VL53L0X: Configuration des broches, schéma de circuit et applications

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Les capteurs sont le catalyseur le plus important de l'évolution de l'automatisation. Avec l'augmentation de la technologie, il existe aujourd'hui des capteurs analogiques et numériques disponibles pour diverses applications. Le développement de capteurs a de nombreuses tâches d'automatisation plus faciles. Aujourd'hui, il existe des capteurs pour mesurer Température , pour mesurer l'intensité lumineuse, pour mesurer l'humidité, pour mesurer le son, pour mesurer le rayonnement, pour mesurer la proximité, etc. Pour mesurer la plage de distance d'un objet, il existe différents types de capteurs de distance disponibles sur le marché. Certains utilisent des faisceaux laser pour le fonctionnement, tandis que d'autres utilisent des LED. Un tel capteur qui utilise le faisceau laser pour mesurer la plage de distance est le VL53L0X IC.

Qu'est-ce que VL53L0X?

Le VL53L0X est un capteur de mesure de distance basé sur LIDAR qui utilise le principe du temps de vol pour fonctionner. Cet appareil est très petit et peut être facilement interfacé avec microcontrôleurs .




Principe de fonctionnement

Le VL53L0X est un capteur de télémétrie laser. Il utilise le principe du temps de vol pour mesurer la distance des objets. Ici, un faisceau laser est libéré du Laser à émission de surface à cavité verticale présent dans l'appareil. Ce faisceau frappe la surface de l'objet et rebondit. Le temps mis par le faisceau laser pour frapper la surface de l'objet et se refléter vers le capteur est connu sous le nom de temps de vol. Ce temps est mesuré pour calculer la distance entre l'objet et le capteur. Pour mesurer la synchronisation des photons et la distance des photons, un réseau SPAD est utilisé dans l'appareil. Cela augmente également la précision de l'appareil. Le VL53L0X peut mesurer la plage de distance de l'objet même si sa surface est hautement réfléchissante.

Configuration des broches

Schéma des broches du VL53L0X

Schéma des broches du VL53L0X



Le capteur de distance VL53L0X est fourni par ST Microelectronics est disponible sous forme de circuit intégré à 12 broches. La description des broches du CI est comme donnée ci-dessous -

  • La broche -1 AVDDVCSEL est la broche d'alimentation de VCSEL qui est connectée à l'alimentation principale. Une tension de 2,6V à 5,5V est fournie à cette broche.
  • La broche 2 est la broche de masse VCSEL -AVSSVCSEL. Cette broche est connectée à la masse principale.
  • La broche 3 est la broche de terre de IC-GND.
  • La broche 4 est également la broche de masse GND2.
  • La broche 5 est la broche Xshutdown d'entrée numérique -XSHUT.
  • La broche 6 est la broche de masse -GND3,
  • La broche 7 est la broche de sortie d'interruption GPIO1. Il s'agit d'une broche de sortie numérique.
  • La broche 8 est la broche DNC ne pas connecter. Cette épingle est laissée flottante
  • La broche 9 est la broche de données série I2C - SDA. Il s'agit d'une broche d'entrée / sortie numérique.
  • La broche 10 est la broche d'entrée d'horloge série I2C - SCL. Il s'agit d'une broche d'entrée numérique.
  • La broche 11 est la broche de tension d'alimentation - AVDD.
  • La broche 12 est la broche de masse GND4. Cette broche doit être connectée à la masse principale.

Diagramme

Avec l'aide de l'API, de nombreuses fonctions de haut niveau de VL53L0X peuvent être contrôlées par l'hôte. Initialisation, Calibrage, Choix de la précision, Choix du mode de télémétrie, marche / arrêt, etc… du VL53L0X peuvent être contrôlés par les commandes API.

Cette API peut être compilée sur n'importe quelle plateforme. L'API contient 3 modes de télémétrie: télémétrie simple, télémétrie continue et télémétrie minutée. En mode de télémétrie unique, la télémétrie est effectuée après l'appel de la fonction API. Ici, la sélection n'est effectuée qu'une seule fois.


Dans la gamme continue, la télémétrie est effectuée en continu après l'appel de la fonction API. Ici, pour revenir en mode veille SW, l'utilisateur doit arrêter la télémétrie. En télémétrie temporisée, la télémétrie est effectuée en continu après l'appel de la fonction API mais après chaque mesure, l'autre démarre après un délai défini par l'utilisateur.

Schéma

Schéma-de-circuit-de-VL53L0X

Schéma-de-circuit-de-VL53L0X

Lors de l'interfaçage du VL53L0X avec des microcontrôleurs, des condensateurs externes et des résistances sont utilisés. Les condensateurs externes utilisés avec la broche de tension d'alimentation principale AVDD doivent être placés aussi près que possible des broches AVDDVCSEL et AVDDVCSEL pour réduire le bruit et les interférences.

Des résistances de tirage externes de 1,5 kΩ à 2 kΩ sont recommandées pour l'AVDD de 2,8 V. Pour XSHUT et GPIO1, 10 kΩ est la valeur de résistance pull-up recommandée. Un hôte a une API via laquelle VL53L0X est contrôlé à l'aide de commandes.

    Spécifications du VL53L0X

    Certaines des spécifications du VL53L0X sont énumérées ci-dessous -

    • La plage de tension de fonctionnement de cet appareil est de 2,6 V à 3,5 V
    • Cet appareil a besoin d'un courant d'alimentation de 10 mA pour fonctionner.
    • Pour communiquer avec le microcontrôleur, le protocole de communication I2C est fourni à bord.
    • Cet appareil peut mesurer la distance cible jusqu'à 2 mètres.
    • Un régulateur de tension linéaire de 2,8 V est fourni.
    • Un réseau de diodes d'avalanche à photon unique est utilisé dans l'appareil.
    • Un laser à émission de surface à cavité verticale de 980 nm est utilisé pour la télémétrie laser.
    • Cet appareil dispose également d'un sélecteur de niveau intégré.
    • Cet appareil est immunisé contre l'ambiance.
    • Pour une bonne prévention de la diaphonie optique du verre, des filtres IR intégrés sont fournis.
    • La plage de température de fonctionnement est de -20 ° C à 70 ° C.
    • Cet appareil est disponible en tant que boîtier LGA12 optique.
    • VL53L0X peut être contrôlé à l'aide d'une API.
    • En utilisant l'API, de nombreuses applications haut de gamme peuvent être conçues facilement par le client.
    • Cette API contient 3 modes de télémétrie pour contrôler le fonctionnement du VL53L0X.

    Applications de VL53L0X

    VL53L0X est un module de télémétrie laser. Ce capteur est devenu populaire lors de sa première utilisation dans l'iphone7 et d'autres téléphones Apple pour les images 3D. Il existe différentes applications de ce module. Certains d'entre eux sont énumérés ci-dessous -

    • Le VL53L0X est utilisé en robotique pour la détection et l'évitement d'obstacles.
    • Dans la plupart des derniers smartphones mobiles, ce module est utilisé comme capteur de proximité.
    • Utilisé pour l'imagerie médicale où les images doivent être prises dans des conditions de faible luminosité.
    • Dans les appareils photo, pour l'autofocus, VL53L0X est utilisé.
    • Pour capturer l'image d'objets en mouvement rapide et augmenter les performances de la caméra, le VL53L0X est utilisé dans les caméras modernes.
    • Pour la reconnaissance gestuelle unidimensionnelle, ce module est utilisé.
    • Dans les robinets automatiques, les distributeurs de savon et les robinets automatiques, pour détecter les gestes de la main, VL53L0X est appliqué.
    • Ce module est également utilisé dans les ordinateurs et les ordinateurs portables pour la détection des utilisateurs.

    IC alternatif

    Outre le capteur VL53L0X fourni par ST Microelectronics, certains des autres circuits intégrés pouvant être utilisés comme alternative à ce module sont le VL6180, le capteur à ultrasons HC-SR04.

    Le laser utilisé dans ce capteur est invisible et n'est pas nocif pour l'œil humain. Le VL53L0X est également connu sous le nom de plus petit capteur de mesure de distance au monde. Vous trouverez plus de détails sur les caractéristiques électriques de ce capteur dans son Fiche de données . Votre smartphone utilise-t-il le VL53L0X pour la mise au point automatique de l'objectif de l'appareil photo?