VL53L3CX Portador de sensor de distancia de objetivos múltiples de tiempo de vuelo con regulador de voltaje, 500 cm máx.

VL53L3CX Portador de sensor de distancia de objetivos múltiples de tiempo de vuelo con regulador de voltaje, 500 cm máx.
Pololu
Número de artículo56618
MarcaPololu
Modelo3416
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Descripción

Este sensor es una placa portadora / de ruptura para el sensor de rango láser VL53L3CX de ST, que ofrece un rango rápido y preciso de hasta 5 m. Utiliza el tiempo de vuelo (ToF) de pulsos láser invisibles y seguros para los ojos para medir distancias absolutas a varios objetivos simultáneamente, independientemente de las condiciones de iluminación ambiental y las características del objetivo como el color, la forma y la textura (aunque estas cosas afectarán el rango máximo ). Las mediciones de distancia se pueden leer a través de una interfaz I²C digital. La placa incluye un regulador lineal de 2.8 V y cambiadores de nivel que le permiten trabajar en un rango de voltaje de entrada de 2.6 V a 5.5 V, y el espaciado de pines de 0.1 ″ hace que sea fácil de usar con placas de prueba sin soldadura estándar y placas perfiladas de 0.1 ″. Nota: No se recomienda su uso con MCU de 8 bits; para tales aplicaciones, considere la portadora VL53L1X o VL53L0X.

Nota: este producto no se recomienda para su uso con microcontroladores de 8 bits, y, por lo tanto, tampoco brindamos soporte en forma de bibliotecas Arduino como lo hacemos con nuestros otros sensores de tiempo de vuelo. El VL53L3CX no proporciona directamente mediciones de distancia. En cambio, proporciona datos de histograma que se pueden procesar con algoritmos proporcionados por ST. Este procesamiento requiere una cantidad significativa de RAM y espacio de código, lo que hace que este sensor no sea práctico para su uso con un microcontrolador típico de 8 bits. (Por ejemplo, un programa que compilamos para un microcontrolador STM32F4 que hace poco más que obtener lecturas del VL53L3CX usa 63 KB de flash y 14 KB de variables globales en RAM). Para alternativas que son más simples de usar y pueden trabajar con 8- microcontroladores de bits, considere el Portador VL53L1X o Portador VL53L0X.

Actualización de diciembre de 2020: ST especificó originalmente un rango máximo de 3 m (10 pies) para el VL53L3CX, e inicialmente lanzamos este producto con el nombre “VL53L3CX Portador de sensor de distancia de objetivos múltiples de tiempo de vuelo con regulador de voltaje, 300 cm máx.”. Sin embargo, desde entonces han lanzado una API actualizada con mejoras de software que aumentan el rango máximo a 5 m (16 pies), por lo que hemos actualizado el nombre de este producto en consecuencia. La última versión de la API debería permitir este rango ampliado tanto en los tableros existentes como en los nuevos; el hardware no ha cambiado.



Visión generalEl VL53L3CX de ST Microelectronics es un sensor de tiempo de vuelo (TOF) de largo alcance integrado en un módulo compacto. Esta placa es un soporte para el VL53L3CX, por lo que recomendamos una lectura cuidadosa del Hoja de datos de VL53L3CX (1 MB pdf) antes de utilizar este producto.

El VL53L3CX es efectivamente un pequeño sistema lidar autónomo que cuenta con un láser integrado de Clase 1 de 940 nm, que es invisible y seguro para los ojos. A diferencia de los sensores de infrarrojos convencionales que utilizan la intensidad de la luz reflejada para estimar la distancia a un objeto, el VL53L3CX utiliza la tecnología FlightSense de ST para medir con precisión cuánto tardan los pulsos emitidos de luz láser infrarroja en llegar a los objetos y reflejarse en un detector. . Este enfoque asegura mediciones de distancia absoluta independientes de las condiciones de iluminación ambiental y las características del objetivo (por ejemplo, color, forma, textura y reflectividad), aunque estas condiciones externas afectan el rango máximo del sensor.

En condiciones favorables, el sensor puede informar distancias de hasta 5 m (16 pies) con una resolución de 1 mm. La distancia mínima de alcance es de 10 mm. Las mediciones de rango están disponibles a través de la interfaz I²C (TWI) del sensor, que también se utiliza para configurar los ajustes del sensor, y el sensor proporciona dos pines adicionales: una entrada de apagado y una salida de interrupción.

El VL53L3CX es un circuito integrado excelente, pero su pequeño paquete LGA sin cables dificulta su uso por parte del estudiante o aficionado típico. También opera a un voltaje recomendado de 2.8 V, lo que puede dificultar la interconexión para los microcontroladores que operan a 3.3 V o 5 V. Nuestra placa de conexión aborda estos problemas, lo que facilita el inicio del uso del sensor, mientras mantiene el tamaño general tan pequeño. como sea posible.

La placa portadora incluye un regulador de voltaje lineal de baja caída que proporciona los 2.8 V requeridos por el VL53L3CX y permite que el sensor se alimente desde una fuente de 2.6 V a 5.5 V. La salida del regulador está disponible en el pin VDD y puede suministrar casi 150 mA a dispositivos externos. La placa de conexión también incluye un circuito que cambia el reloj I²C y las líneas de datos al mismo nivel de voltaje lógico que el VIN suministrado, lo que facilita la interfaz de la placa con sistemas de 3,3 V o 5 V, y el espaciado de pines de 0,1 ″ de la placa lo convierte en fácil de usar con estándar protoboards sin soldadura y perfboards de 0,1 ”. La placa se envía completamente equipada con sus componentes SMD, incluido el VL53L3CX, como se muestra en la imagen del producto.

Para sensores similares, consulte nuestro 400 cm Portador VL53L1X, 200 cm Portador VL53L0Xy 60 cm Portador VL6180X. Estos son reemplazos físicos directos para el operador VL53L3CX, pero tienen diferentes API, por lo que será necesario reescribir el software para el VL53L3CX para que funcione con ellos. Estos otros portadores también se pueden utilizar con microcontroladores típicos de 8 bits.

Los portadores VL53L0X, VL53L1X y VL53L3CX usan todos la misma PCB (etiquetados como irs11a), y los portadores VL53L0X y VL53L3CX tienen un aspecto muy similar. Podría considerar marcar sus tableros si tiene varios tipos de sensores.



Características y especificaciones
  • Dimensiones: 0.5 ″ × 0.7 ″ × 0.085 ″ (13 mm × 18 mm × 2 mm)
  • Peso sin clavijas de cabezal: 0,5 g (0,02 oz)
  • Voltaje de funcionamiento: 2,6 V a 5,5 V
  • Corriente de suministro: ~ 15 mA (promedio típico durante el rango activo con la configuración predeterminada)
    • La corriente máxima puede alcanzar los 40 mA
  • Alcance máximo: 5 m (16 pies)
  • Resolución: 1 mm
  • Alcance mínimo: 10 mm (0,4 pulgadas)
  • Emisor: 940 nm invisible Clase 1 VCSEL (láser emisor de superficie de cavidad vertical) - seguro para los ojos
  • Detector: matriz receptora SPAD (diodo de avalancha de fotón único)
    • Campo de visión completo típico (FoV): 25 °
  • Formato de salida (I²C): histograma
Componentes incluidosUna tira de 1 × 7 de Pines de encabezado de 0.1 ″ y una tira de 1 × 7 de Pines de cabezal en ángulo recto de 0.1 ″ están incluidos, como se muestra en la siguiente imagen. Puede soldar la tira de encabezado de su elección a la placa para usar con cables personalizados o protoboards sin soldadura, o puede soldar cables directamente a la placa para instalaciones más compactas.

VL53L3CX Portador de sensor de distancia de objetivos múltiples de tiempo de vuelo con pasadores de cabezal incluidos.

VL53L3CX Portador de sensor de distancia de objetivos múltiples de tiempo de vuelo en una placa de pruebas.

La placa tiene dos orificios de montaje espaciados 0.5 ″ que funcionan con # 2 y M2 empulgueras (no incluido).

Usando el VL53L3CXNota IMPORTANTE: Este producto puede enviarse con un revestimiento protector que cubre el sensor IC. El revestimiento debe retirarse para que la detección funcione correctamente.



ConexionesSe necesitan al menos cuatro conexiones para usar la placa VL53L3CX: VIN, GND, SCL y SDA. El pin VIN debe estar conectado a una fuente de 2.6 V a 5.5 V, y GND debe estar conectado a 0 voltios. Un regulador de voltaje lineal integrado convierte el VIN en una fuente de 2.8 V para el VL53L3CX IC. Tenga en cuenta que si su voltaje de entrada es inferior a 3,5 V, puede conectarlo directamente a VDD en lugar de desviar el regulador; en esta configuración, el VIN debe permanecer desconectado.

Los pines I²C, SCL y SDA, están conectados a cambiadores de nivel incorporados que los hacen seguros de usar a voltajes superiores a 2.8 V; deben estar conectados a un bus I²C que funcione al mismo nivel lógico que el VIN.

El pin XSHUT es una entrada y el pin GPIO1 es una salida de drenaje abierto; Ambos pines se elevan a 2.8 V por la placa. No están conectados a los cambiadores de nivel en la placa y no son tolerantes a 5V, pero se pueden usar tal cual con muchos microcontroladores de 3.3 V y 5 V: el microcontrolador puede leer la salida GPIO1 siempre que su umbral lógico alto esté por debajo 2.8 V, y el microcontrolador puede alternar su propia salida entre los estados de baja y alta impedancia para controlar el pin XSHUT. Alternativamente, nuestro Desplazador de nivel lógico bidireccional de 4 canales se puede utilizar externamente con esos pines.



Pinout
ALFILERDescripción
VDD2.8 V regulado salida. Casi 150 mA están disponibles para alimentar componentes externos. (Si desea omitir el regulador interno, puede usar este pin como entrada para voltajes entre 2.6 V y 3.5 V con VIN desconectado).
VINOEsta es la conexión principal de la fuente de alimentación de 2,6 V a 5,5 V. Los cambiadores de nivel SCL y SDA elevan las líneas I²C a este nivel.
GNDLa conexión a tierra (0 V) para su fuente de alimentación. Su fuente de control I²C también debe compartir un terreno común con esta placa.
SDALínea de datos I²C con cambio de nivel: HIGH es VIN, LOW es 0 V
SCLLínea de reloj I²C con cambio de nivel: HIGH es VIN, LOW es 0 V
XSHUTEste pin es una entrada de apagado activo bajo; la placa lo lleva a VDD para habilitar el sensor de forma predeterminada. Al colocar este pin bajo, el sensor se pone en espera de hardware. Esta entrada no se cambia de nivel.
GPIO1Salida de interrupción programable (nivel lógico VDD). Esta salida no se cambia de nivel.
Diagrama esquemático


El esquema anterior muestra los componentes adicionales que incorpora la placa portadora para facilitar el uso del VL53L3CX, incluido el regulador de voltaje que permite que la placa se alimente con una fuente de alimentación de 2,6 V a 5,5 V y el circuito de cambio de nivel que permite la comunicación I²C en el mismo nivel de voltaje lógico que VIN. Este esquema también está disponible como PDF descargable (108k pdf).

Comunicación I²CEl VL53L3CX se puede configurar y sus lecturas de distancia se pueden consultar a través del bus I²C. Los cambiadores de nivel en el reloj I²C (SCL) y las líneas de datos (SDA) permiten la comunicación I²C con microcontroladores que operan al mismo voltaje que VIN (2.6 V a 5.5 V). Puede encontrar una explicación detallada de la interfaz I²C en el VL53L3CX en su hoja de datos, y puede encontrar información más detallada sobre I²C en general en Especificación de bus I²C de NXP (1 MB de pdf).

La dirección esclava de 7 bits del sensor tiene como valor predeterminado 0101001b en el encendido. Se puede cambiar a otro valor escribiendo uno de los registros de configuración del dispositivo, pero la nueva dirección solo se aplica hasta que el sensor se reinicia o se apaga. ST proporciona una nota de aplicación (196k pdf) que describe cómo usar múltiples sensores VL53L0X en el mismo bus I²C sacando individualmente cada sensor del restablecimiento y asignándole una dirección única, y el enfoque se puede adaptar fácilmente para aplicarlo al VL53L3CX.

La interfaz I²C del VL53L3CX cumple con el estándar de modo rápido I²C (400 kHz).

Configuración y control de sensoresA diferencia de la información disponible para muchos otros dispositivos, ST no ha publicado un mapa de registro ni descripciones u otra documentación sobre la configuración y el control del VL53L3CX. En cambio, la comunicación con el sensor está destinada a realizarse a través de ST API VL53L3CX (STSW-IMG015), un conjunto de funciones C que se encargan de la interfaz de bajo nivel. Para usar el VL53L3CX, puede personalizar la API para que se ejecute en una plataforma de host de su elección utilizando la información en la documentación de la API. Alternativamente, es posible utilizar el código fuente de la API como guía para su propia implementación.
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