Guida del modulo di portata laser VL53L0X con Raspberry Pi
16 May 2024
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Il principio di misurazione di un sensore di portata laser
Il principio di funzionamento di un sensore di misurazione laser è che il sensore emette raggi laser e quindi misura la distanza ricevendo i raggi laser di ritorno. Esistono due metodi di misurazione del raggio laser: metodo a impulsi e metodo a fase.
Il metodo degli impulsi è simile ai sensori a ultrasuoni, utilizza il tempo tra l'emissione e il ritorno del laser per calcolare la distanza tra l'emettitore laser e l'oggetto. Il metodo di fase utilizza la differenza di fase tra il laser emesso e il laser rinviato direttamente allo strumento per calcolare la distanza tra l'emettitore laser e l'oggetto.
A differenza dei sensori di rilevamento tradizionali, il VL53L0X adotta la tecnologia ToF della ST, che consente la misurazione della distanza indipendentemente dal colore e dalla riflettività del target. Può raggiungere una portata precisa fino a 2 metri, comunica tramite l'interfaccia I2C, ha un basso consumo energetico e capacità anti-interferenza più potenti.
Componenti necessari per implementare questo progetto
- Raspberry Pi 4b
- Modulo di misurazione laser VL53L0X
- LED a foro passante
- Scheda di espansione OPENELAB
- Cavi jumper maschio a maschio
- Resistore da 220Ω
Schema Elettrico
Il modulo di rilevamento laser utilizza la comunicazione I2C. Collega i pin SDA e SCL del modulo rispettivamente ai pin SDA e SCL del Raspberry Pi. Collega VCC e GND rispettivamente ai 5 V e GND del Raspberry Pi. Il Raspberry Pi deve abilitare il servizio I2C.
Procedura Operativa Passo-Passo
1. Dopo aver abilitato I2C sul Raspberry Pi, digitare "lsmod" nel terminale per verificare se I2C è stato attivato con successo.
2.Scarica i2c-tools, un software utilizzato per monitorare l'utilizzo e diagnosticare i problemi dei dispositivi hardware, e inserisci il seguente comando nel terminale:sudo apt- ottieniinstalla i2c-tools
3.Inserisci tramite il terminale:i2cdetect -y -a 1
4.Verificare se vengono rilevati gli indirizzi del modulo 0x52 o 0x29.
Programma
1. Trasferisci il file VL53L0X.zip nel Raspberry Pi Il collegamento al file compresso: VL53L0X.zip
2. Accedi alla directory VL53L0X digitando il seguente comando:cd VL53L0X
3. Quindi inserisci il comando:make
4. Compila i file, quindi utilizza il seguente comando per accedere alla cartella Python: cd python
5. Inserisci il seguente comando per eseguire il programma di esempio:python VL53L0X_example.py
Fenomeni Sperimentali
La demo di misurazione della distanza laser sviluppata dal team OpenELAB collega il cavo positivo del LED al pin GPIO4 e configura GPIO4 come uscita PWM. Quando il programma viene eseguito, emette diverse onde PWM per pilotare il LED in base alla distanza misurata, con il terminale che visualizza la distanza rilevata in millimetri e centimetri. Questo progetto è ampiamente utilizzato in settori quali l'edilizia e l'ingegneria, la silvicoltura e la gestione forestale, la produzione e la manutenzione industriale, le risorse marine e idriche, il settore militare e della difesa, il rilevamento e la geologia. Viene utilizzato per misurare con precisione la distanza e le dimensioni dei bersagli, assistere il personale militare nel posizionamento e nel tracciamento dei bersagli, misurare l'elevazione e la distanza del terreno e delle caratteristiche geologiche e aiutare geologi e cartografi nella ricerca geologica e nella creazione di mappe.
Il diagramma mostra il processo di implementazione del pilotaggio del LED con diverse onde PWM.
Il diagramma mostra l'uscita del terminale che visualizza la distanza rilevata in millimetri e centimetri.
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