VL53L0X: उच्च परिशुद्धता लेजर दूरी सेंसर

आपकी कुछ परियोजनाओं में आपको दूरियों को मापने की आवश्यकता होगी। ठीक है, आपको पता होना चाहिए कि VL53L0X एक उपकरण है जो उन्हें उच्च परिशुद्धता के साथ मापने की अनुमति देता है। इसके अलावा, इसका छोटा आकार और कम कीमत इसे आपके DIY प्रोजेक्ट्स के लिए आदर्श बनाती है, खासकर Arduino के साथ एकीकृत करने के लिए।

कई उपकरण हैं जो दूरी को माप सकते हैं, उनमें से कुछ अल्ट्रासाउंड पर आधारित दूरी मीटर हैं जो एक ध्वनि का उत्सर्जन करते हैं और जब वस्तु के साथ उछलते हैं तो यह पर्याप्त सटीकता के साथ जानने की अनुमति देता है कि दूरी कितनी है। लेकिन अगर आप उच्चतम परिशुद्धता चाहते हैं, तो इसके लिए आपको एक की जरूरत है ऑप्टिकल दूरी मीटर। इस प्रकार के मापने वाले उपकरण लेजर पर आधारित है, जैसा कि VL53L0X के साथ होता है।

TOF क्या है?

उड़ान का समय या टीओएफ (टाइम-ऑफ-फ्लाइट) कैमरा यह एक तकनीक है जिसका उपयोग दूरियों को मापने के लिए किया जाता है। यह प्रकाशिकी पर आधारित होता है, जो प्रकाश किरण के उत्सर्जन और उसके स्वागत के बीच बीता हुआ समय मापता है। वे सीसीडी, सीएमओएस सेंसर, और दालों अवरक्त, लेजर, आदि हो सकते हैं। सिस्टम को समय माप शुरू करने के लिए सिंक्रनाइज़ किया जाएगा जब नाड़ी चालू हो और सेंसर से उछाल प्राप्त होने पर काउंटर को रोक दें।

उस रास्ते में दूरी की सही गणना की जा सकती है। यह केवल एक अतिरिक्त लॉजिक सर्किटरी को चिप में एकीकृत करता है जिससे किरण प्राप्त होने तक की गई गणना की जाती है और इस प्रकार यह निर्धारित किया जाता है कि दूरी क्या है। सिद्धांत बहुत सीधा है।

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इस प्रकार के उपकरण का उपयोग किया जाता है रोबोटिक्स रोबोट या ड्रोन को बाधाओं से बचने के लिए अनुमति देने के लिए, यह जानने के लिए कि वे एक लक्ष्य से कितनी दूर हैं, विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए इस्तेमाल किए गए कार सेंसर के लिए, इलेक्ट्रॉनिक मीटर को लागू करने के लिए, जैसे कि एक actuator ताकि Arduino जब कुछ करता है। यह किसी वस्तु आदि की निश्चित निकटता का पता लगाता है।

VL53L0X और डेटाशीट क्या है

El VL53L0X इस सिद्धांत का उपयोग लेजर अवरक्त द्वारा दूरी को मापने के लिए करता है। पिछली पीढ़ी। Arduino की तरह एक प्रोसेसर के साथ मिलकर, यह मापने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण हो सकता है। विशेष रूप से, चिप 50 मिमी और 2000 मिमी, यानी 5 सेंटीमीटर और 2 मीटर के बीच की दूरी को पकड़ सकता है।

नज़दीकी दूरियों को मापने के लिए, आपको शायद वीएल 6180 एक्स नामक इस चिप के एक संस्करण की आवश्यकता है जो आपको 5 और 200 मिमी के बीच की सीमा को मापने की अनुमति देती है, यानी आधा सेंटीमीटर और 20 सेंटीमीटर के बीच। यदि आप एक समान डिवाइस ढूंढना चाहते हैं, लेकिन किसी तकनीकी कारण से अल्ट्रासाउंड पर आधारित है, तो आपको HC-SR04 को देखना चाहिए, जो निर्माताओं के साथ लोकप्रिय एक और सस्ता मॉड्यूल है।

El VL53L0X चिप को डिजाइन किया गया है परिवेश प्रकाश काफी अधिक है, तब भी काम करते हैं। ध्यान रखें कि जब वैकल्पिक रूप से काम करते हैं, तो पर्यावरण का प्रकाश "प्रदूषण" जितना अधिक होता है, उतना ही मुश्किल यह संकेत की उछाल को पर्याप्त रूप से पकड़ना होगा। लेकिन इस मामले में यह बहुत अधिक समस्या पेश नहीं करता है। इसके अलावा, क्षतिपूर्ति प्रणाली जो इसे एकीकृत करती है, भले ही आप इसे सुरक्षात्मक ग्लास के पीछे उपयोग करने की अनुमति देते हैं।

यह एक बनाते हैं सबसे अच्छी दूरी के सेंसर की कि आप बाजार में मिल जाएगा। अल्ट्रासाउंड या अवरक्त (आईआर) के आधार पर सेंसर की तुलना में बहुत अधिक सटीकता के साथ। इतना सटीक होने का कारण यह है कि लेजर गूँज या अन्य मामलों की तरह वस्तुओं से परावर्तन से प्रभावित नहीं होगा।

वर्तमान में आप इसे € 16 के लिए कुछ अतिरिक्त के साथ खच्चरों में एकीकृत कर सकते हैं या अन्य मामलों में € 1 या € 3 से अधिक सरल प्लेटों में। आप पहले से ही जानते हैं कि यह आपको ईबे, अलीएक्सप्रेस, अमेज़ॅन, आदि जैसे स्टोर्स में मिलेगा। इन उपकरणों के निर्माता विभिन्न हैं, इसलिए यदि आपको उस मॉडल का विवरण जानने की जरूरत है जिसे आपने खरीदा है, तो यह जांचना सबसे अच्छा है निर्माता की डेटशीट जो आपने चुना है। उदाहरण के लिए:

• STMicroelectronics VL53L0X डेटाशीट

El वीएल53एल0एक्स इसमें चिप के अंदर लेजर पल्स का एमिटर और रिटर्निंग बीम को कैप्चर करने के लिए सेंसर है। इस मामले में, एमिटर 940nm तरंग दैर्ध्य लेजर और VCSEL प्रकार (ऊर्ध्वाधर गुहा सतह-उत्सर्जक लेजर) है। कैप्चर सेंसर के लिए, यह एक SPAD (सिंगल फोटॉन एवलांच डायोड्स) है। यह एक आंतरिक इलेक्ट्रॉनिक्स को भी जोड़ता है जिसे फ्लाइटइनेसटीएम कहा जाता है जो दूरी की गणना करेगा।

El माप कोण या FOV (देखने का क्षेत्र) यह इस मामले में 25 this है। 0,44 मी की दूरी पर व्यास में 1 मीटर के माप क्षेत्र में अनुवाद करता है। हालांकि माप सीमा आसपास की स्थितियों पर निर्भर करेगी। अगर इसे घर के अंदर किया जाए तो यह बाहर की तुलना में थोड़ा अधिक होता है। यह उस वस्तु के प्रतिबिंब पर भी निर्भर करेगा जिस पर आप इशारा कर रहे हैं:

लक्ष्य परावर्तन	शर्तें	आंतरिक	बाहर
सफेद निशाना	ठेठ	200cm	80cm
	भांड	120cm	60cm
धूसर लक्ष्य	ठेठ	80cm	50cm
	minimo	70cm	40cm

इसके अलावा, VL53L0X में कई हैं वर्तमान विधियां इसके परिणाम भिन्न हो सकते हैं। निम्नलिखित तालिका में उन विधियों को संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है:

Modo	समय	क्षेत्र	शुद्धता
डिफ़ॉल्ट रूप से	30ms	1.2m	नीचे दी गई तालिका देखें
उच्च परिशुद्धता	200ms	1.2m	+/- 3%
लंबी दूरी	33ms	2m	नीचे दी गई तालिका देखें
उच्च गति	20ms	1.2m	+/- 5%

इन विधियों के अनुसार, हमारे पास कई हैं मानक और लंबी दूरी की सटीकता आपके पास इस तालिका में है:

	आंतरिक			बाहर
लक्ष्य परावर्तन	दूरी	33ms	66ms	दूरी	33ms	66ms
सफेद निशाना	एक 120 सेमी	4%	3%	एक 60 सेमी	7%	6%
धूसर लक्ष्य	एक 70 सेमी	7%	6%	एक 40 सेमी	12% तक	9%

पिनआउट और कनेक्शन

इन सभी के लिए आपको ठीक से काम करने की आवश्यकता है बाहरी दुनिया के साथ एक इंटरफ़ेस। और यह कुछ पिन या कनेक्शन के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। VL53L0X का पिनआउट काफी सरल है, इसमें केवल 6 पिन हैं। Arduino के साथ इसके एकीकरण के लिए, I2C के माध्यम से संचार किया जा सकता है।

इसे खिलाने के लिए, आप कर सकते हैं पिंस कनेक्ट करें इसलिए:

• Arduino से VCC को 5v
• Arduino के GND को GND
• एक Arduino एनालॉग पिन को SCL। उदाहरण के लिए A5
• एक और एनालॉग पिन के लिए एसडीए। उदाहरण के लिए A4
• GPI01 और XSHUT पिन का उपयोग फिलहाल नहीं किया जाना है।

Arduino के साथ एकीकरण

वीएल 53 एल 0 एक्स के लिए कई अन्य मॉड्यूलों की तरह, आपके पास भी पुस्तकालय हैं (उदाहरण के लिए एक) Adafruit) उपलब्ध कोड का जो आप लिखते समय कुछ कार्यों के साथ काम करने के लिए उपयोग कर सकते हैं स्रोत कोड Arduino IDE में अपनी परियोजना को संभालने के लिए। यदि यह आपका पहली बार Arduino के साथ है, तो मैं सलाह देता हूं हमारे प्रोग्रामिंग मैनुअल.

का एक उदाहरण आपके लिए माप लेने और सीरियल पोर्ट के माध्यम से माप मूल्य प्रदर्शित करने के लिए सरल कोड तो आप इसे अपने पीसी स्क्रीन से देख सकते हैं जब आपके पास Arduino बोर्ड जुड़ा होता है:

#include "Adafruit_VL53L0X.h"
 
Adafruit_VL53L0X lox = Adafruit_VL53L0X();
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
 
  // Iniciar sensor
  Serial.println("VL53L0X test");
  if (!lox.begin()) {
    Serial.println(F("Error al iniciar VL53L0X"));
    while(1);
  }
}
 
 
void loop() {
  VL53L0X_RangingMeasurementData_t measure;
    
  Serial.print("Leyendo sensor... ");
  lox.rangingTest(&measure, false); // si se pasa true como parametro, muestra por puerto serie datos de debug
 
  if (measure.RangeStatus != 4)
  {
    Serial.print("Distancia (mm): ");
   Serial.println(measure.RangeMilliMeter);
  } 
  else
  {
    Serial.println("  Fuera de rango ");
  }
    
  delay(100);
}

Adafruit की अपनी लाइब्रेरी में आपके पास उपयोग के और भी उदाहरण हैं यदि आपको इसकी आवश्यकता है ...