Senzory jsou nejdůležitějším katalyzátorem vývoje automatizace. S nárůstem technologie jsou dnes k dispozici analogové i digitální senzory pro různé aplikace. Vývoj senzory má mnoho automatizačních úkolů jednodušší. Dnes existují senzory k měření teplota , měřit intenzitu světla, měřit vlhkost, měřit zvuk, měřit záření, měřit blízkost atd. Pro měření rozsahu vzdálenosti objektu jsou na trhu k dispozici různé typy snímačů vzdálenosti. Někteří používají pro provoz laserové paprsky, zatímco jiní používají LED. Jedním z takových senzorů, které používají laserový paprsek k měření rozsahu vzdálenosti, je VL53L0X IC.

Co je VL53L0X?

VL53L0X je senzor pro měření vzdálenosti na základě LIDAR, který k fungování využívá principu času letu. Toto zařízení je velmi malé a lze s ním snadno komunikovat mikrokontroléry .

Pracovní princip

VL53L0X je laserový senzor rozsahu. Využívá principu Time of flight pro měření vzdálenosti objektů. Zde se z paprsku uvolňuje laserový paprsek Vertikální dutinový laser vyzařující povrch v zařízení. Tento paprsek zasáhne povrch objektu a odrazí se zpět. Čas potřebný laserovým paprskem k zasažení povrchu objektu a odrazu zpět k senzoru je známý jako čas letu. Tento čas se měří pro výpočet vzdálenosti mezi objektem a senzorem. K měření časování fotonů a vzdálenosti fotonů se v zařízení používá pole SPAD. To také zvyšuje přesnost zařízení. VL53L0X může měřit rozsah vzdálenosti objektu, i když je jeho povrch vysoce reflexní.

Konfigurace kolíků

Pin-Diagram-of-VL53L0X

Snímač vzdálenosti VL53L0X poskytuje společnost ST Microelectronics, která je k dispozici jako 12kolíkový integrovaný obvod. Popis pinu IC je uveden níže -

Pin -1 AVDDVCSEL je pin napájecího zdroje pro VCSEL, který je připojen k hlavnímu zdroji. Na tento kolík se přivádí napětí 2,6 V až 5,5 V.
Pin-2 je uzemněný kolík VCSEL -AVSSVCSEL. Tento pin je připojen k hlavní zemi.
Pin-3 je zemnicí kolík IC-GND.
Pin-4 je také zemnící pin GND2.
Pin-5 je digitální vstup Xshutdown pin -XSHUT.
Pin-6 je zemnící pin -GND3,
Pin-7 je výstup přerušení pin-GPIO1. Toto je digitální výstupní pin.
Pin-8 je nepřipojujte pin-DNC. Tento kolík je ponechán plovoucí
Pin-9 je pin I2C Serial Data - SDA. Toto je digitální vstupní / výstupní pin.
Pin-10 je vstupní pin I2C sériových hodin - SCL. Toto je digitální vstupní pin.
Pin-11 je pin napájecího napětí - AVDD.
Pin-12 je zemnící pin- GND4. Tento kolík by měl být připojen k hlavní zemi.

Blokové schéma

Pomocí API lze hostitelem ovládat mnoho funkcí na vysoké úrovni VL53L0X. Inicializaci, kalibraci, volbu přesnosti, volbu rozsahu, start / stop atd. VL53L0X lze ovládat pomocí příkazů API.

Toto API lze kompilovat na jakékoli platformě. API obsahuje 3 režimy nastavení rozsahu - jednoduché nastavení rozsahu, průběžné nastavení rozsahu a časové měření rozsahu. V režimu jednoho rozsahu se rozsah provádí po vyvolání funkce API. Zde se rozsah provádí pouze jednou.

“co je obvod mux ”

V nepřetržitém rozsahu se rozsah provádí nepřetržitě po volání funkce API. Zde se uživatel musí vrátit do pohotovostního režimu SW a musí zastavit rozsah. V časovaném rozsahu se rozsah provádí nepřetržitě po volání funkce API, ale po každém měření začne další po uživatelem definovaném zpoždění.

Kruhový diagram

Schéma zapojení VL53L0X

Během propojení VL53L0X s mikrokontroléry, externími kondenzátory a rezistory. Externí kondenzátory používané s kolíkem hlavního napájecího napětí AVDD by měly být umístěny co nejblíže kolíku AVDDVCSEL a AVDDVCSEL, aby se snížil šum a interference.

“jaké jsou role řídicí jednotky a alu? ”

Pro AVDD 2,8 V se doporučují externí pull-up rezistory 1,5 kΩ až 2 kΩ. Pro XSHUT a GPIO1 je doporučená hodnota pull-up rezistoru 10 kΩ. Hostitel má API, pomocí kterého je VL53L0X ovládán pomocí příkazů.

Specifikace VL53L0X

Některé ze specifikací VL53L0X jsou uvedeny níže -

Rozsah provozního napětí pro toto zařízení je 2,6 V až 3,5 V.
Toto zařízení potřebuje pro provoz napájecí proud 10 mA.
Pro komunikaci s mikrokontrolérem je na palubě dodáván komunikační protokol I2C.
Toto zařízení může měřit vzdálenost cíle až 2 metry.
K dispozici je lineární regulátor napětí 2,8 V.
V zařízení se používá pole Single-Photon Avalanche Diodes.
Pro laserové měření vzdálenosti se používá 980nm povrchový emitující laser s vertikální dutinou.
Toto zařízení má také integrovaný řadič úrovně.
Toto zařízení má imunitu vůči prostředí.
Aby byla zajištěna dobrá prevence přeslechů ze skleněných optických vláken, jsou k dispozici integrované infračervené filtry.
Rozsah provozních teplot je od -20 ° C do 70 ° C.
Toto zařízení je k dispozici jako balíček optické LGA12.
VL53L0X lze ovládat pomocí API.
Pomocí API může zákazník snadno navrhnout mnoho špičkových aplikací.
Toto API obsahuje 3 rozsahové režimy pro ovládání fungování VL53L0X.

Aplikace VL53L0X

VL53L0X je laserový měřicí modul. Tento senzor se stal populárním, když byl poprvé použit v iphone7 a dalších telefonech Apple pro 3D obrázky. Existuje mnoho aplikací tohoto modulu. Některé z nich jsou uvedeny níže -

VL53L0X se používá v robotice k detekci a vyhýbání se překážkám.
V mnoha nejnovějších mobilních smartphonech se tento modul používá jako snímač přiblížení.
Používá se pro lékařské snímky, kde je třeba pořizovat snímky za slabého osvětlení.
Ve fotoaparátech se pro automatické zaostřování používá VL53L0X.
VL53L0X se používá v moderních fotoaparátech k zachycení obrazu rychle se pohybujících objektů a ke zvýšení výkonu fotoaparátu.
Pro jednorozměrné rozpoznávání gest se používá tento modul.
U automatických faucetů, dávkovačů mýdla a automatických kohoutků se k detekci gest rukou používá VL53L0X.
Tento modul se také používá v počítačích a laptopech k detekci uživatelů.

Alternativní IC

Kromě senzoru VL53L0X poskytovaného společností ST Microelectronics patří mezi další IC, které lze použít jako alternativu k tomuto modulu, VL6180, Ultrasonic Sensor HC-SR04.

Laser použitý v tomto senzoru je neviditelný a není škodlivý pro lidské oko. VL53L0X je také populárně pojmenován jako nejmenší senzor měření vzdálenosti na světě. Další podrobnosti o elektrických charakteristikách tohoto snímače najdete v dokumentu Datový list . Používá váš smartphone VL53L0X k automatickému zaostřování objektivu fotoaparátu?