เซนเซอร์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่สำคัญที่สุดสำหรับวิวัฒนาการของระบบอัตโนมัติ ด้วยการเพิ่มขึ้นของเทคโนโลยีปัจจุบันมีเซ็นเซอร์ทั้งแบบอนาล็อกและดิจิตอลสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย การพัฒนาของ เซ็นเซอร์ มีงานอัตโนมัติหลายอย่างที่ง่ายขึ้น วันนี้มีเซนเซอร์ตรวจวัด อุณหภูมิ เพื่อวัดความเข้มของแสงวัดความชื้นวัดเสียงวัดรังสีวัดความใกล้ ฯลฯ ... สำหรับการวัดช่วงระยะทางของวัตถุมีเซนเซอร์วัดระยะทางหลายประเภทในตลาด บางคนใช้ลำแสงเลเซอร์ในการทำงานในขณะที่บางรุ่นใช้ LED หนึ่งในเซ็นเซอร์ดังกล่าวที่ใช้ลำแสงเลเซอร์ในการวัดระยะทางคือ VL53L0X IC

VL53L0X คืออะไร

VL53L0X เป็นเซนเซอร์วัดระยะทางแบบ LIDAR ที่ใช้หลักการ Time of flight ในการทำงาน อุปกรณ์นี้มีขนาดเล็กมากและสามารถเชื่อมต่อได้อย่างง่ายดาย ไมโครคอนโทรลเลอร์ .

หลักการทำงาน

VL53L0X เป็นเลเซอร์เซนเซอร์ ใช้หลักการ Time of flight ในการวัดระยะห่างของวัตถุ ที่นี่ลำแสงเลเซอร์ถูกปล่อยออกมาจากไฟล์ เลเซอร์เปล่งพื้นผิวช่องแนวตั้ง มีอยู่ในอุปกรณ์ ลำแสงนี้จะตีพื้นผิวของวัตถุและตีกลับ เวลาที่ลำแสงเลเซอร์ใช้ในการกระแทกพื้นผิวของวัตถุและสะท้อนกลับไปที่เซ็นเซอร์เรียกว่าเวลาบิน เวลานี้วัดเพื่อคำนวณระยะห่างระหว่างวัตถุและเซ็นเซอร์ ในการวัดเวลาโฟตอนและอาร์เรย์ SPAD ระยะทางโฟตอนจะใช้ในอุปกรณ์ นอกจากนี้ยังเพิ่มความแม่นยำของอุปกรณ์ VL53L0X สามารถวัดช่วงระยะห่างของวัตถุได้แม้ว่าพื้นผิวของมันจะสะท้อนแสงได้มากก็ตาม

การกำหนดค่าพิน

พินไดอะแกรมของ VL53L0X

เซ็นเซอร์ระยะ VL53L0X มาจาก ST Microelectronics มีจำหน่ายในรูปแบบ IC 12 พิน คำอธิบายพินของ IC มีดังต่อไปนี้ -

Pin -1 AVDDVCSEL คือพินแหล่งจ่ายไฟของ VCSEL ซึ่งเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟหลัก แรงดันไฟฟ้า 2.6V ถึง 5.5V จ่ายให้กับพินนี้
Pin-2 คือพินกราวด์ VCSEL -AVSSVCSEL พินนี้เชื่อมต่อกับกราวด์หลัก
Pin-3 เป็นพินกราวด์ของ IC- GND
Pin-4 ยังเป็นพินกราวด์ GND2
Pin-5 คือพิน Xshutdown อินพุตดิจิตอล -XSHUT
Pin-6 คือพินกราวด์ -GND3,
Pin-7 คือพินอินเทอร์รัปต์เอาท์พุท -GPIO1 นี่คือพินเอาต์พุตดิจิตอล
Pin-8 คือห้ามเชื่อมต่อ pin-DNC หมุดนี้ถูกปล่อยให้ลอยอยู่
Pin-9 คือพิน I2C Serial Data-SDA นี่คือพินอินพุต / เอาต์พุตดิจิตอล
Pin-10 คือพินอินพุตนาฬิกาอนุกรม I2C - SCL นี่คือพินอินพุตดิจิทัล
Pin-11 คือพินแรงดันไฟฟ้า - AVDD
Pin-12 คือพินกราวด์ - GND4 พินนี้ควรเชื่อมต่อกับกราวด์หลัก

แผนภาพบล็อก

ด้วยความช่วยเหลือของ API ฟังก์ชันระดับสูงจำนวนมากของ VL53L0X สามารถควบคุมได้โดยโฮสต์ การเริ่มต้นการสอบเทียบการเลือกความแม่นยำการเลือกโหมดตั้งแต่เริ่ม / หยุด ฯลฯ ... ของ VL53L0X สามารถควบคุมได้โดยคำสั่ง API

API นี้สามารถรวบรวมบนแพลตฟอร์มใดก็ได้ API ประกอบด้วยโหมดต่างๆ 3 โหมด - ช่วงเดียวช่วงต่อเนื่องและช่วงเวลา ในโหมดช่วงเดียวการทำ range จะทำหลังจากเรียกใช้ฟังก์ชัน API ที่นี่จะทำเพียงครั้งเดียว

“ประเภทเครือข่ายการสื่อสารไร้สายสี่ประเภทคืออะไร? ”

ในช่วงต่อเนื่องการทำ range จะทำอย่างต่อเนื่องหลังจากเรียกใช้ฟังก์ชัน API ที่นี่เพื่อกลับสู่โหมดสแตนด์บาย SW ผู้ใช้ต้องหยุดการนับ ในช่วงเวลาที่กำหนดช่วงจะทำอย่างต่อเนื่องหลังจากเรียกใช้ฟังก์ชัน API แต่หลังจากการวัดแต่ละครั้งค่าอื่นจะเริ่มหลังจากการหน่วงเวลาที่ผู้ใช้กำหนด

แผนภูมิวงจรรวม

วงจรแผนภาพของ VL53L0X

ในระหว่างการเชื่อมต่อ VL53L0X กับไมโครคอนโทรลเลอร์จะใช้ตัวเก็บประจุและตัวต้านทานภายนอก ตัวเก็บประจุภายนอกที่ใช้กับขาจ่ายแรงดันหลัก AVDD ควรวางให้ใกล้กับขา AVDDVCSEL และ AVDDVCSEL มากที่สุดเพื่อลดเสียงรบกวนและสัญญาณรบกวน

“ไดอะแกรมวงจรแอมป์มิเตอร์โวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอล ”

แนะนำให้ใช้ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นภายนอก1.5kΩถึง2kΩสำหรับ AVDD ที่ 2.8V สำหรับ XSHUT และ GPIO1 10kΩเป็นค่าตัวต้านทานแบบดึงขึ้นที่แนะนำ โฮสต์มี API ซึ่ง VL53L0X ถูกควบคุมโดยใช้คำสั่ง

ข้อมูลจำเพาะของ VL53L0X

ข้อกำหนดบางประการของ VL53L0X มีดังต่อไปนี้ -

ช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานสำหรับอุปกรณ์นี้คือ 2.6V ถึง 3.5V
อุปกรณ์นี้ต้องการกระแสไฟ 10mA สำหรับการทำงาน
ในการสื่อสารกับไมโครคอนโทรลเลอร์โปรโตคอลการสื่อสาร I2C มีให้ในเครื่อง
อุปกรณ์นี้สามารถวัดระยะเป้าหมายได้ถึง 2 เมตร
มีตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น 2.8V
Single-Photon Avalanche Diodes array ถูกใช้ในอุปกรณ์
เลเซอร์เปล่งพื้นผิวโพรงแนวตั้ง 980 นาโนเมตรใช้สำหรับเลเซอร์ตั้งแต่
อุปกรณ์นี้ยังมีตัวเปลี่ยนระดับในตัว
อุปกรณ์นี้มีภูมิคุ้มกันต่อสภาพแวดล้อม
เพื่อให้การป้องกันที่ดีจาก crosstalk แก้วแสงจึงมีฟิลเตอร์ IR ในตัว
ช่วงอุณหภูมิในการทำงานอยู่ระหว่าง -20 ° C ถึง 70 ° C
อุปกรณ์นี้มีให้ในแพ็คเกจ Optical LGA12
VL53L0X สามารถควบคุมได้โดยใช้ API
การใช้ API แอปพลิเคชันระดับไฮเอนด์จำนวนมากสามารถออกแบบโดยลูกค้าได้อย่างง่ายดาย
API นี้มี 3 โหมดที่หลากหลายเพื่อควบคุมการทำงานของ VL53L0X

การใช้งาน VL53L0X

VL53L0X เป็นโมดูลเลเซอร์ เซ็นเซอร์นี้เริ่มเป็นที่นิยมเมื่อใช้ครั้งแรกใน iphone7 และโทรศัพท์ Apple รุ่นอื่น ๆ สำหรับภาพ 3 มิติ มีแอพพลิเคชั่นต่างๆของโมดูลนี้ บางส่วนมีการระบุไว้ด้านล่าง -

VL53L0X ใช้ในวิทยาการหุ่นยนต์สำหรับการตรวจจับและหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง
ในสมาร์ทโฟนมือถือรุ่นล่าสุดหลายรุ่นโมดูลนี้ใช้เป็นเซนเซอร์จับความใกล้เคียง
ใช้สำหรับภาพทางการแพทย์ที่ต้องถ่ายภาพในสภาพแสงน้อย
ในกล้องสำหรับโฟกัสอัตโนมัติจะใช้ VL53L0X
ในการถ่ายภาพวัตถุที่เคลื่อนไหวเร็วและเพิ่มประสิทธิภาพของกล้อง VL53L0X นั้นใช้ในกล้องสมัยใหม่
สำหรับการจดจำท่าทางสัมผัสแบบมิติเดียวจะใช้โมดูลนี้
ในก๊อกน้ำอัตโนมัติเครื่องจ่ายสบู่และก๊อกอัตโนมัติเพื่อตรวจจับท่าทางของมือจะใช้ VL53L0X
โมดูลนี้ยังใช้ในคอมพิวเตอร์และแล็ปท็อปสำหรับการตรวจจับผู้ใช้

IC ทางเลือก

นอกจากเซ็นเซอร์ VL53L0X ที่ให้บริการโดย ST Microelectronics แล้ว IC อื่น ๆ บางตัวที่สามารถใช้เป็นทางเลือกสำหรับโมดูลนี้ ได้แก่ VL6180, Ultrasonic Sensor HC-SR04

เลเซอร์ที่ใช้ในเซ็นเซอร์นี้มองไม่เห็นและไม่เป็นอันตรายต่อดวงตาของมนุษย์ VL53L0X ยังได้รับการขนานนามว่าเป็นเซ็นเซอร์วัดระยะทางที่เล็กที่สุดในโลก รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติทางไฟฟ้าของเซ็นเซอร์นี้สามารถพบได้ใน แผ่นข้อมูล . สมาร์ทโฟนของคุณใช้ VL53L0X สำหรับโฟกัสอัตโนมัติของเลนส์กล้องหรือไม่?