Print this chapterPrint this chapter

LASERSKI SENZOR

1. VL53L1X Laserski senzor razdalje

Ta senzor je laserski senzor razdalje z dosegom do štirih metrov, ki skozi čas trajektorije (čas leta (ToF)) nevidnih, za oči varnih laserskih impulzov omogoča merjenje absolutnih razdalj ne glede na svetlobne pogoje in značilnosti okolice. cilja, kot so barva, oblika in tekstura (čeprav te stvari vplivajo na največji pretok).

VL53L1X ima tudi programirljivo zanimivo regijo (ROI), tako da je mogoče celotno vidno polje zmanjšati ali razdeliti na več con. Meritve razdalje je mogoče brati prek digitalnega vmesnika I²C. Plošča vključuje 2,8 V linearni regulator in nivojske prestavne stikala, ki ji omogočajo delovanje v območju vhodne napetosti od 2,6 V do 5,5 V in 0,1 "razmik med nožicami omogoča enostavno uporabo s standardno brezspajkalno ploščo in 0,1" perfboardom (glejte sliko 29 ).

Figure 29 - VL53L1X Time-of-Flight distance Sensor Carrier, bottom view with dimensions

Slika 29 - VL53L1X Nosilec senzorja časovne razdalje, pogled od spodaj z dimenzijami

VL53L1X družbe ST Microelectronics je senzor časa preleta (TOF) za dolge razdalje, integriran v kompaktni modul. Ta plošča je nosilec za VL53L1X, zato priporočamo, da natančno preberete VL53L1X datasheet (1MB pdf) preden uporabite ta izdelek.

Pregled

VL53L1X je dejansko majhen, samostojen lidarski sistem z integriranim laserjem razreda 1 940 nm, ki je neviden in varen za oči. Za razliko od običajnih IR senzorjev, ki uporabljajo intenzivnost odbite svetlobe za oceno razdalje do predmeta, VL53L1X uporablja ST-jevo tehnologijo FlightSense za natančno merjenje, koliko časa je potrebno, da oddani impulzi infrardeče laserske svetlobe dosežejo najbližji predmet in se odbijejo nazaj do objekta. detektor. Ta pristop zagotavlja absolutne meritve razdalje, ki so neodvisne od svetlobnih pogojev okolice in ciljnih značilnosti (npr. barva, oblika, tekstura in odbojnost), čeprav ti zunanji pogoji vplivajo na največji doseg senzorja, prav tako tudi nastavitve konfiguracije senzorja.

Pod ugodnimi pogoji, kot je nizka svetloba okolice z visoko odbojno tarčo, lahko senzor poroča o razdaljah do 4 m (13 ft) z ločljivostjo 1 mm. Oglejte si podatkovni list za več informacij o tem, kako različni zunanji pogoji in konfiguracije senzorjev vplivajo na stvari, kot so največji doseg, ponovljivost in napaka razpona. Najmanjša razdalja dometa je 4 cm; znotraj tega območja bo senzor še vedno zaznal cilj, vendar meritev ne bo natančna. Meritve razpona so na voljo prek vmesnika I²C (TWI) senzorja, ki se uporablja tudi za konfiguriranje nastavitev senzorja, senzor pa zagotavlja dva dodatna zatiča: vhod za izklop in izhod za prekinitev.

VL53L1X ponuja tri načine razdalje: kratek, srednji in dolg. Način dolge razdalje omogoča najdaljšo možno razdaljo 4 m, vendar na največji doseg močno vpliva okoljska svetloba. Način kratke razdalje je večinoma imun na svetlobo okolice, vendar je največja razdalja običajno omejena na 1,3 m (4,4 ft). Največja hitrost vzorčenja v načinu kratke razdalje je 50 Hz, medtem ko je največja stopnja vzorčenja za načine srednje in dolge razdalje 30 Hz. Zmogljivost je mogoče izboljšati v vseh načinih z uporabo nižjih stopenj vzorčenja in daljših časovnih proračunov.

Za napredne aplikacije VL53L1X podpira nastavljive pragove, ki jih je mogoče uporabiti za sprožitev prekinitev, ko je cilj zaznan pod določeno razdaljo, izven določene razdalje, izven dosega ali znotraj dosega. Podpira tudi nadomestni način zaznavanja, ki generira prekinitev, ko cilj ni prisoten. Poleg tega, za razliko od svojih predhodnikov, VL53L1X podpira nastavljivo območje zanimanja (ROI) v svojem celotnem zaznavnem nizu 16×16, kar vam omogoča zmanjšanje vidnega polja (FoV). Ko je omogočenih vseh 265 elementov zaznavanja, je FoV 27°. Na voljo je način »Autonomous Low Power«, ki je posebej nastavljen za napredno zaznavanje prisotnosti. Ta način omogoča znaten prihranek energije sistema s samodejnim izklopom ali prebujanjem gostitelja, ko je človek ali predmet zaznan znotraj konfiguriranih pragov razdalje v območju zanimanja.

VL53L1X je odličen IC, vendar njegov majhen, brezvodni paket LGA otežuje uporabo tipičnega študenta ali ljubitelja. Deluje tudi pri priporočeni napetosti 2,8 V, kar lahko oteži povezovanje mikrokrmilnikov, ki delujejo pri 3,3 V ali 5 V. Naša razklopna plošča rešuje te težave, kar olajša začetek uporabe senzorja, hkrati pa ohranja majhno celotno velikost kolikor je mogoče.

Nosilna plošča vključuje linearni regulator napetosti z nizkim izpadom, ki zagotavlja 2,8 V, ki jih zahteva VL53L1X, in omogoča napajanje senzorja iz 2,6 V do 5,5 V napajanja. Izhod regulatorja je na voljo na zatiču VDD in lahko napaja skoraj 150 mA zunanjim napravam. Prekinitvena plošča vključuje tudi vezje, ki premakne uro I²C in podatkovne linije na isto raven logične napetosti kot priloženi VIN, zaradi česar je preprosto povezovanje plošče s 3,3 V ali 5 V sistemi, razmik med nožicami pa 0,1″ na plošči. Je enostavna za uporabo s standardnimi brezspajkanimi ploščami in 0,1-palčnimi ploščami. Plošča je v celoti napolnjena s komponentami SMD, vključno z VL53L1X (glejte sliko 30).

Figure 30 - Side-by-side comparison of the VL6180X, VL53L0X, VL53L1X, and VL53L3CX Time-of-Flight Distance Sensor Carriers

Slika 30 - Vzporedna primerjava nosilcev senzorjev časovne razdalje VL6180X, VL53L0X, VL53L1X in VL53L3CX

For similar but shortZa podobne senzorje, vendar krajšega dosega, si oglejte naš 200 cm VL53L0X nosilec in 60 cm VL6180X nosilec. Oba sta fizični nadomestki za nosilca VL53L1X, vendar imata različne API-je, zato bo treba programsko opremo za VL53L1X ponovno napisati, da bo delovala z VL53L0X ali VL6180X.er-range sensors, see our 200 cm VL53L0X carrier and 60 cm VL6180X carrier. Both of these are physical drop-in replacements for the VL53L1X carrier, but they have different APIs, so software for the VL53L1X will need to be rewritten to work with the VL53L0X or VL6180X.