BlueDot VL53L1X Time-of-Flight Distance Sensor
Der VL53L1X ist ein Laser-Entfernungssensor von STMicroelectronics, der Entfernungen bis zu 4 Meter messen kann. Es verwendet einen unsichtbaren 940-Nanometer-Laserstrahl (Sicherheitsklasse 1) und einen SPAD-Fotodetektor (Einzelphotonen-Lawinendiode), um die Zeit zu messen, die der Laserstrahl zwischen dem Sensor und dem Ziel zurücklegt. Diese Technik wird Time-of-Flight (ToF) genannt und ermöglicht die Berechnung des vom Laserstrahl zurückgelegten Weges.
Jetzt legen wir mit dem BlueDot VL53L1X los und machen unsere ersten Schritte mit diesem Abstandssensor.
Beschreibung
Hier sind die Hauptmerkmale des Boards:
- Distanzmessungen bis 4 m. Entfernungsmessungen sind unabhängig von Umgebungslichtbedingungen und Zieleigenschaften wie Farbe, Form oder Textur. Diese Faktoren beeinflussen die maximal messbare Entfernung. Der Mindestabstand für genaue Messungen beträgt 4 cm.
- 3,3 V und 5 V Spannungsversorgung. Der integrierte Spannungsregler akzeptiert Spannungen zwischen 2,6 V und 5,5 V, um den VL53L1X Sensor mit einer konstanten Spannung von 2,8 V zu versorgen.
- I²C-Kommunikation. Der Sensor kommuniziert über das I²C-Protokoll mit der Adresse 0x29.
Diese Kurzanleitung zum BlueDot VL53L1X zeigt Ihnen, wie Sie die ersten Schritte mit diesem Time-of-Flight-Distanzsensor unternehmen.
Montage
Der erste Schritt beim Abstandssensor VL53L1X besteht darin, den 6-Pin-Header zu löten, der mit der Platine geliefert wird. Der einfachste Weg, die Platine zu löten, besteht darin, den Header in ein Steckbrett einzuführen (lange Stifte nach unten) und die kurzen Stifte an die Platine anzulöten.
Vergessen Sie abschließend nicht, die Schutzfolie des Sensors vor der Verwendung zu entfernen, um eine ordnungsgemäße Sensorleistung zu gewährleisten.
Verbindung über I²C
Der Anschluss des VL53L1X an den I²C-Bus ist sehr einfach. Der erste Schritt besteht darin, die Platine an die Stromversorgung anzuschließen.
- VCC-Pin. Verbinden Sie den VCC-Pin der Platine mit dem 5 V oder 3,3 V Ausgang Ihres Arduino.
- GND-Pin. Verbinden Sie den GND-Pin der Platine mit dem GND-Pin des Arduino.
Super! Jetzt müssen wir den Sensor an den I²C-Bus anschließen. Die I²C-Kommunikation erfolgt über zwei Drähte. Das Taktsignal wird vom Arduino erzeugt und über die SCL-Leitung an den Sensor übertragen. Der Arduino kann über die SDA-Leitung Befehle an den Sensor senden. Und umgekehrt, alle Daten vom Sensor werden über die SDA-Leitung an den Arduino zurückgesendet. Aus diesem Grund ist die SDA-Leitung bidirektional.
- SDA-Pin. Verbinden Sie den SDA-Pin der Platine mit der SDA-Leitung des Arduino. Dies entspricht dem Pin A4 am Arduino Uno.
- SCL-Pin. Verbinden Sie den SCL-Pin der Platine mit der SCL-Leitung Ihres Arduino. Dies entspricht dem Pin A5 am Arduino Uno.
- XSHUT. Sie können es unverbunden lassen.
- GPIO1. Sie können es unverbunden lassen.
Installieren der Arduino-Bibliothek
Obwohl für diesen Sensor derzeit keine Arduino-Bibliothek von BlueDot verfügbar ist, können Sie die großartige Bibliothek von Pololu verwenden, um eine Verbindung zum VL53L1X herzustellen. Sie können die Bibliothek direkt von der Arduino IDE herunterladen und installieren. Öffnen Sie einfach die Arduino IDE und gehen Sie zu Sketch > Include Library > Manage Libraries… und suchen Sie im Bibliotheksmanager nach der Pololu-Bibliothek. Sie finden diese Bibliothek unter dem Namen “VL53L1X”. Alternativ können Sie die neueste Version der Bibliothek aus dem Github-Repository herunterladen.
Beispielskizze hochladen
Nach der Installation der Bibliothek können wir eine Beispielskizze öffnen. Gehen Sie einfach zuFile > Examples > VL53L1X und öffnen Sie die Skizze Continuous.
Zum Ausführen der Skizze sind keine Änderungen erforderlich. Bitte beachten Sie, dass die Baudrate standardmäßig auf 115200 eingestellt ist. Hier ist die mit dem Serial Plotter der Arduino IDE visualisierte Ausgabe. In diesem Fall wird der Sensor in einem Abstand von 42 cm von einer weißen Wand platziert.
3D-Modell
Ein 3D-Modell des BlueDot VL53L1X Boards ist als STEP-Datei verfügbar (zum Herunterladen hier klicken). Eine STEP-Datei ist ein CAD-Dateiformat, das häufig für den Austausch von CAD-Dateien zwischen Unternehmen verwendet wird und von den meisten (wenn nicht allen) CAD-Softwareanwendungen problemlos gelesen werden kann.
Sie können 3D-Modelle auch online betrachten, ohne Software auf Ihrem Computer installieren zu müssen. Die folgenden Bilder wurden mit Autodesk Viewer aufgenommen, einem kostenlosen Online-Tool von Autodesk. Es ist zwar eine Registrierung bei Autodesk erforderlich, aber es lohnt sich!
Schaltplan
