Sensor de Distancia TOF con Regulador de Voltaje VL6180X – 60 cm Max

El VL6180X de ST Microelectronics es un sensor que combina capacidades de medición de nivel de luz ambiental y alcance de proximidad en un solo paquete. Esta placa es una portadora para el VL6180X, por lo que recomendamos leer detenidamente la hoja de datos VL6180X (2MB pdf) antes de usar este producto.

A diferencia de los sensores ópticos más simples que usan la intensidad de la luz reflejada para detectar objetos, el VL6180 usa la tecnología FlightSense de ST para medir con precisión el tiempo que tardan los pulsos emitidos de la luz láser infrarroja en alcanzar el objeto más cercano y reflejarse de nuevo en un detector, convirtiéndolo esencialmente un sensor lidar de corto alcance. Esta medición de tiempo de vuelo (TOF) le permite determinar con precisión la distancia absoluta a un objetivo con una resolución de 1 mm, sin que la reflectancia del objeto influya en la medición. El sensor está clasificado para realizar mediciones de rango de hasta 10 cm (4″), pero a menudo puede proporcionar lecturas de hasta 20 cm (8″) con sus configuraciones predeterminadas. Además, el VL6180X se puede configurar para medir rangos de hasta 60 cm (24″) a costa de una resolución reducida, aunque el alcance exitoso a estas distancias más largas dependerá en gran medida del objetivo y el entorno. (Para obtener más información, consulte «Factor de escala de escala» a continuación).

El VL6180 también incluye un sensor de luz ambiental, o ALS, que puede medir la intensidad de la luz con la que se ilumina. Las mediciones de alcance y de luz ambiente están disponibles a través de la interfaz I²C (TWI) del sensor, que también se usa para configurar los ajustes del sensor, y dos pines GPIO programables independientemente que se pueden configurar como salidas de interrupción.

El VL6180X es un gran IC, pero su pequeño paquete LGA, sin cables, hace que sea difícil para un estudiante o aficionado típico. También funciona a voltajes por debajo de 3 V, lo que puede dificultar la interconexión para microcontroladores que operan a 3,3 V o 5 V. Esta placa aborda estos problemas, lo que facilita el inicio del uso del sensor, manteniendo el tamaño total lo más pequeño posible.

La placa de soporte incluye un regulador de voltaje lineal de baja caída que proporciona los 2,8 V requeridos por el VL6180X, que permite alimentar el sensor con una alimentación de 2,7V a 5,5V. La salida del regulador está disponible en el pin VDD y puede suministrar casi 150 mA a dispositivos externos. La placa de separación 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 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 VL6180X, como se muestra en la imagen del producto.

Especificaciones:

• Dimensiones: 0.5 «× 0.7″ × 0.085» (13 mm × 18 mm × 2 mm)
• Peso sin pines cabezal: 0.5 g (0.02 oz)
• Voltaje de funcionamiento: 2.7 V a 5.5 V
• Corriente de suministro: 5 mA (típico, varía según la configuración, el objetivo y el entorno)
• Formato de salida (I²C): lectura de distancia de 8 bits (en milímetros), lectura de luz ambiente de 16 bits
• Rango de medición de distancia: especificado hasta 10 cm (4 «); hasta 60 cm (24 «) posible con resolución reducida. Vea el gráfico a la derecha para un rendimiento de rango típico.
  • Es posible medir más de 10 cm con ciertas reflectancias y condiciones ambientales, pero no está garantizado por las especificaciones. Por defecto, el sensor puede informar distancias de hasta 20 cm, o puede configurarse para medir hasta 60 cm con resolución reducida.
  • La hoja de datos no especifica un rango mínimo, pero en nuestra experiencia, el límite efectivo es de aproximadamente 1 cm.

Gráfico de hoja de datos VL6180X del rendimiento de rango típico.

Componentes incluidos

Se incluyen una tira de pines de cabezal de 1 × 7 estándar y una tira de 1 × 7 de ángulo recto de 0.1″, como se muestra en la imagen a continuación. Puede soldar la tira de pines 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 de Tiempo de Vuelo VL6180X con cabezales incluidos. Sensor de Distancia de Tiempo de Vuelo VL6180X 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 VL6180X

Conexiones

Se necesitan al menos cuatro conexiones para usar la placa VL6180X: VIN, GND, SCL y SDA. El pin VIN debe estar conectado a una fuente de 2.7 V a 5.5 V, y GND debe estar conectado a 0 voltios. Un regulador de voltaje lineal integrado convierte el VIN en un suministro de 2,8 V para el VL6180X 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.

Los dos pines GPIO son salidas de drenaje abierto que la placa extrae hasta 2,8 V (aunque GPIO0 se predetermina como una entrada de habilitación de chip). No están conectados a los controles de nivel en la placa y no son tolerantes a 5 V, pero se pueden usar como están con muchos microcontroladores de 3,3 V y 5 V: el microcontrolador puede leer la salida del sensor 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 impulsar el pin. 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 portadora para hacer que el VL6180 sea más fácil de usar, incluido el regulador de voltaje que permite alimentar la placa desde una fuente de 2.7 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 un PDF descargable (90k pdf).