cm
Gayahin 120cm 60cm
Gray target Karaniwan 80cm 50cm
Minimo 70cm 40cm

Bilang karagdagan, ang VL53L0X ay may maraming operating mode na maaaring mag-iba ang mga resulta. Ang mga mode na iyon ay na-buod sa sumusunod na talahanayan:

Modo Tiyempo Paglabas katumpakan
Default 30ms 1.2m Tingnan ang talahanayan sa ibaba
Mataas na katumpakan 200ms 1.2m + / - 3%
Long-range 33ms 2m Tingnan ang talahanayan sa ibaba
Ang bilis ng bilis 20ms 1.2m + / - 5%

Ayon sa mga mode na ito, marami kaming pamantayan at pangmatagalang mga katumpakan na mayroon ka sa talahanayan na ito:

Panloob Sa labas
Target na pagsasalamin Distansya 33ms 66ms Distansya 33ms 66ms
Puting target sa 120cm 4% 3% sa 60cm 7% 6%
Gray target sa 70cm 7% 6% sa 40cm 12% 9%

Pinout at koneksyon

VL53L0X diagram ng chip

 

Para sa lahat ng ito upang gumana nang maayos kailangan mo isang interface sa labas ng mundo. At nakamit iyon sa pamamagitan ng ilang mga pin o koneksyon. Ang pinout ng VL53L0X ay medyo simple, mayroon lamang itong 6 na mga pin. Para sa pagsasama nito sa Arduino, ang komunikasyon ay maaaring gawin sa pamamagitan ng I2C.

Upang mapakain ito, maaari mo ikonekta ang mga pin Kaya:

  • VCC hanggang 5v mula sa Arduino
  • GND sa GND ng Arduino
  • SCL sa isang Arduino analog pin. Halimbawa A5
  • SDA sa isa pang analog pin. Halimbawa A4
  • Ang mga GPI01 at XSHUT pin ay hindi kailangang gamitin sa ngayon.

Pagsasama sa Arduino

Ang VL53L0X ay konektado sa Arduino

Tulad ng para sa maraming iba pang mga module, para sa VL53L0X mayroon ka ring mga aklatan (hal. Ang para sa adafruit) ng magagamit na code na maaari mong gamitin upang gumana sa ilang mga pag-andar kapag nagsulat ka ang source code upang hawakan ang iyong proyekto sa Arduino IDE. Kung ito ang iyong unang pagkakataon sa Arduino, inirerekumenda ko ang aming manwal sa pagprograma.

Isang halimbawa ng Simpleng code para sa iyo upang kumuha ng mga sukat at ipakita ang halaga ng pagsukat sa pamamagitan ng serial port upang makita mo ito mula sa iyong PC screen habang nakakonekta mo ang Arduino board ay:

#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);
}

Sa sariling silid-aklatan ng Adafruit mayroon kang maraming mga halimbawa ng paggamit kung kailangan mo ito ...


Ang nilalaman ng artikulo ay sumusunod sa aming mga prinsipyo ng etika ng editoryal. Upang mag-ulat ng isang pag-click sa error dito.

Maging una sa komento

Iwanan ang iyong puna

Ang iyong email address ay hindi nai-publish.

*

*

  1. Responsable para sa data: Miguel Ángel Gatón
  2. Layunin ng data: Kontrolin ang SPAM, pamamahala ng komento.
  3. Legitimation: Ang iyong pahintulot
  4. Komunikasyon ng data: Ang data ay hindi maiparating sa mga third party maliban sa ligal na obligasyon.
  5. Imbakan ng data: Ang database na naka-host ng Occentus Networks (EU)
  6. Mga Karapatan: Sa anumang oras maaari mong limitahan, mabawi at tanggalin ang iyong impormasyon.

Pagsubok sa EnglishSubukan ang Catalanpagsusulit sa Espanyol