Industriële fabricage
Industrieel internet der dingen | Industriële materialen | Onderhoud en reparatie van apparatuur | Industriële programmering |
home  MfgRobots >> Industriële fabricage >  >> Industrial Internet of Things >> Sensor

VL53L0X:pinconfiguratie, schakelschema en toepassingen

Sensoren zijn de belangrijkste katalysator voor de evolutie van de automatisering. Met de toename van technologie zijn er tegenwoordig zowel analoge als digitale sensoren beschikbaar voor verschillende toepassingen. De ontwikkeling van sensoren heeft veel automatiseringstaken eenvoudiger gemaakt. Tegenwoordig zijn er sensoren om temperatuur te meten, om lichtintensiteit te meten, om vochtigheid te meten, om geluid te meten, om straling te meten, om nabijheid te meten, enz... Voor het meten van de afstand van een object zijn er verschillende soorten afstandssensoren beschikbaar in de markt. Sommige gebruiken laserstralen voor bediening, terwijl andere LED gebruiken. Een dergelijke sensor die de laserstraal gebruikt om het afstandsbereik te meten, is de VL53L0X IC.


Wat is VL53L0X?

VL53L0X is een op LIDAR gebaseerde sensor voor afstandsmeting die het Time of flight-principe gebruikt om te werken. Dit apparaat is erg klein en kan gemakkelijk worden gekoppeld aan microcontrollers.

Werkingsprincipe

VL53L0X is een laserbereiksensor. Het gebruikt het Time of flight-principe voor het meten van de afstand van de objecten. Hier wordt een laserstraal vrijgegeven van de Vertical Cavity Surface Emitting Laser die in het apparaat aanwezig is. Deze straal raakt het oppervlak van het object en kaatst terug. De tijd die de laserstraal nodig heeft om het oppervlak van het object te raken en terug te reflecteren naar de sensor, staat bekend als de vliegtijd. Deze tijd wordt gemeten om de afstand tussen het object en de sensor te berekenen. Om de foton-timing en fotonafstand te meten, wordt SPAD-array in het apparaat gebruikt. Dit verhoogt ook de nauwkeurigheid van het apparaat. De VL53L0X kan het afstandsbereik van het object meten, zelfs als het oppervlak sterk reflecterend is.

Pin-configuratie

Pin- Diagram-van-VL53L0X

De VL53L0X-afstandssensor, geleverd door ST Microelectronics, is verkrijgbaar als 12-pins IC. De pinbeschrijving van de IC is zoals hieronder gegeven -

  • Pin -1 AVDDVCSEL  is de voedingspin naar VCSEL die is aangesloten op de hoofdvoeding. Op deze pin wordt een spanning van 2,6 V tot 5,5 V geleverd.
  • Pin-2  is de VCSEL-aardingspin -AVSSVCSEL. Deze pin is verbonden met de hoofdaarde.
  • Pin-3 is de aardingspin van IC-GND.
  • Pin-4 is ook de aardingspin GND2.
  • Pin-5 is de digitale ingang Xshutdown-pin -XSHUT.
  • Pin-6 is de aardingspin -GND3,
  • Pin-7 is de interrupt-uitgang pin-GPIO1. Dit is een digitale uitgangspin.
  • Pin-8 is de niet-verbindende pin-DNC. Deze pin blijft zwevend
  • Pin-9 is de I2C Serial Data-pin-SDA. Dit is een digitale input/output-pin.
  • Pin-10 is de I2C seriële klokinvoerpin - SCL. Dit is een digitale ingangspin.
  • Pin-11 is de voedingsspanningspin-AVDD.
  • Pin-12 is de aardingspin-GND4. Deze pin moet worden aangesloten op de hoofdaarde.

Blokdiagram

Met behulp van API kunnen veel functies op hoog niveau van VL53L0X  worden beheerd door de host. Initialisatie, kalibratie, keuze van nauwkeurigheid, keuze van bereikmodus, start/stop, enz... van de VL53L0X kunnen worden bestuurd door de API-commando's.

Deze API kan op elk platform worden gecompileerd. De API bevat 3 bereikmodi:enkelvoudig bereik, continu bereik en getimed bereik. In de modus voor één bereik wordt het bereik uitgevoerd nadat de API-functie is aangeroepen. Hier wordt rangeren maar één keer gedaan.

Bij continu bereik wordt het bereik continu uitgevoerd na het aanroepen van de API-functie. Hier moet de gebruiker het bereik stoppen om terug te keren naar de SW-stand-bymodus. Bij getimed bereik wordt het bereik continu uitgevoerd na het aanroepen van de API-functie, maar na elke meting begint de andere na een door de gebruiker gedefinieerde vertraging.

Circuitdiagram

Circuit- Diagram-van-VL53L0X

Tijdens de koppeling van VL53L0X  met microcontrollers, worden externe condensatoren en weerstanden gebruikt. Externe condensatoren die worden gebruikt met de hoofdvoedingsspanningspen AVDD moeten zo dicht mogelijk bij AVDDVCSEL en AVDDVCSEL-pen worden geplaatst om ruis en interferentie te verminderen.

1,5kΩ tot 2kΩ externe pull-up-weerstanden worden aanbevolen voor de AVDD van 2,8V. Voor XSHUT en GPIO1 is 10kΩ de aanbevolen pull-up weerstandswaarde. Een host heeft een API waarmee VL53L0X wordt bestuurd met behulp van commando's.

Specificaties van VL53L0X

Sommige specificaties van de VL53L0X  staan ​​hieronder vermeld –

  • Het bedrijfsspanningsbereik voor dit apparaat is 2,6V tot 3,5V
  • Dit apparaat heeft een voedingsstroom van 10mA nodig voor gebruik.
  • Om met de microcontroller te communiceren, is het I2C-communicatieprotocol aan boord aanwezig.
  • Dit apparaat kan de doelafstand meten tot 2 meter.
  • Er wordt een lineaire spanningsregelaar van 2,8 V meegeleverd.
  • Single-Photon Avalanche Diodes-array wordt gebruikt in het apparaat.
  • Een 980nm Vertical Cavity Surface Emitting Laser wordt gebruikt voor laserbereik.
  • Dit apparaat heeft ook een geïntegreerde niveauverschuiver.
  • Dit apparaat is ongevoelig voor de omgeving.
  •  Om een ​​goede preventie van optische overspraak van glas te bieden, worden geïntegreerde IR-filters meegeleverd.
  • Het bedrijfstemperatuurbereik is van -20°C tot 70°C.
  • Dit apparaat is verkrijgbaar als een optisch LGA12-pakket.
  • VL53L0X kan worden bestuurd met een API.
  • Met behulp van API kunnen veel hoogwaardige applicaties eenvoudig door de klant worden ontworpen.
  • Deze API bevat 3 variërende modi om de werking van VL53L0X te regelen.

Toepassingen van VL53L0X

VL53L0X is een laserbereikmodule. Deze sensor werd populair toen hij voor het eerst werd gebruikt in de iphone7 en andere Apple-telefoons voor 3D-beelden. Er zijn verschillende toepassingen van deze module. Sommigen van hen worden hieronder vermeld –

  • VL53L0X wordt gebruikt in robotica voor het detecteren en ontwijken van obstakels.
  • In veel van de nieuwste mobiele smartphones wordt deze module gebruikt als naderingssensor.
  • Gebruikt voor medische beelden waarbij beelden moeten worden gemaakt bij weinig licht.
  • In camera's wordt voor autofocus VL53L0X gebruikt.
  • Om het beeld van snel bewegende objecten vast te leggen en de prestaties van de camera te verbeteren, wordt de VL53L0X gebruikt in moderne camera's.
  • Voor eendimensionale gebarenherkenning wordt deze module gebruikt.
  • In automatische kranen, zeepdispensers en automatische kranen wordt VL53L0X toegepast om de handgebaren te detecteren.
  • Deze module wordt ook gebruikt in computers en laptops voor gebruikersdetectie.

Alternatieve IC

Naast de VL53L0X-sensor geleverd door ST Microelectronics, zijn enkele van de andere IC's die als alternatief voor deze module kunnen worden gebruikt, de VL6180, Ultrasone Sensor HC-SR04.


De laser die in deze sensor wordt gebruikt, is onzichtbaar en is niet schadelijk voor het menselijk oog. VL53L0X wordt ook in de volksmond genoemd als 's werelds kleinste afstandsmeetsensor. Meer details over de elektrische eigenschappen van deze sensor zijn te vinden in de datasheet. Gebruikt uw smartphone VL53L0X voor autofocus van cameralens?


Sensor

  1. Wat is de HC-SR04 ultrasone sensor:werking en zijn toepassingen
  2. ICM-20608-G Specificaties en toepassingen
  3. APDS-9960 Specificaties en toepassingen
  4. VL53L0X:pinconfiguratie, schakelschema en toepassingen
  5. Arduino-sensor – Typen en toepassingen
  6. HDC2080 digitale sensor:schakelschema en zijn specificaties
  7. Werking en toepassingen van vingerafdruksensor
  8. Werking en toepassingen van de vibratiesensor
  9. Zuurstofsensor werkt en toepassingen
  10. Componenten van printplaten en hun toepassingen
  11. Rolpenponsen:gebruik en toepassingen