VL53L0X лазерлік қашықтық өлшегішін Arduino-мен қолдану

VL53L0X лазерлік қашықтық өлшегішін Arduino-мен қолдану

Бұл оқулықта біз Arduino-мен VL53L0X лазерлік қашықтық өлшегішін қалай пайдалану керектігін қарастырамыз. Бұл құрылғы лазердің көмегімен қашықтықты дәл өлшеуге мүмкіндік береді, бұл оны робототехника және автоматтандыру сияқты әртүрлі қолданбалар үшін өте қолайлы етеді. Осы оқулықтың соңында сізде қашықтықты өлшей алатын және оларды сериялық мониторда көрсете алатын жұмыс істейтін қондырғы болады.

Жобамыз үшін біз Adafruit VL53L0X кітапханасын қолданамыз, ол сенсормен байланысу процесін жеңілдетеді. Бұл кітапхана сенсорды инициализациялау, өлшеулерді оқу және туындауы мүмкін кез келген қателерді өңдеу үшін қажетті функцияларды қамтамасыз етеді. Орнату бойынша көрнекі нұсқаулық үшін бейнені қарай аласыз (бейнеде 02:15).

Аппараттық құрал түсіндірмесі

Бұл жобаның негізгі компоненттеріне VL53L0X лазерлік қашықтық өлшегіші және Arduino платасы кіреді. VL53L0X - бұл 2 метрге дейінгі қашықтықты жоғары дәлдікпен өлшеу үшін лазерді қолданатын ұшу уақыты сенсоры. Ол I2C протоколы арқылы жұмыс істейді, бұл Arduino-мен оңай байланысуға мүмкіндік береді.

Arduino платасы VL53L0X-тен деректерді өңдейтін микроконтроллер ретінде қызмет етеді. Ол сенсорға командалар жібереді және қашықтық өлшеулерін қабылдайды, оларды кейін көрсетуге немесе басқа қолданбаларда пайдалануға болады. Сенсордан дәл көрсеткіштерді алу үшін дұрыс сым қосылымы өте маңызды.

Деректер парағының мәліметтері

• Сенсордың дұрыс қоректендірілгенін қамтамасыз етіңіз (2,6 В - 3,5 В).
• Қақтығыстарды болдырмау үшін дұрыс I2C мекенжай параметрлерін сақтаңыз.
• Дәл қашықтық өлшеулері үшін сенсорды таза ұстаңыз.
• Қажет болса, I2C желілерінде тиісті тарту резисторларын қолданыңыз.
• Сенімді көрсеткіштер алу үшін сенсорға тікелей күн сәулесінің түсуін болдырмаңыз.

Сым қосу нұсқаулары

VL53L0X сенсорын Arduino-ға қосу үшін сенсордың VCC түйреуішін Arduino-дағы 5V түйреуішіне қосыңыз. GND түйреуіші Arduino-ның жерге (GND) қосылуы керек. I2C байланысы үшін VL53L0X-тің SDA түйреуішін Arduino-дағы A4 түйреуішіне, ал SCL түйреуішін A5 түйреуішіне қосыңыз. Егер сіз басқа Arduino үлгісін қолдансаңыз, сол платаға арналған нақты SDA және SCL түйреуіш тағайындауларын қараңыз.

Мысалы, Arduino Mega-да SDA-ны 20-түйреуішке, ал SCL-ді 21-түйреуішке қосу керек. Байланыс ақауларын болдырмау үшін барлық қосылымдардың сенімді екеніне көз жеткізіңіз. Егер сенсор жауап бермесе, сым қосылымын қайта тексеріп, Arduino-ның дұрыс қоректендірілгеніне көз жеткізіңіз.

Код мысалдары және түсіндірме

Төменде VL53L0X сенсорын инициализациялайтын setup функциясының үзіндісі берілген:

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);
  }
}

Бұл код сериялық байланысты инициализациялайды және VL53L0X сенсорын іске қосуға тырысады. Егер сенсор іске қосылмаса, қате туралы хабарлама шығарып, бағдарламаны тоқтатады.

Келесі - қашықтық өлшеуін оқитын loop функциясының үзіндісі:

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);
}

Бұл блок сенсордан қашықтық өлшеуін үздіксіз оқып, оны сериялық мониторға шығарады. Егер өлшеу диапазоннан тыс болса, ол тиісінше көрсетеді.

Демонстрация / Не күтуге болады

Бағдарламаны іске қосқанда, сериялық мониторда қашықтық өлшеулерінің көрсетілгенін көруіңіз керек. Көрсеткіштер әр 100 миллисекунд сайын жаңартылуы керек. Егер сенсор нысанға бағытталған болса, ол қашықтықты миллиметрмен көрсетеді. Егер нысан диапазоннан тыс болса, ол да көрсетіледі. Оңтайлы нәтиже алу үшін сенсорды оның көрсетілген диапазонында сынап көріңіз (бейнеде 10:00).

Бейне уақыт белгілері

• 00:00 - Кіріспе
• 02:15 - Сым қосу орнатуы
• 05:30 - Кодты түсіндіру
• 10:00 - Демонстрация

Суреттер

VL53L0X 200cm range sensor-blue

Arduino Wiring for VL53L0X

VL53L0X 200cm range sensor-blue

Arduino Wiring for VL53L0X

/* This example shows how to use continuous mode to take
range measurements with the VL53L0X.
// Original source from Adafruit https://github.com/adafruit/Adafruit_VL53L0X
// Modified by Ahmad Shamshiri for RoboJax.com
// Date modified: Sep 26, 2017
// Nejrabi

* Get this code and other Arduino codes from Robojax.com
Learn Arduino step by step in a structured course with all material, wiring diagrams, and libraries
all in one place. 

If you found this tutorial helpful, please support me so I can continue creating 
content like this. 

or make a donation using PayPal http://robojax.com/L/?id=64

 *  * This code is "AS IS" without warranty or liability. Free to be used as long as you keep this note intact.* 
 * This code has been downloaded from Robojax.com
    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
    it under the terms of the GNU General Public License as published by
    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
    (at your option) any later version.

    This program is distributed in the hope that it will be useful,
    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
    GNU General Public License for more details.

    You should have received a copy of the GNU General Public License
    along with this program.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.

   Copyright (c) 2015, Majenko Technologies
   All rights reserved.

   Redistribution and use in source and binary forms, with or without modification,
   are permitted provided that the following conditions are met:

 * * Redistributions of source code must retain the above copyright notice, this
     list of conditions and the following disclaimer.

 * * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice, this
     list of conditions and the following disclaimer in the documentation and/or
     other materials provided with the distribution.

 * * Neither the name of Majenko Technologies nor the names of its
     contributors may be used to endorse or promote products derived from
     this software without specific prior written permission.

   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" AND
   ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
   WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
   DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR
   ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
   (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
   LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON
   ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
   SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
*/

#include "Adafruit_VL53L0X.h"

Adafruit_VL53L0X lox = Adafruit_VL53L0X();

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  // wait until serial port opens for native USB devices
  while (! Serial) {
    delay(1);
  }
  
  Serial.println("Robojax Test");
  if (!lox.begin()) {
    Serial.println(F("Failed to boot VL53L0X"));
    while(1);
  }
  // power 
  Serial.println(F("VL53L0X API Simple Ranging example\n\n")); 
}


void loop() {
  VL53L0X_RangingMeasurementData_t measure;
    
  Serial.print("Reading a measurement... ");
  lox.rangingTest(&measure, false); // pass in 'true' to get debug data printout!

  if (measure.RangeStatus != 4) {  // phase failures have incorrect data
    Serial.print("Distance (mm): "); Serial.println(measure.RangeMilliMeter);
  } else {
    Serial.println(" out of range ");
  }
    
  delay(100);
}