Sterowanie modułem laserowego pomiaru odległości VL53L0X za pomocą Ras

Zasada pomiaru czujnika dalmierza laserowego

Zasada działania czujnika dalmierza laserowego polega na tym, że czujnik emituje wiązki laserowe, a następnie mierzy odległość, odbierając powracające wiązki laserowe. Istnieją dwie metody pomiaru laserowego: metoda impulsowa i metoda fazowa.

Metoda impulsowa jest podobna do czujników ultradźwiękowych, wykorzystując czas pomiędzy emisją a powrotem lasera do obliczenia odległości między emiterem lasera a obiektem. Metoda fazowa wykorzystuje różnicę faz między emitowanym laserem a laserem bezpośrednio powracającym do instrumentu do obliczenia odległości między emiterem lasera a obiektem.

W przeciwieństwie do tradycyjnych czujników pomiaru odległości, VL53L0X wykorzystuje technologię ToF firmy ST, która umożliwia pomiar odległości niezależnie od koloru i refleksyjności celu. Może osiągnąć precyzyjny pomiar do 2 metrów, komunikuje się za pomocą interfejsu I2C, ma niskie zużycie energii oraz silniejsze zdolności przeciwzakłóceniowe.

Komponenty potrzebne do realizacji tego projektu

Raspberry Pi 4b
Moduł laserowego pomiaru odległości VL53L0X
Dioda LED przewleczona
Płytka rozszerzeń OPENELAB
Przewody połączeniowe męskie do męskich
Rezystor 220Ω

Schemat okablowania

Moduł dalmierza laserowego używa komunikacji I2C. Podłącz piny SDA i SCL modułu odpowiednio do pinów SDA i SCL Raspberry Pi. Podłącz VCC i GND odpowiednio do 5V i GND Raspberry Pi. Raspberry Pi musi włączyć usługę I2C.

Procedura operacyjna krok po kroku

1. Po włączeniu I2C na Raspberry Pi, wpisz w terminalu "lsmod", aby sprawdzić, czy I2C zostało pomyślnie aktywowane.

2. Pobierz i2c-tools, oprogramowanie używane do monitorowania użycia i diagnozowania problemów z urządzeniami sprzętowymi, i wpisz następujące polecenie w terminalu: sudo apt-get install i2c-tools

3. Wejdź przez terminal: i2cdetect -y -a 1

4. Sprawdź, czy wykryto adresy modułu 0x52 lub 0x29.

Program

1. Przenieś plik VL53L0X.zip na Raspberry Pi Link do pliku skompresowanego: VL53L0X.zip

2. Przejdź do katalogu VL53L0X, wpisując następujące polecenie: cd VL53L0X

3. Następnie wpisz polecenie:make

4. Skompiluj pliki, a następnie użyj następującego polecenia, aby wejść do folderu Python: cd python

5. Wprowadź następujące polecenie, aby uruchomić przykładowy program: python VL53L0X_example.py

Zjawiska eksperymentalne

Demo pomiaru odległości laserowej opracowane przez zespół OpenELAB łączy dodatni przewód LED z pinem GPIO4 i konfiguruje GPIO4 jako wyjście PWM. Gdy program działa, generuje różne fale PWM do sterowania diodą LED w zależności od zmierzonej odległości, a terminal wyświetla wykrytą odległość w milimetrach i centymetrach. Projekt ten jest szeroko stosowany w takich dziedzinach jak budownictwo i inżynieria, leśnictwo i zarządzanie lasami, produkcja i utrzymanie przemysłowe, zasoby morskie i wodne, wojsko i obrona, geodezja i geologia. Służy do dokładnego pomiaru odległości i rozmiaru celów, wspomagania personelu wojskowego w pozycjonowaniu i śledzeniu celów, pomiaru wysokości i odległości terenu oraz cech geologicznych, a także pomaga geologom i kartografom w badaniach geologicznych i tworzeniu map.

Diagram pokazuje proces implementacji sterowania diodą LED za pomocą różnych fal PWM.

Diagram pokazuje wyjście terminala wyświetlające wykrytą odległość w milimetrach i centymetrach.

Jeśli pracujesz nad projektem wykorzystującym moduł pomiaru odległości laserowej VL53L0X, nasza strona internetowa oferuje szeroki wybór produktów do pomiaru odległości laserowej, a także możemy wyprodukować spersonalizowane produkty do pomiaru odległości laserowej na podstawie Twoich wymagań.

OpenELAB to kompleksowa platforma rozwojowa dla globalnych entuzjastów elektroniki AIoT oraz społeczność open-source dla inżynierów elektroniki. Oprócz udostępniania modułów dla deweloperów online, nasze usługi obejmują również spersonalizowaną produkcję różnych części elektronicznych, takich jak mikroprzełączniki i baterie, a także części plastikowe lub metalowe poprzez druk 3D, formowanie wtryskowe, CNC, cięcie laserowe, itd.

Oprócz produktów do pomiaru odległości laserowej, OpenELAB oferuje również inne usługi zaopatrzenia w komponenty elektroniczne, takie jak czujniki, wyświetlacze, IoT oraz więcej.

OpenELAB ma przyjazną dla użytkownika stronę internetową, która ułatwia znalezienie potrzebnych komponentów, a my oferujemy szybką wysyłkę do klientów na całym świecie.

Co więcej, OpenELAB oferuje Projektowanie jako usługa (DaaS) dla optymalizacji projektów, Produkcję jako usługę (MaaS) dla produkcji, Łańcuch dostaw jako usługa (SaaS) dla wsparcia łańcucha dostaw oraz Jakość jako usługa (QaaS) dla kontroli jakości produktów AIoT przechodzących do produkcji masowej, zapewniając płynne przejście do fazy produkcji komercyjnej.

Co najważniejsze, OpenELAB jest zaangażowany w budowanie globalnej społeczności open-source dla deweloperów elektroniki AIoT. Poprzez otwartą społeczność OpenELAB, deweloperzy rewolucji AIoT mogą współpracować, wzajemnie się wspierać oraz tworzyć kulturę wzajemnego szacunku i współdzielenia, generując więcej innowacyjnych inteligentnych produktów sprzętu AIoT dla świata.