Подключение лазерного дальномера VL53L1X к Ардуино

Лазерный дальномер VL53L1X Arduino — это датчик для измерения расстояния до препятствия, расположенного на удалении не более 4 метров с длиной волны 940 нм. В менее дорогих модулях дальномера VL53L0X дальность действия составляет всего 2 метра. Рассмотрим в этом обзоре подключение VL53LOX (GY-53-L1X) к Ардуино и использование данного сенсора для измерения расстояния до препятствия.

Датчик VL53L1X характеристики, распиновка

Сенсоры GY-53-L1X и VL53LOX имеют 6 разъемов, но для подключения потребуется только только 4. Два разъема служат для питания, еще два разъема используются для связи по шине I2C. По умолчанию VL53L1X настроен в режиме «больших расстояний» до 4 метров. С помощью библиотеки SparkFun_VL53L1X.h можно настроить более точный режим измерений «коротких расстояний» с дальностью около 2 метров.

Характеристики VL53L1X / VL53L0X

• Напряжение: от 2,6 В до 5,5 В
• Ток питания: от 10 мА
• Выход (IIC): считывание 16-битного расстояния (в миллиметрах)
• Длина волны лазера: 940 нм
• Диапазон измерения: 4 метра / 2 метра

Угол зрения сенсора составляет 27° по умолчанию. В некоторых случаях это может привести к тому, что на точность сенсора могут повлиять препятствия на периферии. Угол зрения можно уменьшить, контролируя область ROI. Сенсор состоит из матрицы 16 X 16 элементов, а управление областью ROI заключается в активации части элементов. Самый узкий луч получается при активации части матрицы 4 X 4 элемента.

Как подключить датчик VL53L1X к Ардуино

Для начала представим первый пример, который регулярно отображает измеренное расстояние (в миллиметрах) в последовательном мониторе Arduino IDE. Работа программы выполняется в фоновом режиме с помощью библиотек Wire и VL53L1X, поэтому скетч очень короткий. Подключите лазерный датчик расстояния к плате Arduino, как показано на схеме выше и загрузите код в микроконтроллер.

Скетч. Лазерный датчик расстояния VL53L1X

#include "Wire.h"
#include "SparkFun_VL53L1X.h" // библиотека для сенсора
SFEVL53L1X vl; // создаем объект vl

void setup () {
  Serial.begin(9600);
  vl.setOffset(0);  // калибровка датчика

  // vl.setDistanceModeShort(); // установка режима "близкого расстояния"
  // vl.setROI(4,4,199); // уменьшения угла зрения до минимума
}

void loop() {
  vl.startRanging();
  while (!vl.checkForDataReady()) { delay(1); }
  int dist = vl.getDistance();
  vl.stopRanging();
 
  Serial.print("Distance: ");
  Serial.print(dist);
  Serial.println(" mm");
 
  delay(1000);
}

Пояснения к коду:

1. с помощью команды setROI(4,4,199); можно настроить активные элементы матрицы, где первый и второй аргумент — ширина и высота матрицы в пикселях;
2. с помощью функции setOffset(); можно откалибровать датчик.

В следующем примере полученные результаты измерения расстояния до препятствия, будут выводиться на OLED дисплей. Если расстояние до предмета, измеренное датчиком, не точное, то можно исправить данные с помощью функции setOffset. Например, если измеренное расстояние меньше на 10 мм фактического расстояния, то следует указать setOffset(10), чтобы добавить к конечному результату 10 мм.

Скетч. Измерение расстояния с помощью VL53L1X

#include "Wire.h"
#include "OLED_I2C.h" // библиотека для экрана
OLED myOLED(SDA, SCL, 8); // создаем объект myOLED
 
extern uint8_t BigNumbers[];
extern uint8_t SmallFont[];

#include "SparkFun_VL53L1X.h" // библиотека для сенсора
SFEVL53L1X vl; // создаем объект vl

void setup () {
  Serial.begin(9600);
  myOLED.begin();
  vl.setOffset(0);  // калибровка датчика

  // vl.setDistanceModeShort(); // установка режима "близкого расстояния"
  // vl.setROI(4,4,199); // уменьшения угла зрения до минимума
}

void loop() {
  vl.startRanging();
  while (!vl.checkForDataReady()) { delay(1); }
  int dist = vl.getDistance();
  vl.stopRanging();
 
  Serial.print("Distance: ");
  Serial.print(dist);
  Serial.println(" mm");

  myOLED.setFont(BigNumbers);
  myOLED.print(String(dist), CENTER, 20);
  myOLED.setFont(SmallFont);
  myOLED.print("MILLIMETRES", CENTER, 50);
  myOLED.update();

  delay(1000);
}

Пояснения к коду:

1. сенсор VL53L0X способен обеспечить максимально точное измерение расстояния, независимо от отражающей способности объекта.

Заключение. Преимущество лазерного датчика расстояния VL53L1X и VL53L0X заключается в том, что точность измерения меньше зависит от температуры окружающего воздуха по сравнению с ультразвуковым датчиком HC-SR04. К плюсам также следует отнести и возможность настройки угла поля зрения, чтобы уменьшить погрешность измерений из-за предметов, находящихся вблизи сенсора.

2 Replies to “Подключение лазерного дальномера VL53L1X к Ардуино”

1. Здравствуйте. Загрузил ваш скетч и на дисплее только одно показание и надпись снизу «5696 millimetres». В мониторе порта так же без изменений Distance: 5696 mm. Датчики расстояния исправны, поменял несколько штук и даже снял с рабочего проекта. Без изменений.

   Ответить

2. Спасибо! Работает.

   Ответить

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.