Os sensores são o catalisador mais importante para a evolução da automação. Com o aumento da tecnologia, hoje existem sensores analógicos e digitais disponíveis para diversas aplicações. O desenvolvimento de sensores tem muitas tarefas de automação mais fáceis. Hoje existem sensores para medir temperatura , para medir a intensidade da luz, para medir a umidade, para medir o som, para medir a radiação, para medir a proximidade, etc ... Para medir o alcance de distância de um objeto, existem vários tipos de sensores de distância disponíveis no mercado. Alguns usam feixes de laser para operação, enquanto outros usam LED. Um desses sensores que usa o feixe de laser para medir a faixa de distância é o VL53L0X IC.

O que é VL53L0X?

O VL53L0X é um sensor de medição de distância baseado em LIDAR que usa o princípio do tempo de vôo para operar. Este dispositivo é muito pequeno e pode ser facilmente conectado com microcontroladores .

Princípio de trabalho

VL53L0X é um sensor de alcance a laser. Ele usa o princípio do tempo de vôo para medir a distância dos objetos. Aqui, um feixe de laser é liberado do Laser de emissão de superfície de cavidade vertical presente no dispositivo. Este feixe atinge a superfície do objeto e salta para trás. O tempo que o feixe de laser leva para atingir a superfície do objeto e refletir de volta para o sensor é conhecido como Tempo de vôo. Este tempo é medido para calcular a distância entre o objeto e o sensor. Para medir o tempo e a distância dos fótons, a matriz SPAD é usada no dispositivo. Isso também aumenta a precisão do dispositivo. O VL53L0X pode medir a distância do objeto mesmo se sua superfície for altamente refletiva.

Configuração de Pin

Pin-Diagram-of-VL53L0X

O sensor de distância VL53L0X é fornecido pela ST Microelectronics e está disponível como um CI de 12 pinos. A descrição do pino do IC é fornecida abaixo -

Pino -1 AVDDVCSEL é o pino da fonte de alimentação do VCSEL que está conectado à fonte principal. Uma tensão de 2,6 V a 5,5 V é fornecida a este pino.
O pino 2 é o pino de aterramento VCSEL -AVSSVCSEL. Este pino é conectado ao aterramento principal.
Pin-3 é o pino terra do IC-GND.
O pino 4 também é o pino terra GND2.
O pino 5 é o pino Xshutdown da entrada digital -XSHUT.
O pino 6 é o pino terra -GND3,
Pin-7 é o pino de saída de interrupção-GPIO1. Este é um pino de saída digital.
O pino 8 é o pino DNC não conectado. Este alfinete é deixado flutuando
O pino 9 é o pino de dados serial I2C-SDA. Este é um pino de entrada / saída digital.
Pin-10 é o pino de entrada do relógio serial I2C - SCL. Este é um pino de entrada digital.
Pin-11 é o pino de tensão de alimentação - AVDD.
Pino-12 é o pino terra-GND4. Este pino deve ser conectado ao aterramento principal.

Diagrama de bloco

Com a ajuda da API, muitas funções de alto nível do VL53L0X podem ser controladas pelo Host. Inicialização, calibração, escolha de precisão, escolha de modo de variação, iniciar / parar, etc ... do VL53L0X podem ser controlados pelos comandos API.

Esta API pode ser compilada em qualquer plataforma. A API contém 3 modos de variação - variação única, variação contínua e variação cronometrada. No modo de intervalo único, o intervalo é feito depois que a função API é chamada. Aqui, o alcance é feito apenas uma vez.

“diagrama de pinagem arduino mega 2560 ”

No intervalo contínuo, o intervalo é feito continuamente após a chamada da função API. Aqui, para retornar ao modo de espera do SW, o usuário deve interromper a variação. Na variação cronometrada, a variação é feita continuamente após a chamada da função API, mas após cada medição, a outra começa após um atraso definido pelo usuário.

Diagrama de circuito

Circuito-Diagrama-de-VL53L0X

Durante a interface do VL53L0X com microcontroladores, são usados capacitores e resistores externos. Capacitores externos usados com o pino de tensão de alimentação principal AVDD devem ser colocados o mais próximo possível do pino AVDDVCSEL e AVDDVCSEL para reduzir o ruído e a interferência.

“como fazer um ic ”

Resistores pull-up externos de 1,5kΩ a 2kΩ são recomendados para o AVDD de 2,8V. Para XSHUT e GPIO1, 10kΩ é o valor do resistor pull-up recomendado. Um host tem uma API por meio da qual VL53L0X é controlado por meio de comandos.

Especificações do VL53L0X

Algumas das especificações do VL53L0X estão listadas abaixo -

A faixa de tensão operacional para este dispositivo é de 2,6 V a 3,5 V
Este dispositivo precisa de uma corrente de alimentação de 10mA para funcionar.
Para se comunicar com o microcontrolador, o protocolo de comunicação I2C é fornecido a bordo.
Este dispositivo pode medir a distância do alvo de até 2 metros.
Um regulador de tensão linear de 2,8 V é fornecido.
A matriz de diodos de avalanche de fóton único é usada no dispositivo.
Um laser de emissão de superfície de cavidade vertical de 980 nm é usado para variação do laser.
Este dispositivo também possui um deslocador de nível integrado.
Este dispositivo possui imunidade ao ambiente.
Para fornecer uma boa prevenção de diafonia óptica de vidro, filtros IR integrados são fornecidos.
A faixa de temperatura de operação é de -20 ° C a 70 ° C.
Este dispositivo está disponível como um pacote óptico LGA12.
VL53L0X pode ser controlado por meio de uma API.
Usando a API, muitos aplicativos de ponta podem ser desenvolvidos pelo cliente facilmente.
Esta API contém 3 modos de variação para controlar o funcionamento do VL53L0X.

Aplicações de VL53L0X

VL53L0X é um módulo de alcance a laser. Esse sensor se tornou popular quando foi usado pela primeira vez no iphone7 e em outros telefones da Apple para imagens 3D. Existem várias aplicações para este módulo. Alguns deles estão listados abaixo -

O VL53L0X é usado em robótica para detecção e prevenção de obstáculos.
Em muitos dos smartphones móveis mais recentes, este módulo é usado como um sensor de proximidade.
Usado para imagens médicas em que as imagens precisam ser tiradas em condições de pouca luz.
Em câmeras, para autofoco, é usado o VL53L0X.
Para capturar a imagem de objetos em movimento rápido e aumentar o desempenho da câmera, o VL53L0X é usado em câmeras modernas.
Para reconhecimento de gestos unidimensionais, este módulo é usado.
Em torneiras automáticas, dispensadores de sabão e torneiras automáticas, para detectar os gestos das mãos, é aplicado o VL53L0X.
Este módulo também é usado em computadores e laptops para detecção de usuários.

IC alternativo

Além do sensor VL53L0X fornecido pela ST Microelectronics, alguns dos outros IC que podem ser usados como alternativa a este módulo são o VL6180, Sensor Ultrasonic HC-SR04.

O laser usado neste sensor é invisível e não é prejudicial ao olho humano. O VL53L0X também é conhecido popularmente como o menor sensor de medição de distância do mundo. Maiores detalhes sobre as características elétricas deste sensor podem ser encontrados em seu Ficha de dados . O seu smartphone usa VL53L0X para foco automático da lente da câmera?