VL53L0X激光测距传感器.介绍篇

http://wiki.dfrobot.com.cn/_SKU_SEN0245_VL53L0_Distance_Ranging_Sensor

本文的主角

就是这个核心,别看这么大.其实特别小一点点

VL53L0X集成了一个领先的SPAD阵列（单光子雪崩二极管），并内嵌ST的第二代FlightSense™专利技术。
VL53L0X的940nm VCSEL发射器（垂直腔面发射激光器）完全不为人眼所见，加上内置的物理红外滤光片，使其测距距离更长，对环境光的免疫性更强，对盖片的光学串扰具有更好的稳定性。

以上就是对雪崩二极管的一些简单的铺垫知识

https://wenku.baidu.com/view/05e87e1af18583d0496459ef.html
https://www.st.com/content/st_com/zh/products/imaging-and-photonics-solutions/proximity-sensors/vl53l0x.html
https://www.st.com/resource/en/datasheet/vl53l0x.pdf
https://www.sohu.com/a/285705959_120078180

为什么要用940nm的接收器呢?

这里主要有两个原因：

1、价格便宜，这几种不同的发射管，从价格来说，850nm最贵，880nm次之，940nm最便宜。

2、从发射功率上来说，同样是850最大、880次之、940最弱，如果只是从发射管的角度考量，850nm最好，发射距离与功率是成正比的;或者说接收端是透明的接收管，这种设计也是正确的，看所用的接收头，其胶体都是黑色的，这种黑色胶体只有一种功能，就是滤除光干扰，一般好一点的接收头都是滤除波长在850nm以下的光干扰(但也有一些厂家用很差的色素只是滤除750nm以下的光干扰，当然后者抗光干扰的能力会很差，价格也会便宜些)，而850nm的发射管虽然发射功率较大，但是在接收头滤光波段的边缘，所以80%的都被接收头滤掉了，使其接收性能较940nm还要差(正常接收头所接收光的波段在850~1100nm,而940nm波长正处于其峰值接收区域)所以设计者在设计时要注意这点，不要搞得成本又贵、性能又差。

850nm和940nm红外LED的区别

1. 850或940讲的是LED芯片发射的波长,单位为NM,都属于红外光,首先表现为波长的不同。

2. 一般来讲波长值越高,其正向压降VF值在同样电流的情况下会越低,在20MA电流的条件下,850的VF值约为1.35-1.55V；而940的VF值约为1.10-1.25V之间，当然电流不同其VF值会不同。

3. 850有红爆情况，940没有红爆，所谓红爆是指红外灯在工作时芯片出现目视可见的红点，所以如果在需要隐蔽的情况下，使用940是不错的选择，但有些客户会使用黑胶体的850去掩饰红爆情况，但稍留意的话红爆还是可见的。

4. 850的辐射强度比940的辐射强度值要高2-3倍左右，辐射强度值高的话表现出来的亮度会高一些。

5. 850可以直接用1.5Ｖ的电池点亮即可判别，但940则需要用手机或摄像头才可判别是否正常。

6. 在相同电流条件下，由于940的压降低，故其功耗会比850小一些，所以同样大小的芯片其承受的电流会比850的电流可以大一点。

7. 940目前来讲用做红外光源的场合较少，一般用于脉冲工作状态，如遥控器，由于普通遥控器的要求不高，故其使用的940是不可能用于摄像头红外光源的，其成本当然不能同红外光源的940相比。

https://www.jianshu.com/p/d33c1f6b5f41
https://webstore.iec.ch/publication/3587

这个是产品符合的一些相关的标准,这里主要是指激光发射部分

数据手册,有一些英文

系统框图

引脚分布

http://www.51hei.com/bbs/dpj-150015-1.html

引脚定义

电路设计

注:  外部电源 AVDD  上的电容器应尽可能靠近 avddvcsel  和 avssvcsel 模块引脚。

注:  外部上拉电阻值可在 i2c  总线规范中找到。

拉拔通常每辆公交车只安装一次 ,  靠近主机。

对于 2.8 v  和 400KHz i2c 时钟的 avdd,  上拉电阻的推荐值为 1.5 k  至 2k  欧姆。

注:  必须始终驱动 XSHUT 引脚 ,  以避免泄漏电流。

如果不知道主机状态 ,  则需要拉。

xshut  需要使用硬件待机模式 (没有 i2c  通信 )。

注: xshut  和 gpio1  拉起建议的值是 10k  欧姆
注: gpio1  如果不使用 , 将保持未连接

测量流程

I2C时序,我们后面有专门的文章解读这些

传感器的一些关键的物理测量信息

具体的测量角度

Gravity传感器模块是什么?Df家的传感器都有这个,我研究了一下,发现就是一个标准的接口

就射这个样子的,也被DF家称为标准Gravity接口

上面扯远啦,继续聊我们的主角:

技术规格

  • 工作电压：3.3V-5V DC

  • 激光波长：940nm

  • 量程范围：30-2000mm

  • 测距角度：25°

  • 测距精度：±3%

  • 测距时间：<= 30ms

  • 工作温度：-20-70 ℃

  • 接口类型：标准Gravity接口

  • 产品尺寸：20*22 mm

引脚定义

  • GPIO1：传感器中断输出引脚，用来指示数据是否准备好

  • XSHUT：传感器关闭引脚，默认被拉高，当引脚被拉低时传感器进入关闭模式

看这个框图的右边

在这里,看来需要焊接.

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