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.
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.
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?
