Conducción del módulo de alcance láser VL53L0X con Raspberry Pi
16 May 2024
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El principio de medición de un sensor de alcance láser
El principio de funcionamiento de un sensor de alcance láser es que el sensor emite rayos láser y luego mide la distancia recibiendo los rayos láser devueltos. Hay dos métodos de alcance láser: método de pulso y método de fase.
El método del pulso es similar a los sensores ultrasónicos, utilizando el tiempo entre la emisión y el retorno del láser para calcular la distancia entre el emisor del láser y el objeto. El método de fase utiliza la diferencia de fase entre el láser emitido y el láser que regresa directamente al instrumento para calcular la distancia entre el emisor láser y el objeto.
A diferencia de los sensores de alcance tradicionales, el VL53L0X adopta la tecnología ToF de ST, que permite medir la distancia independientemente del color y la reflectividad del objetivo. Puede alcanzar un alcance preciso de hasta 2 metros, se comunica a través de la interfaz I2C, tiene un bajo consumo de energía y capacidades antiinterferentes más fuertes.
Componentes necesarios para implementar este proyecto
- Raspberry Pi 4b
- Módulo de Medición por Láser VL53L0X
- LED de orificio pasante
- Placa de expansión OPENELAB
- Cables de puente macho a macho
- Resistor de 220Ω
Diagrama de cableado
El módulo de alcance láser utiliza comunicación I2C. Conecte los pines SDA y SCL del módulo a los pines SDA y SCL de Raspberry Pi, respectivamente. Conecte VCC y GND a los 5V y GND de Raspberry Pi, respectivamente. La Raspberry Pi necesita habilitar el servicio I2C.
Procedimiento Operativo Paso a Paso
1. Después de habilitar I2C en Raspberry Pi, escriba "lsmod" en la terminal para verificar si I2C se ha activado correctamente.
2.Descargue i2c-tools, un software utilizado para monitorear el uso y diagnosticar problemas de dispositivos de hardware, e ingrese el siguiente comando en la terminal:sudo apt- obtenerinstalar i2c-tools
3.Ingresa por la terminal:i2cdetect -y -a 1
4.Compruebe si se detectan las direcciones del módulo 0x52 o 0x29.
Programa
1. Transfiera el archivo VL53L0X.zip a la Raspberry Pi El enlace al archivo comprimido: VL53L0X.zip
2. Ingrese al directorio VL53L0X escribiendo el siguiente comando:cd VL53L0X
3. Luego ingrese el comando:hacer
4. Compile los archivos y luego use el siguiente comando para ingresar a la carpeta Python:cd python
5. Ingrese el siguiente comando para ejecutar el programa de ejemplo:python VL53L0X_example.py
Fenómenos Experimentales
La demostración de medición de distancia láser desarrollada por el equipo de OpenELAB conecta el cable positivo del LED al pin GPIO4 y configura GPIO4 como salida PWM. Cuando se ejecuta el programa, genera diferentes ondas PWM para controlar el LED según la distancia medida, y el terminal muestra la distancia detectada en milímetros y centímetros. Este proyecto se utiliza ampliamente en campos como la construcción y la ingeniería, la silvicultura y la gestión forestal, la fabricación y el mantenimiento industrial, los recursos marinos y hídricos, el ejército y la defensa, la topografía y la geología. Se utiliza para medir con precisión la distancia y el tamaño de objetivos, ayudar al personal militar en el posicionamiento y seguimiento de objetivos, medir la elevación y distancia del terreno y las características geológicas, y ayudar a geólogos y cartógrafos en la investigación geológica y la elaboración de mapas.
El diagrama muestra el proceso de implementación de controlar el LED con diferentes ondas PWM.
El diagrama muestra la salida del terminal que muestra la distancia detectada en milímetros y centímetros.
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