WisBlock Sensor RAK12014 Датчик расстояния лазерный VL53L0X ToF STM

Технические характеристики

• Модель: RAK12014_VB WisBlock ToF Sensor Module (SKU: 100053)
• Напряжение питания: 2.6 ~ 3.5 В DC, (номин. 3.3В DC)
• Потребление тока: 3 мкА ~ 19 мА
• Чип: STM VL530LX, со встроенным микроконтроллером
• Тип датчика: оптический вертикально-излучающий лазер (VCSEL)
• Длина волны лазера: 940 нм
• Угол зрения: 25°
• Время измерения: 20 мс мин., 200 мс макс.
• Диапазон измерения: до 1.5 м
• Защита: интегрированный ИК-фильтр, высокая устойчивость к окружающему освещению
• Безопасность: Класс 1 лазерных устройств IEC60825-1:2014, 3-я редакция
• Интерфейсы: GPIO, последовательный I2C 400кГц
• Аппаратный адрес: (7бит) 0x52h
• Температура эксплуатации: -20°С ~ +70°С
• Размер: 10 х 10 мм

Датчик измерения расстояния RAK12014 ToF (альтернативное название - сенсор времени полёта, от англ. Time of Flight) входит в серию продуктов модульного конструирования цифровой программируемой платформы WisBlock, ориентированной на создание быстрособираемых систем сверхкомпактного электронного оборудования с низким энергопотреблением, обладающих возможностью последующей модернизации с применением метода произвольного реконфигурирования аппаратной или программной части. Платформа WisBlock уверенно демонстрирует себя надёжной и одновременно низкозатратной опорой для лёгкого, быстрого, и качественного решения множества задач в области развития и интеграции современных IoT-технологий. Поддерживаемая разработчиками и мировым сообществом, платформа имеет внушительный спектр функциональности, и прекрасно подходит для воспроизводства различных устройств от единичного количества до серийных масштабов. Полностью открытая для изучения, платформа WisBlock предоставляет возможности проектирования и встраивания индивидуальных модулей. Среди прочих выгодных достоинств, платформа WisBlock располагает управляемой системой питания, определяющей наиболее эффективное расходование энергоресурсов автономных приложений.

Модуль RAK12014 построен на базе чипа нового поколения STMicroelectronics VL53L0X. Он может с высокой точностью измерять дистанцию до любых объектов, удалённых от сенсора на расстоянии до 1.5 метров. Основываясь на времени прохождения сигнала от сенсора до объекта и обратно, включая выполнение расчётов согласно необходимых коррекций и поправок (например, когда сенсор установлен за стеклом), совместно с использованием алгоритмов программного обеспечения приложения и вычислительных ресурсов хост-системы, предоставляет данные с результатами измерений в метрической системе счисления. Модуль RAK12014 WisBlock ToF Sensor Module поддерживает несколько рабочих режимов, в каждом со своими характеристиками времени и погрешности, и способен аппаратно уведомлять ведущее устройство о готовности новой проделанной операции. Этот датчик превосходно подходит для проектирования легко интегрируемых инструментов измерения расстояния в зоне ближних дистанций. Благодаря наличию энергосберегающего режима ожидания, идеален для электронных схем с низким энергопотреблением. Лазерный дальномер VL53L0X RAK12014 WisSensor полностью безопасен для человека и его зрения, может быть задействован в процессах автоматизации производства, в конструировании управляемых автомобилей-роботов, и в других схожих направлениях.

Функциональное определение выводов 24-контактного разъёма ToF-сенсора RAK12014

В многоканальном 24-контактном разъёме на плате датчика WisBlock RAK12014 задействованы выводы питания 3V3_S и GND, а также линии последовательного интерфейса I2C (I2C1_SDA - данные, I2C_SCL - сигнал синхронизации данных). Встроенный в STM VL530LX микроконтроллер имеет низкоуровневый вывод управления SHUT для перехода в энергосберегающий режим ожидания, и вывод INT генерации логического уведомления для хост-системы о готовности данных нового измерения. Наименование портов GPIO на изображении соответствует слоту WisBlock Sensor A Slot. Остальные выводы не имеют внутренних соединений.

7-битный адрес обращения к датчику RAK12014 ToF VL53L0X по синхронной цифровой шине I2C — 0х52h.

Образец монтажа

Модуль RAK12014 WisBlock ToF Sensor разработан для установки в 24-контактный слот WisBlock Sensor, через который лазерный дальномер VL53L0X STM получает напряжение питания. Разъём WisBlock Sensor имеется на всех базовых платах в разном количестве от 2 до 6, и поддерживает прямой и реверсивный виды присоединение. Дополнительно для работы с датчиком потребуется процессорный блок с интегрированным программируемым контроллером WisBlock Core.

На изображении показан способ крепления RAK12014 к свободному слоту на верхней стороне RAK5005-O. Датчик может быть установлен в любой из четырех имеющихся слотов (A, B, C или D).

На лицевой стороне RAK12014 и прочих модулей WisBlock присутствует шелкографическая метка, указывающая на область приложения механического усилия для безопасного извлечения модуля из разъёма. Эта метка находится рядом с коннектором.

Электрическая принципиальная схема модуля RAK12014

Физические размеры, мм

Программное обеспечение

1. Примеры программирования лазерного дальномера VL53L0X
2. Совместимая с Arduino IDE библиотека VL53L0X

Техническая документация

1. Спецификация датчика измерения дистанции / сенсора времени полёта STM VL53L0X (англ., PDF, datasheet)
2. Характеристики коннекторов FBB (.PNG)

Полезные ссылки

1. Репозиторий исходного кода WisBlock на сайте GitHub
2. Краткое руководство пользователя системы WisBlock
3. Руководство по дизайну индивидуальных сенсорных модулей