Korzystanie z dalmierza laserowego VL53L0X z Arduino

Korzystanie z dalmierza laserowego VL53L0X z Arduino

W tym samouczku przyjrzymy się, jak korzystać z dalmierza laserowego VL53L0X z Arduino. Urządzenie to pozwala na dokładny pomiar odległości za pomocą lasera, dzięki czemu idealnie nadaje się do różnych zastosowań, takich jak robotyka i automatyka. Pod koniec tego samouczka będziesz mieć funkcjonalną konfigurację, która może mierzyć odległości i wyświetlać je na monitorze szeregowym.

W naszym projekcie będziemy korzystać z biblioteki VL53L0X Adafruit, która upraszcza proces współpracy z czujnikiem. Biblioteka ta zapewnia niezbędne funkcje do inicjalizacji czujnika, odczytu pomiarów i obsługi wszelkich błędów, które mogą się pojawić. Możesz zapoznać się z filmem, aby uzyskać wizualny przewodnik po konfiguracji (w filmie o 02:15).

Wyjaśnienie sprzętu

Głównymi elementami tego projektu są dalmierz laserowy VL53L0X oraz płytka Arduino. VL53L0X to czujnik czasu przelotu, który wykorzystuje laser do pomiaru odległości do 2 metrów z dużą dokładnością. Działa poprzez protokół I2C, co pozwala na łatwą komunikację z Arduino.

Płytka Arduino służy jako mikrokontroler, który przetwarza dane z VL53L0X. Wysyła polecenia do czujnika i odbiera pomiary odległości, które mogą być następnie wyświetlane lub wykorzystywane w innych aplikacjach. Prawidłowe okablowanie ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia dokładnych odczytów z czujnika.

Szczegóły arkusza danych

• Upewnij się, że czujnik jest prawidłowo zasilany (od 2.6 V do 3.5 V).
• Utrzymuj poprawne ustawienia adresów I2C, aby uniknąć konfliktów.
• Utrzymuj czujnik w czystości, aby uzyskać dokładne pomiary odległości.
• W razie potrzeby należy użyć odpowiednich rezystorów podciągających na liniach I2C.
• Unikaj bezpośredniego światła słonecznego na czujnik, aby uzyskać wiarygodne odczyty.

Instrukcje dotyczące okablowania

Aby podłączyć czujnik VL53L0X do Arduino, podłącz pin VCC czujnika do pinu 5V w Arduino. Pin GND powinien być podłączony do masy (GND) Arduino. Do komunikacji I2C podłącz pin SDA VL53L0X do pinu A4 na Arduino, a pin SCL podłącz do pinu A5. Jeśli używasz innego modelu Arduino, zapoznaj się z konkretnymi przypisaniami pinów SDA i SCL dla tej płyty.

Na przykład w Arduino Mega należy podłączyć SDA do pinu 20 i SCL do pinu 21. Upewnij się, że wszystkie połączenia są bezpieczne, aby uniknąć problemów z komunikacją. Jeśli czujnik nie reaguje, sprawdź dwukrotnie okablowanie i upewnij się, że Arduino jest prawidłowo zasilane.

Przykłady kodu i przewodnik

Poniżej znajduje się fragment kodu funkcji konfiguracji, która inicjuje czujnik VL53L0X:

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);
  }
}

Ten kod inicjuje komunikację szeregową i próbuje uruchomić czujnik VL53L0X. Jeśli czujnik nie uruchomi się, wydrukuje komunikat o błędzie i zatrzyma program.

Następnie, oto fragment z funkcji pętli, który odczytuje pomiar odległości:

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);
}

Blok ten w sposób ciągły odczytuje pomiar odległości z czujnika i drukuje go na monitorze szeregowym. Jeśli pomiar jest poza zakresem, oznacza to odpowiednio.

Demonstracja / Czego możesz się spodziewać?

Po uruchomieniu programu powinny być wyświetlane pomiary odległości na monitorze szeregowym. Odczyty powinny być aktualizowane co 100 milisekund. Jeśli czujnik jest skierowany na obiekt, wyświetli odległość w milimetrach. Jeśli obiekt znajduje się poza zasięgiem, również to zasygnalizuje. Upewnij się, że przetestowałeś czujnik w określonym zakresie, aby uzyskać optymalne wyniki (na wideo o 10:00).

Sygnatury czasowe wideo

• 00:00-Wprowadzenie
• 02:15- Instalacja okablowania
• 05:30- Wyjaśnienie kodu
• 10:00-Demonstracja

Obrazy

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);
}