Was ist ToF und wie verwendet man es?

Time-of-Flight (ToF) ist ein Verfahren zur Abstandsmessung, das berechnet, wie lange es dauert, bis ein Signal (normalerweise ein Licht- oder Laserimpuls) zu einem Ziel und zurück zum Sensor reist. Das ToF HAT nutzt dieses Prinzip mit einer Laserlichtquelle und hochsensiblen Detektoren, um die Entfernung mit hoher Genauigkeit zu berechnen.

1. Lichtemission: Der Sensor gibt einen Laserimpuls aus.

2. Reflexion: Der Puls reflektiert von einem Zielobjekt.

3. Zeitmessung: Der Sensor zeichnet die Zeit auf, die das Licht benötigt hat, um zurückzukehren.

4. Entfernungsmessung: Mit der Lichtgeschwindigkeit und der Zeit, die der Puls benötigt, um zurückzukehren, berechnet der Sensor die Entfernung zum Objekt.

Diese Methode der Distanzmessung ist äußerst genau und funktioniert unabhängig von der Oberflächenreflexion, was einen erheblichen Vorteil gegenüber traditionellen Ultraschallsensoren darstellt.

 

Wie man den ToF-Hut benutzt

Erforderliche Materialien

• M5StickCPlus2: Fungiert als der zentrale Controller und ist verantwortlich für die Anzeige von Daten.

• M5StickC ToF HAT: Hochpräzise Laserdistanzsensoren zur Abstandsmessung

Betriebssystem, System, Io importieren
M5 importieren
aus M5-Import *
from hardware import *
from hat import ToFHat

label0 = Keine
label1 = Keine
i2c0 = Keine
Pin19 = Keiner
pwm2 = Keine
hat_tof_0 = Keine

def setup():
  global label0, label1, i2c0, pin19, pwm2, hat_tof_0

  M5.begin()
  label0 = Widgets.Label("label0", 0, 0, 1.0, 0xffffff, 0x222222, Widgets.FONTS.DejaVu18)
  label1 = Widgets.Label("label1", 100, 0, 1.0, 0xffffff, 0x222222, Widgets.FONTS.DejaVu18)

  Widgets.setRotation(1)
  i2c0 = I2C(0, scl=Pin(26), sda=Pin(0), freq=100000)
  hat_tof_0 = ToFHat(i2c0)
  pin19 = Pin(19, mode=Pin.OUT)
  pwm2 = PWM(Pin(2), freq=5000, duty=512)

def-Schleife():
  global label0, label1, i2c0, pin19, pwm2, hat_tof_0
  M5.update()
  label0.setColor(0x33ff33, 0x000000)
  label1.setColor(0x33ff33, 0x000000)
  label0.setText(str('distanz'))
  label1.setText(str(hat_tof_0.get_distance()))
  if (hat_tof_0.get_distance()) <10: pin19.Wert(1)
    pwm2.duty(512)
  anders:
    pin19.Wert(0)
    pwm2.Pflicht(0)

if __name__ == '__main__':
  versuchen:
    aufstellen()
    während True:
      Schleife()
  außer (Exception, KeyboardInterrupt) als e:
    versuchen:
      from utility import print_error_msg
      drucke_Fehlermeldung(e)
    außer ImportError:
      print("Bitte aktualisieren Sie die Firmware auf die neueste Version")

Code kopieren ✔ Kopiert!

Initialisieren Sie das IIC, setzen Sie GPIO19 in den Ausgabemodus, um das Licht ein/aus zu steuern, und setzen Sie GPIO2 auf PWM-Frequenz und Tastverhältnis, um den Summer zu steuern.

Zeigen Sie die gemessene Entfernung auf dem M5stickCplus2 an und legen Sie die Entfernung fest, bei der Sie eine Warnung erhalten möchten.

Das M5StickC ToF HAT ist ein I2C-basiertes Sensormodul, das einfach mit dem M5StickC-Gerät verbunden werden kann. Hier sind die wichtigsten Komponenten des Moduls:

   

Stromversorgung:

Entfernung Berechnung:

  Der Sensor berechnet die Entfernung mit der Formel:

  Distanz = \frac{c \times t}{2}

  Wo:

Verwenden von M5StickC ToF HAT in Projekte

Um das M5StickC ToF HAT mit dem M5StickC-Gerät zu integrieren:

1. Hardware-Setup:

• Stecken Sie das ToF HAT in den I2C-Port des M5StickC ein. Der M5StickC wird automatisch mit Strom versorgt und kommuniziert über den I2C-Bus mit dem ToF-Sensor.

2. Programmierung:

• Alternativ können Sie Arduino IDE oder MicroPython verwenden, um benutzerdefinierten Code zu schreiben, was Ihnen mehr Kontrolle und Flexibilität in Ihren Projekten ermöglicht.
• Sie können UIFlow, die grafische Programmierplattform, verwenden, um mit dem Sensor zu interagieren und die Distanzwerte zu lesen. UIFlow erleichtert das Programmieren des M5StickC und den Zugriff auf die Daten des ToF-Sensors mit nur wenigen Blöcken.

3. Beispiel UIFlow Block Programm:

• In UIFlow können Sie Blöcke verwenden, um den Sensor zu initialisieren, die Entfernung zu messen und das Ergebnis auf dem Bildschirm anzuzeigen oder basierend auf der gemessenen Entfernung Maßnahmen zu ergreifen.

4. Datenverarbeitung:

• Sobald Sie die Entfernungsdaten abgerufen haben, können Sie sie verarbeiten und Aktionen auslösen. Zum Beispiel:
  • Wenn der Abstand kleiner als ein Schwellenwert ist, aktivieren Sie einen Summer oder läuten Sie einen Alarm.
  • Wenn Sie einen Roboter bauen, ändern Sie seine Richtung, wenn ein Hindernis erkannt wird.

      

Abschluss

Das M5StickC ToF HAT ist ein leistungsstarker und einfach zu integrierender Sensor, der hochpräzise Abstandsmessungen für Ihre Projekte bietet. Egal, ob Sie ein Robotersystem zur Hindernisvermeidung, einen Näherungssensor oder einen Rückfahr-Radar für Fahrzeuge entwickeln, dieser ToF-Sensor bietet eine einfache Lösung mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit. Mit einem niedrigen Stromverbrauch und der Fähigkeit, unter verschiedenen Licht- und Oberflächenbedingungen zu arbeiten, ist er ein ausgezeichnetes Werkzeug für sowohl Hobbyisten als auch Profis, die an M5StickC-basierten Projekten arbeiten.