Senzory sú najdôležitejším katalyzátorom vývoja automatizácie. S nárastom technológie sú dnes k dispozícii analógové aj digitálne snímače pre rôzne aplikácie. Vývoj senzory má mnoho automatizačných úloh ľahších. Dnes existujú senzory na meranie teplota , na meranie intenzity svetla, na meranie vlhkosti, na meranie zvuku, na meranie žiarenia, na meranie vzdialenosti, atď ... Na meranie rozsahu vzdialenosti objektu sú na trhu k dispozícii rôzne typy senzorov vzdialenosti. Niektorí používajú na prevádzku laserové lúče, zatiaľ čo iní používajú LED. Jeden taký senzor, ktorý používa laserový lúč na meranie rozsahu vzdialenosti, je VL53L0X IC.

Čo je VL53L0X?

VL53L0X je senzor merania vzdialenosti založený na LIDAR, ktorý na svoju činnosť využíva princíp času letu. Toto zariadenie je veľmi malé a dá sa s ním ľahko prepojiť mikrokontroléry .

Pracovný princíp

VL53L0X je laserový snímač rozsahu. Na meranie vzdialenosti objektov využíva princíp Time of flight. Tu sa z lúča uvoľní laserový lúč Laser na vyžarovanie povrchu s vertikálnou dutinou v prístroji. Tento lúč zasahuje povrch objektu a odráža sa späť. Čas, ktorý laserový lúč potrebuje na zasiahnutie povrchu objektu a odraz späť do senzora, sa nazýva čas letu. Tento čas sa meria na výpočet vzdialenosti medzi objektom a snímačom. Na meranie časovania a vzdialenosti fotónov sa v prístroji používa pole SPAD. To tiež zvyšuje presnosť zariadenia. VL53L0X môže merať rozsah vzdialenosti objektu, aj keď je jeho povrch vysoko reflexný.

Konfigurácia špendlíka

Pin-Diagram-of-VL53L0X

Snímač vzdialenosti VL53L0X poskytuje spoločnosť ST Microelectronics, ktorá je k dispozícii ako 12-pólový integrovaný obvod. Popis kolíka IC je uvedený nižšie -

Pin -1 AVDDVCSEL je pin napájacieho zdroja pre VCSEL, ktorý je pripojený k hlavnému zdroju. Na tento pin sa dodáva napätie 2,6 V až 5,5 V.
Pin-2 je uzemňovací kolík VCSEL -AVSSVCSEL. Tento pin je pripojený k hlavnej zemi.
Pin-3 je zemniaci pin IC-GND.
Pin-4 je tiež uzemňovací pin GND2.
Pin-5 je digitálny vstup Xshutdown pin -XSHUT.
Pin-6 je zemniaci pin -GND3,
Pin-7 je výstup prerušenia pin-GPIO1. Toto je digitálny výstupný pin.
Pin-8 je nepripojovací pin-DNC. Tento špendlík zostáva plávajúci
Pin-9 je pin I2C sériových dát - SDA. Toto je digitálny vstupný / výstupný pin.
Pin-10 je vstupný pin sériových hodín I2C - SCL. Toto je digitálny vstupný pin.
Pin-11 je pin napájacieho napätia - AVDD.
Pin-12 je zemniaci pin- GND4. Tento pin by mal byť pripojený k hlavnej zemi.

Bloková schéma

Pomocou API môže hostiteľ ovládať mnoho funkcií na vysokej úrovni VL53L0X. Inicializáciu, kalibráciu, výber presnosti, výber rozsahu, štart / stop, atď ... VL53L0X možno ovládať pomocou príkazov API.

Toto API je možné kompilovať na ľubovoľnej platforme. API obsahuje 3 režimy nastavenia rozsahu - jednoduché nastavenie rozsahu, nepretržité nastavenie rozsahu a časové nastavenie rozsahu. V režime jedného rozsahu sa rozsah vykonáva po vyvolaní funkcie API. Tu sa rozsah vykonáva iba raz.

“princíp činnosti servomotora striedavého prúdu ”

V nepretržitom rozsahu sa rozsah vykonáva nepretržite po vyvolaní funkcie API. Ak sa chcete vrátiť do pohotovostného režimu SW, musí užívateľ zastaviť rozsah. V časovanom rozsahu sa rozsah vykonáva nepretržite po vyvolaní funkcie API, ale po každom meraní sa ďalšie spustí po užívateľsky nastavenom oneskorení.

Schéma zapojenia

Obvodové schéma-VL53L0X

Počas prepojenia VL53L0X s mikrokontrolérmi sa používajú externé kondenzátory a rezistory. Externé kondenzátory používané s kolíkom napájacieho napätia AVDD by mali byť umiestnené čo najbližšie ku kolíku AVDDVCSEL a AVDDVCSEL, aby sa znížil šum a rušenie.

“bežný telefónny kábel je typ ”

Pre AVDD 2,8 V sa odporúčajú externé pull-up rezistory 1,5 kΩ až 2 kΩ. Pre XSHUT a GPIO1 je odporúčaná hodnota pull-up rezistora 10 kΩ. Hostiteľ má API, prostredníctvom ktorého je VL53L0X ovládaná pomocou príkazov.

Špecifikácie VL53L0X

Niektoré zo špecifikácií VL53L0X sú uvedené nižšie -

Rozsah prevádzkového napätia pre toto zariadenie je 2,6 V až 3,5 V.
Toto zariadenie potrebuje na prevádzku napájací prúd 10 mA.
Na komunikáciu s mikrokontrolérom je na palube dodávaný komunikačný protokol I2C.
Toto zariadenie môže merať cieľovú vzdialenosť až 2 metre.
K dispozícii je lineárny regulátor napätia 2,8 V.
V prístroji sa používa pole Single-Photon Avalanche Diodes.
Na meranie rozsahu laserom sa používa povrchový emitujúci laser s vertikálnou dutinou 980 nm.
Toto zariadenie má tiež integrovaný radič úrovní.
Toto zariadenie má odolnosť voči prostrediu.
Pre dobrú prevenciu pred presluchom zo sklenených vlákien sú k dispozícii integrované infračervené filtre.
Rozsah prevádzkových teplôt je od -20 ° C do 70 ° C.
Toto zariadenie je k dispozícii ako balík optických LGA12.
VL53L0X je možné ovládať pomocou API.
Pomocou API môže zákazník ľahko navrhnúť mnoho špičkových aplikácií.
Toto API obsahuje 3 režimy rozsahu na riadenie fungovania VL53L0X.

Aplikácie VL53L0X

VL53L0X je laserový merací modul. Tento snímač sa stal populárnym, keď sa prvýkrát používal v zariadeniach iphone7 a iných telefónoch Apple na 3D obrázky. Tento modul obsahuje rôzne aplikácie. Niektoré z nich sú uvedené nižšie -

VL53L0X sa používa v robotike na detekciu a vyhýbanie sa prekážkam.
V mnohých najnovších mobilných smartfónoch sa tento modul používa ako snímač vzdialenosti.
Používa sa na lekárske snímky, pri ktorých sa musia snímať za slabého osvetlenia.
Vo fotoaparátoch sa na automatické zaostrovanie používa VL53L0X.
Na zachytenie obrazu rýchlo sa pohybujúcich objektov a na zvýšenie výkonu fotoaparátu sa fotoaparát VL53L0X používa v moderných fotoaparátoch.
Na jednorozmerné rozpoznávanie gest sa používa tento modul.
VL5L0X sa používa na automatické kohútiky, dávkovače mydla a automatické kohútiky na detekciu gest rúk.
Tento modul sa tiež používa v počítačoch a notebookoch na detekciu používateľov.

Alternatívne IC

Okrem snímača VL53L0X dodávaného spoločnosťou ST Microelectronics sú niektoré ďalšie integrované obvody, ktoré sa dajú použiť ako alternatíva k tomuto modulu, VL6180, ultrazvukový snímač HC-SR04.

Laser použitý v tomto senzore je neviditeľný a nie je škodlivý pre ľudské oko. VL53L0X sa tiež ľudovo nazýva najmenší snímač vzdialenosti na svete. Ďalšie podrobnosti o elektrických charakteristikách tohto snímača nájdete v dokumente Dátový hárok . Používa váš smartphone VL53L0X na automatické zaostrovanie objektívu fotoaparátu?