استفاده از فاصله سنج لیزری VL53L0X با آردوینو

استفاده از فاصله سنج لیزری VL53L0X با آردوینو

در این آموزش، نحوه استفاده از فاصله سنج لیزری VL53L0X با آردوینو را بررسی خواهیم کرد. این دستگاه به شما امکان می دهد فواصل را با استفاده از لیزر به طور دقیق اندازه گیری کنید و آن را برای کاربردهای مختلف مانند رباتیک و اتوماسیون ایده آل می کند. در پایان این آموزش، شما یک تنظیمات عملکردی خواهید داشت که می تواند فواصل را اندازه گیری کرده و آنها را در نمایشگر مسلسل نمایش دهد.

برای پروژه خود، ما از کتابخانه Adafruit VL53L0X استفاده خواهیم کرد که فرآیند ارتباط با حساس(حس کننده) را ساده می کند. این کتابخانه عملکردهای لازم را برای مقداردهی اولیه حساس(حس کننده)، خواندن اندازه گیری ها و رسیدگی به هر گونه خطایی که ممکن است ایجاد شود فراهم می کند. می توانید برای راهنمای بصری در مورد تنظیمات (در ویدیو در ساعت 02:15) به ویدیو مراجعه کنید.

سخت افزار توضیح داده شده است

اجزای اصلی این پروژه شامل فاصله سنج لیزری VL53L0X و برد آردوینو است. VL53L0X یک حساس(حس کننده) زمان پرواز است که از لیزر برای اندازه گیری فواصل تا 2 متر با دقت بالا استفاده می کند. از طریق پروتکل I2C کار می کند و امکان ارتباط آسان با آردوینو را فراهم می کند.

برد آردوینو به عنوان میکروکنترلری عمل می کند که داده های VL53L0X را پردازش می کند. دستورات را به حساس(حس کننده) ارسال می کند و اندازه گیری های فاصله را دریافت می کند، که سپس می تواند نمایش داده شود یا در برنامه های دیگر استفاده شود. سیم کشی مناسب برای اطمینان از قرائت دقیق حساس(حس کننده) بسیار مهم است.

جزئیات برگه داده

تولید کننده	STMicroelectronics
شماره قطعه	VL53L0X
ولتاژ عملیاتی	2.6 ولت تا 3.5 ولت
محدوده	30 میلی متر تا 2000 میلی متر
دقت	±3٪ معمولی
رابط	من 2 ج
محدوده دما	-40 درجه سانتی گراد تا +85 درجه سانتی گراد
مصرف فعلی	<1 میلی آمپر (آماده به کار)، 20 میلی آمپر (فعال)
بسته	VFLGA-8

اطمینان حاصل کنید که حساس(حس کننده) به درستی تغذیه می شود (2.6 ولت تا 3.5 ولت).
تنظیمات آدرس I2C را برای جلوگیری از تداخل صحیح حفظ کنید.
حساس(حس کننده) را برای اندازه گیری دقیق فاصله تمیز نگه دارید.
در صورت نیاز از مقاومت های کششی مناسب در خطوط I2C استفاده کنید.
برای خوانش های قابل اعتماد از تابش مستقیم نور خورشید روی حساس(حس کننده) خودداری کنید.

دستورالعمل سیم کشی

برای سیم کشی حساس(حس کننده) VL53L0X به آردوینو ، پایه VCC حساس(حس کننده) را به پایه 5 ولت آردوینو وصل کنید. پایه GND باید به زمین (GND) آردوینو متصل شود. برای ارتباط I2C، پایه SDA VL53L0X را به پایه A4 روی آردوینو وصل کنید و پایه SCL را به پایه A5 وصل کنید. اگر از مدل آردوینو دیگری استفاده می کنید، به تخصیص پایه SDA و SCL خاص برای آن برد مراجعه کنید.

به عنوان مثال، در آردوینو مگا، SDA را به پایه 20 و SCL را به پایه 21 متصل می کنید. اطمینان حاصل کنید که همه اتصالات ایمن هستند تا از مشکلات ارتباطی جلوگیری شود. اگر حساس(حس کننده) پاسخ نداد، سیم کشی را دوباره بررسی کنید و مطمئن شوید که آردوینو به درستی تغذیه می شود.

مثال های شِفر (کود) و بررسی

در زیر قطعه ای از عملکرد راه اندازی وجود دارد که حساس(حس کننده) VL53L0X را مقداردهی اولیه می کند:

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (! Serial) {
    delay(1);
  }
  Serial.println("Robojax Test");
  if (!lox.begin()) {
    Serial.println(F("Failed to boot VL53L0X"));
    while(1);
  }
}

این شِفر (کود) ارتباط سریال را مقداردهی اولیه می کند و سعی می کند حساس(حس کننده) VL53L0X را راه اندازی کند. اگر حساس(حس کننده) بوت نشود، یک پیام خطا چاپ می کند و برنامه را متوقف می کند.

در مرحله بعد، در اینجا یک قطعه از تابع حلقه وجود دارد که اندازه گیری فاصله را می خواند:

void loop() {
  VL53L0X_RangingMeasurementData_t measure;
  lox.rangingTest(&measure, false);
  if (measure.RangeStatus != 4) {
    Serial.print("Distance (mm): "); Serial.println(measure.RangeMilliMeter);
  } else {
    Serial.println(" out of range ");
  }
  delay(100);
}

این بلوک به طور مداوم اندازه گیری فاصله از حساس(حس کننده) را می خواند و آن را روی نمایشگر مسلسل چاپ می کند. اگر اندازه گیری خارج از محدوده باشد، بر این اساس این را نشان می دهد.

تظاهرات / چه انتظاری باید داشت

هنگامی که برنامه را اجرا می کنید، باید اندازه گیری فاصله را در نمایشگر مسلسل مشاهده کنید. قرائت ها باید هر 100 میلی ثانیه به روز شوند. اگر حساس(حس کننده) به سمت جسمی باشد، فاصله را بر حسب میلی متر نمایش می دهد. اگر جسم خارج از محدوده باشد، آن را نیز نشان می دهد. مطمئن شوید که حساس(حس کننده) را در محدوده مشخص شده خود برای نتایج بهینه (در ویدیو در ساعت 10:00) آزمایش کنید.