Sensor de Distancia TOF con Regulador de Voltaje VL53L0X – 200 cm máx.

El VL53L0X de ST Microelectronics es un sistema de rango de tiempo de vuelo integrado en un módulo compacto. Esta placa es un soporte para el VL53L0X, por lo que recomendamos una lectura cuidadosa de la hoja de datos VL53L0X (1MB pdf) antes de usar este producto.

El VL53L0 usa la tecnología STS FlightSense para medir con precisión el tiempo que tardan los pulsos emitidos de la luz láser infrarroja en llegar al objeto más cercano y reflejarse de nuevo en un detector, por lo que puede considerarse un sistema lidar pequeño e independiente. Esta medición de tiempo de vuelo (TOF) le permite determinar con precisión la distancia absoluta a un objetivo sin que la reflectancia del objeto tenga una gran influencia en la medición. El sensor puede informar distancias de hasta 2 m (6,6 pies) con una resolución de 1 mm, pero su alcance efectivo y precisión (ruido) dependen en gran medida de las condiciones ambientales y las características del objetivo como la reflectancia y el tamaño, así como la configuración del sensor. (La precisión del sensor se especifica para que oscile entre ± 3% como máximo y más de ± 10% en condiciones menos óptimas).

Las mediciones de rango están disponibles a través de la interfaz I²C (TWI) del sensor, que también se usa para configurar los ajustes del sensor, y el sensor proporciona dos pines adicionales: una entrada de apagado y una salida de interrupción.

El VL53L0X es un gran IC, pero su pequeño paquete LGA, sin cable, hace que sea difícil para un estudiante o aficionado típico. También funciona con una tensión recomendada de 2,8 V, lo que puede dificultar la interconexión para microcontroladores que funcionan a 3,3 V o 5 V. Esta placa de presentación aborda estos problemas, lo que facilita el inicio del uso del sensor, manteniendo el tamaño general tan pequeño como sea posible.

La placa de soporte incluye un regulador de voltaje lineal de baja caída que proporciona los 2.8 V requeridos por el VL53L0X, que permite alimentar el sensor 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 separación 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 pin de 0,1″ de la placa lo hace fácil de usar con placas de prueba sin soldadura estándar y perfboards de 0.1″. La placa se envía completamente llena con sus componentes SMD, incluido el VL53L0X, como se muestra en la imagen del producto.

Para ver alternativas similares a este sensor, vea la placa VL6180X de 60 cm de menor alcance y la placa VL53L1X de 400 cm de largo alcance. Ambos son reemplazos físicos para el VL53L0X, pero tienen diferentes API, por lo que el software para el VL53L0X deberá ser reescrito para funcionar con el VL6180X o el VL53L1X.

Especificaciones:

• Dimensiones: 0.5 «× 0.7» × 0.085 «(13 mm × 18 mm × 2 mm)
• Peso sin pines de cabezales: 0.5 g (0.02 oz)
• Voltaje de funcionamiento: 2.6 V a 5.5 V
• Corriente de suministro: 10 mA (promedio típico durante el rango activo)
  • Varía con la configuración, el objetivo y el entorno. La corriente máxima puede alcanzar 40 mA.
• Formato de salida (I²C): lectura de distancia de 16 bits (en milímetros)
• Rango de medición de distancia: hasta 2 m (6.6 pies); vea el gráfico para un rendimiento de rango típico.
  • El alcance efectivo depende de la configuración, el objetivo y el entorno.
  • La hoja de datos no especifica un rango mínimo, pero en nuestra experiencia, el límite efectivo es de aproximadamente 3 cm.

Gráfico del rendimiento de rango típico de la hoja de datos VL53L0X (en modo predeterminado).

Componentes incluidos

Se incluyen una tira de cabezales estándar de 1 × 7 de 0.1″ y una tira de cabezales con ángulo de 1 × 7 de 0.1″, como se muestra en la imagen a continuación. Puede soldar la tira de cabezales de su elección a la placa para usar con cables personalizados o placas de prueba sin soldadura, o puede soldar cables directamente a la placa misma para instalaciones más compactas.

Sensor de Distancia TOF VL53L0X con hardware incluido. Sensor de Distancia TOF VL53L0X en una placa de prueba

La placa tiene dos orificios de montaje espaciados a una distancia de 0.5″ que funcionan con tornillos #2 y M2 (no incluidos).

Usando el VL53L0X

Nota importante: Este producto puede enviarse con un forro protector que cubra el sensor IC. El forro debe ser removido para un desempeño de detección apropiado.

Conexiones

Se necesitan al menos cuatro conexiones para usar la placa VL53L0X: 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 V. Un regulador de voltaje lineal integrado convierte el VIN en un suministro de 2,8 V para el VL53L0X IC.

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

El pin XSHUT es una entrada y el pin GPIO1 es una salida de drenaje abierto; ambos pines son tirados hasta 2.8 V por la tabla. No están conectados a los controles de nivel en la placa y no son tolerantes a 5V, pero se pueden usar como están con muchos microcontroladores de 3,3 V y 5 V: el microcontrolador puede leer la salida GPIO1 siempre que su umbral lógico alto esté debajo 2.8 V, y el microcontrolador puede alternar su propia salida entre estados de baja y alta impedancia para conducir el pin XSHUT. Alternativamente, nuestra palanca de nivel de lógica bidireccional de 4 canales puede usarse externamente con esos pines.

Pinout

Diagrama esquemático

El esquema anterior muestra los componentes adicionales que incorpora la placa de soporte para hacer que el VL53L0 sea más fácil de usar, incluido el regulador de voltaje que permite alimentar la placa desde una fuente de 2,6 V a 5,5 V y el circuito de cambio de nivel que permite la comunicación I²C a el mismo nivel de voltaje lógico que VIN. Este esquema también está disponible como PDF descargable (110k pdf).