ESP32 med VL53L0X realiserar IoT artificiell intelligensfordon

VL53L0X är en fullt integrerad sensor med inbäddad infraröd, ögonsäker laser, avancerade filter och ultrahög hastighet för fotondetektering. VL53L0X förbättrar ST FlightSense™-serien med längre mätavstånd och högre hastighet och noggrannhet, vilket öppnar dörren för nya tillämpningar. Även under hårda driftsförhållanden kan sensorn direkt bestämma avståndet till ett målföremål upp till 2 meter och är oberoende av målets reflektivitet.

Nyckelfunktioner för VL53L0X-chipet:

1. Fullt integrerad miniatyrmodul

940nm laser VCSEL
VCSEL-drivrutin
Avståndsmätningssensor med avancerad inbäddad mikrokontroller
4,4mm x 2,4mm x 1,0mm
Snabb och noggrann avståndsmätning
Mäter absoluta avstånd upp till 2 m
Rapporterade avstånd påverkas inte av målets reflektivitet
Fungerar i miljöer med starkt infrarött ljus
Avancerad inbäddad optisk korspratkompensation för att förenkla designen av glaskapsling.

2. Ögonsäkerhet för människor

Klass 1 laserutrustning enligt den senaste standarden IEC 60825-1:2014 (3:e upplagan)

3. Lätt att integrera

Återflödeskomponenter
Ingen extra optik krävs
Enkel strömförsörjning
I2C-gränssnitt för enhetskontroll och dataöverföring
Xshutdown och interrupt GPIOs
Driftspänning: 3,3V/5V

4. Parametrar för VL53L0X:

Produktstorlek: 4,4mm × 2,4mm × 1,0mm
Avståndsmätningsområde: 30 ~ 2000mm
Avståndsmätningsnoggrannhet: ±5% (Hög hastighetsläge), ±3% (Hög noggrannhetsläge)
Mättid (min): 20ms (hög hastighetsläge), 200ms (högprecisionsläge)
Mätningsvinkel: 25
Laser våglängd: 940nm
Driftstemperatur: -20 ~ 70°C

VL53L0X-sensorn erbjuder 3 mätlägen

Enkelmätningsläge: I detta mätläge utför en enda trigger endast en avståndsmätning, och efter att mätningen är klar återgår VL53L0X-sensorn till standby och väntar på nästa trigger.
Kontinuerligt mätläge: I detta läge utförs avståndsmätningen kontinuerligt. När en mätning är klar startas nästa omedelbart, och användaren måste stoppa avståndsmätningen för att återgå till standbyläge, den sista mätningen avslutas innan stopp.
Tidsstyrt mätläge: Detta läge är egentligen ett kontinuerligt mätläge med specificerade tidsintervaller. När en mätning är klar initieras nästa efter en användardefinierad fördröjning. Användaren måste stoppa mätningen för att återgå till standby, och den sista mätningen avslutas innan stopp.

VL53L0X-sensorn erbjuder också 4 olika noggrannhetslägen:

Precision mode	Mätningstid Budgetintervall (ms)	Mätningsavstånd (m)	Typiska applikationsscenarier
standard	30	1,2	standard
hög precision	200	1,2 (noggrannhet <± 3%)	Noggrann mätning
långt avstånd	33	2	Långt avstånd, endast för mörka utan infraröda förhållanden
hög hastighet	20	1,2 (noggrannhet < ± 5%)	Hög hastighet, precision är inte prioritet

I praktiska tillämpningar är det nödvändigt att välja lämpligt noggrannhetsläge enligt aktuella krav för att uppnå bästa mätresultat.

Gränssnittet för laseravståndsmätningsmodulen VL53L0X är som följer:

Gränssnitt	Beskrivning
VCC	Ström positiv (3,3V/5V strömingång)
GND	Ström jord
SDA	I2C datastift
SCL	I2C klockstift
SHUT	Stift, anslutningsbart till IO-port
INT	Avbrottsutgångsstift, anslutningsbart till IO-port

Så här ansluter du laseravståndsmätningsmodulen till ESP32 utvecklingskort. Här används standardstiften 21 och 22 på ESP32 för IIC-kommunikation. De specifika anslutningarna visas i tabellen nedan:

Laseravståndsmätningsmodul	ESP32-modul
VCC	+5V
GND	GND
SDA	P21
SCL	P22

Specifik arbetsprocess

Nästa steg är att öppna utvecklingsprogramvaran Arduino IDE, först måste du installera VL53L0X-biblioteket. Användningen av bibliotek kan spara mycket av det underliggande utvecklingsarbetet, du behöver inte bry dig om detaljerna i IIC-kommunikationen, du behöver inte noggrant förstå strukturen för de interna registren i VL53L0X, med hjälp av de funktioner som biblioteket tillhandahåller kan du direkt använda modulen.

Öppna bibliotekshanteringspanelen i Arduino IDE, skriv VL53L0X i sökrutan och välj sedan att installera Adafruit_VL53L0X-biblioteket, som visas nedan.

Nästa steg är att titta på ett enkelt mallprogram för enkelmätningsläget. Detta visas nedan:ESP32 med VL53L0X realiserar IoT artificiell intelligensfordon - enkelt mallprogram

Som du kan se i koden ovan krävs dessa steg för att slutföra en enkel mätning med laseravståndsmätningsmodulen:

(1) Skapa en instans av Adafruit_VL53L0X-objektet

Adafruit_VL53L0X lox = Adafruit_VL53L0X();

Anropa begin()-metoden för att slutföra initialiseringen av laseravståndsmätningsmodulen

(3) Skapa en instans av VL53L0X_RangingMeasurementData_t-strukturen som sparar mätresultaten.

(4) Anropa rangingTest()-metoden för att slutföra en mätning.

(5) RangeStatus-attributet för mätresultatobjektet anger status för mätresultatet, och värdet på RangeMilliMeter-attributet är det uppmätta avståndet (i millimeter).

För kontinuerlig mätning skiljer sig det från ovanstående enkelmätning genom att efter att ha anropat begin() för att slutföra initialiseringen av modulen måste du anropa startRangeContinuous()-metoden för att växla laseravståndsmätningsmodulen till kontinuerligt mätläge. Skillnaden i dataläsning är att använda isRangeComplete()-metoden för att avgöra om laseravståndsmodulen har slutfört en mätning, och sedan använda readRange()-metoden för att läsa mätresultaten. Mallprogrammet visas nedan:ESP32 med VL53L0X realiserar IoT artificiell intelligensfordon - kontinuerlig mätning

Laseravståndsmätningsmodulen är konfigurerad! Nästa steg är att ersätta ultraljudsavståndsmätningsmodulen med laseravståndsmätningsmodulen på vagnen för att realisera IoT AI-vagnen!

Om du arbetar med ett projekt som använder VL53L0X eller ESP32 utvecklingskort, erbjuder vår webbplats ett brett utbud av VL53L0X- och ESP32-utvecklingskortprodukter, och vi kan också producera anpassade VL53L0X- och ESP32-utvecklingskort baserat på dina krav.

OpenELAB är en allt-i-ett utvecklingsplattform för globala AIoT-elektronikentusiaster och ett open source-community för elektronikingenjörer. Förutom att erbjuda utvecklarmoduler online inkluderar våra tjänster även anpassad tillverkning av olika elektroniska delar såsom mikrobrytare och batterier, samt plast- eller metalldelar genom 3D-utskrift, formsprutning, CNC, laserskärning med mera.

Förutom VL53L0X och ESP32-utvecklingskort erbjuder OpenELAB andra tjänster för sourcing av elektroniska komponenter såsom sensorer, displayer, IoT och mer. OpenELAB har en användarvänlig webbplats som gör det enkelt att hitta de komponenter du behöver, och vi erbjuder snabb leverans till kunder över hela världen.

Dessutom erbjuder OpenELAB Design som en tjänst (DaaS) för designoptimering, Tillverkning som en tjänst (MaaS) för produktionsframställning, Supply Chain som en tjänst (SaaS) för stöd i leveranskedjan, och Kvalitet som en tjänst (QaaS) för kvalitetskontroll av AIoT-produkter som går in i massproduktion, vilket säkerställer en smidig övergång till kommersiell produktionsfas.

Viktigast av allt är att OpenELAB är dedikerat till att bygga ett globalt open source-community för AIoT-elektronikutvecklare. Genom OpenELAB:s öppna community kan utvecklare i AIoT-elektronikrevolutionen samarbeta, stärka varandra och skapa en kultur av ömsesidig respekt och samarbetsdelning, vilket genererar fler innovativa AIoT intelligenta hårdvaruprodukter för världen.

ESP32 med VL53L0X realiserar IoT artificiell intelligensfordon