本センサはST’s VL53L0Xレザー距離測定システムを搭載されるキャリア/ブレイクアウト基板で、最大測定距離は 2 メートル に達します。VL53L0Xは赤外線パルスの飛行時間測定原理を使って、測定のターゲットの表面や色の影響せず、測距機能を実現しますて、測定値はデジタル I²Cインターフェースで読み込めます。本基板にの2.8Vリニアレギュレータとレベルシフタが入力電圧2.6V－5.5Vで作動するのは可能になります。0.1のピン間隔もブレッドボードや0.1のパーフボードに使用しやすくなります。
紹介
VL53L0X飛行時間型「ToF」距離測定センサーはVL53L0Xに基づいて、より高速、高精度、高測定距離のセンサーです。
VL53L0Xは新世代の飛行時間距離測定モジュールです。従来の伝統技術と違い、現在市場で最も小さいToF測距センサで、ターゲットの反射率を問わず、精確で距離を測定でき、最大測定値が2mに達するため、新たな測距性能の基準を設定して、また新たなアプリケーションの可能性を拓きます。 VL53L0XはSPAD（Single Photon Avalanche Diode単一光子アバランシェ･ダイオード）検出器のアレイを集積し、ST’s二世代のFlightSenseTM特許技術を採用しています。
VL53L0Xの940 nm VCSEL (VerticalCavity Surface-Emitting Laser垂直共振器面発光レーザー)はアイセーフ･クラス1のため人眼にとって完全に不可視の光線で、内部の光学干渉フィルと
合わせて、より遠い距離、よりよい環境光イミュニティや光学クロストークが実現できます。
ハードウェアの概要
まず、処理している VL53L1X センサ の特徴を見ましょう。それでボードの特性が
把握できます。
| 特性 |
範囲 |
| 動作電圧 |
2.6V-3.5V |
| 消費電力 |
20 mW @10Hz |
| 測定範囲 |
~0.04メートル to 2メートル |
| 解像度 |
+/-1mm |
| 光源 |
Class 1 940nm VCSEL |
| I2C アドレス |
0x29 |
| 視野角度 |
15° – 27° |
| 読み取り率 |
50Hz |
仕様
- サイズ: 0.5″ × 0.7″ × 0.085″ (13 mm × 18 mm × 2 mm)
- 重量（ヘッダーピンなし）: 0.5 g (0.02 oz)
- 動作電圧: 2.6 V to 5.5 V
- 供給: 10 mA (立ち上げ時の平均値) 。
- 配置、対象物や環境に違って、ピーク電量は40 mAに達します。.
- 出力型式 (I²C): 16-bit (ミリメートル)
- 測距範囲: 最大 2 m
- 配置、対象物、環境に違って、測定範囲も異なります。
- 最小範囲はないですが、経験と実験によって、最小測定値はおよそ3cmです。
Pinの説明
| PIN |
説明 |
| VDD |
安定化2.8Vの電源を出力し、おおよそ150mAで外部コンポーネントに給電できます（もし内部のレギュレータをバイパスしたい場合、本ピンを2.8V入力端子として使って、VINを断路にしてください）。 |
| VIN |
2.6V-5.5Vの主電源連続です。SCLとSDAのレベルシフタはI2Cラインをこのレベルに引き上げます。 |
| GND |
電源の接地（0V）連続に充てます。I2C制御装置も必ず本ボードと同じ接地端子を共用してください。 |
| SDA |
レベルシフトI2Cデータライン、Hi―VIN LOW-0V。 |
| SCL |
レベルシフトI2Cクロックライン、Hi―VIN LOW-0V。 |
| XSHUT |
アクティブローシャットの入力端子。ボードではVDD と繋がって、デフォルトでセンサーを作動させます。端子をLOWにさせたらセンサーがハードウェアスタンバイモードになります。端子はレベルシフタ機能がありません。 |
| GPIO1 |
コーディングで出力を中断することが可能で、このピンはレベルシフトをしません。 |
回路図
上記の回路図で基板に採用したコンポがVL53L0がさらに使いやすくなるのが分かりました。基板が2.6 V ー5.5 Vで供給できレベルシフタもVINと同じロジックでI²Cと通信できます。回路図はダウンロードできます downloadable PDF (110k pdf)。
用途
- パソコン/ノートパソコン/タブレットとIoTの検知（省エネ）
- ロボット(障害物検出)
- 白物家電 (自動水栓、ソープディスペンサーなどの感知)
- 1D ジェスチャー感知
- レザー補助オートフォーカス。カメラのオートフォーカス性能を高めて（特に悪環境「低光量、低コントラスト」および動態ビデオモード）。
VL53L0X入門
入門課程では、私たちは一緒にVL53L0Xセンサとarduinoの連続方法を勉強しましょう。VL53L0XはI2Cセンサのため、多数のマイクロコントローラと同じ二つのデータ/クロックラインを使えて、アドレス衝突がなければ、他のセンサとピンもシェアできます。VL53L0Xは飛行時間（ToF）距離センサのため、他のセンサと違って、小さい不可視レザー光源とマッチングセンサを内蔵しています。では、早速始めましょう。
Step1: ハードウェアの準備
- Arduino ボード
- VL53L0x モデル
- ジャンパー線
Step2: 連続
- Vinと電源を連続してください、3～5Vでよいです。マイクロコントロールと同じ電圧を使用してください。Arduinosなら、多数は5Vです。
- GNDと共通電源/テータグランドを連続してください。
- SCL とArduinoのI2C クロックSCLpin を連続してください。 UNO &‘328 ベース Arduinoではこれを「A5」にも言います。Megaでは「digital 21」、Leonardo/Microでは 「digital 3」と言います。
- SDAとArduinoのI2CデータSDA pinを連続してください。UNO &‘328ベース Arduino,では「A4」にも言います。 Megaでは 「digital 20、Leonardo/Microでは「digital 2」と言います。
下記のように
Adafruit_VL53L0Xダウンロード
センサーデータを読み取るならAdafruit_VL53L0XLibraryをインストール必要があります。最も簡単な方法はArduino IDEでManageLibraries…を開きます。
Adafruit VL53L0X を検索して Install/インストールをクリックします。
デモ
下記のように File->Examples->Adafruit_VL53L0X->vl53l0x を開いてからセンサーと連続しているArduinoにアップロードします。
そう !それから115200の速度でターミナルを開いて、テストを始めましょう。
手を上下に動いてセンサーのデータを読み取ります。何も検知されない場合に、読み取り値オーバーと表示することを注意してください。
使用する前にセンサーから保護カバーを取り外すのは忘れないでください。
複数のセンサーと連続
I2Cで個々のデバイスは1つのアドレスがあるしかありません。各I2Cデバイスは唯一のアドレスがあることを確報してください。VL53L0Xのデフォルトアドレスは 0x29 ですが、ソフトウェアではこれを変更することもできます。
新しいアドレスを設置する方法が二つあります。１つは初期化中にlox.begin()をlox.begin(0x30)に変更させていきます。それにいつでもlox.begin(0x30)を設定するのもよろしいです。
アドレスの再設定は簡単ですが、各センサーをシャットダウン状態にしなければなりません。各センサーのシャットダウンは XSHUT
ピンとマイクロコントローラーピンを連続することで実現できたから、 上記のような擬似コードが実行できます。
- 全てのXSHUTピンをdelay(10)に設定し、ピンをlowになります、またXSHUTピンをhighに設定してから、全てのセンサーをリセットできます。
- センサー#1のXSHUTピンを「high」のままで、#1を立ち上げます。
- 他のセンサーのXSHUTピンを「low」にして、他のセンサーをシャットダウンします。
- lox.begin(new_i2c_address)では0x29以外の数字（＜0x7F、0x30ー0x3Fがいい）を入力してください。
- #1を立ち上げ状態で、#2のXSHUTピンを「high」にして、リセット状態から離れます。
- lox.begin(new_i2c_address)では0x29と#1以外の数字を入力してセンサー#1を初期化します
- 上記の操作を繰り返して、各センサーを唯一のアドレスを設定します。
注意：アドレスは常設ではなく、電源を入れるたびに上記の操作を繰り返す必要があります。
