VL53L0X：引脚配置、电路图和应用
传感器是自动化发展最重要的催化剂。随着技术的进步，今天有可用于各种应用的模拟和数字传感器。传感器的开发使许多自动化任务变得更容易。今天有传感器可以测量温度、测量光强度、测量湿度、测量声音、测量辐射、测量接近度等......为了测量物体的距离范围，有各种类型的距离传感器可用市场。有些使用激光束进行操作，而有些则使用 LED。一种使用激光束测量距离范围的传感器是VL53L0X IC。
什么是VL53L0X？
VL53L0X 是一款基于 LIDAR 的距离测量传感器，它使用飞行时间原理进行操作。这个设备非常小，可以很容易地与微控制器连接。
工作原理
VL53L0X 是一款激光测距传感器。它使用飞行时间原理来测量物体的距离。此处，激光束从设备中的垂直腔面发射激光器中释放出来。该光束击中物体的表面并反弹回来。激光束照射物体表面并反射回传感器所花费的时间称为飞行时间。测量该时间以计算物体与传感器之间的距离。为了测量光子定时和光子距离，设备中使用了SPAD阵列。这也提高了设备的准确性。 VL53L0X即使物体表面具有高反射性也能测量其距离范围。
引脚配置
ST Microelectronics 提供的 VL53L0X 距离传感器可用作 12 引脚 IC。 IC引脚说明如下-
- 引脚 -1 AVDDVCSEL 是连接到主电源的 VCSEL 的电源引脚。向该引脚提供 2.6V 至 5.5V 的电压。
- 引脚 2 是 VCSEL 接地引脚 -AVSSVCSEL。此引脚连接到主接地。
- Pin-3 是 IC-GND 的接地引脚。
- 引脚 4 也是接地引脚 GND2。
- 引脚 5 是数字输入 Xshutdown 引脚 -XSHUT。
- 引脚 6 是接地引脚 -GND3，
- Pin-7 是中断输出 pin-GPIO1。这是一个数字输出引脚。
- Pin-8 是不连接 pin-DNC。此引脚悬空
- 引脚 9 是 I2C 串行数据引脚 - SDA。这是一个数字输入/输出引脚。
- 引脚 10 是 I2C 串行时钟输入引脚 – SCL。这是一个数字输入引脚。
- 引脚 11 是电源电压引脚 - AVDD。
- 引脚 12 是接地引脚 - GND4。此引脚应连接到主接地。
框图
借助API，VL53L0X的很多高级功能都可以由Host控制。 VL53L0X 的初始化、校准、精度选择、测距模式选择、启动/停止等都可以通过API 命令进行控制。
这个API可以在任何平台上编译。 API 包含 3 种测距模式 - 单测距、连续测距和定时测距。在单测距模式下，测距是在调用 API 函数后完成的。这里测距只进行一次。
连续测距，在调用API函数后连续测距。这里要返回 SW 待机模式，用户必须停止测距。定时测距是在调用API函数后连续测距，但每次测量后，在用户定义的延迟后开始测距。
电路图
在将 VL53L0X 与微控制器连接时，使用了外部电容器和电阻器。与主电源电压引脚 AVDD 一起使用的外部电容器应尽可能靠近 AVDDVCSEL 和 AVDDVCSEL 引脚放置，以减少噪声和干扰。
对于 2.8V 的 AVDD，建议使用 1.5kΩ 至 2kΩ 的外部上拉电阻。对于 XSHUT 和 GPIO1，10kΩ 是推荐的上拉电阻值。主机具有 API，通过该 API 可以使用命令控制 VL53L0X。
VL53L0X 规格
VL53L0X 的部分规格如下 –
- 此设备的工作电压范围为 2.6V 至 3.5V
- 此设备需要 10mA 的电源电流才能运行。
- 为了与微控制器进行通信，板上提供了 I2C 通信协议。
- 此设备最多可测量 2 米的目标距离。
- 提供 2.8V 线性稳压器。
- 设备中使用了单光子雪崩二极管阵列。
- 980nm 垂直腔面发射激光器用于激光测距。
- 该设备还具有集成电平转换器。
- 此设备不受环境影响。
- 为了很好地防止玻璃光学串扰，我们提供了集成式红外滤光片。
- 工作温度范围为 -20°C 至 70°C。
- 此设备以光学 LGA12 封装形式提供。
- VL53L0X 可以使用 API 进行控制。
- 客户可以使用 API 轻松设计许多高端应用程序。
- 此 API 包含 3 种测距模式，用于控制 VL53L0X 的功能。
VL53L0X的应用
VL53L0X 是一款激光测距模块。这种传感器最初用于 iphone7 和其他 Apple 手机以获取 3D 图像时开始流行。该模块有多种应用。其中一些列在下面——
- VL53L0X 用于机器人技术中的障碍物检测和躲避。
- 在许多最新的移动智能手机中，该模块用作接近传感器。
- 用于必须在低光照条件下拍摄图像的医学图像。
- 在相机中，为了自动对焦，使用 VL53L0X。
- 为了捕捉快速移动物体的图像并提高相机的性能，现代相机中使用了 VL53L0X。
- 对于一维手势识别，使用此模块。
- 在自动水龙头、皂液器和自动水龙头中，为了检测手势，应用了 VL53L0X。
- 该模块还用于计算机和笔记本电脑中，用于用户检测。
替代IC
除了ST Microelectronics 提供的VL53L0X 传感器之外，其他一些可以替代该模块的IC 有VL6180、超声波传感器HC-SR04。
该传感器使用的激光是不可见的，对人眼无害。 VL53L0X 也被普遍称为世界上最小的距离测量传感器。有关该传感器电气特性的更多详细信息，请参见其数据表。您的智能手机是否使用 VL53L0X 进行相机镜头自动对焦？
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