任务介绍
题目要求：设计一款距离检测模块
- 设计一款可以检测距离的传感器，可使用任意原理，例如红外、超声波、微波、光流等
- 板卡尺寸：小于60mmx40mm
- 包含信号：信号输出口，+3.3V、GND
模块介绍
根据本次任务要求我选择了VL53L5CX是一款飞行时间（ToF）传感器，由意法半导体（STMicroelectronics）生产。这款传感器是基于先进的飞行时间技术，适用于精确测量距离和进行三维空间检测。以下是VL53L5CX的一些主要特点：
- 多区域测量：VL53L5CX能够在单次测量中提供多个测量区域的数据，适合于场景深度绘制和障碍物检测。
- 高精度和远距离：该传感器能够在各种环境条件下提供高精度的测量，并具有较长的测量距离，通常可以达到数米。
- 低功耗：设计时考虑到电池供电设备，VL53L5CX具备低功耗特性，非常适合便携式应用。
- 小体积封装：其小型化设计使其易于集成到各种设备中，如智能手机、机器人和自动化系统。
- I²C接口：类似于PCF8574，VL53L5CX也使用I²C接口，这简化了与微控制器的通信。
得捷购买连接：VL53L5CXV0GC/1 STMicroelectronics | 传感器，变送器 | DigiKey
原理图和PCB模块介绍
原理图
PCB
3D显示图
本次的实现，是参考的ST的相关设计，但是我想添加一款能够便携的TOF测距，所以这里我采用了FPC的插座来实现我们的软排线的连接使用。
VL53L5CX主要性能指标
性能指标 | 规格值 | 技术说明 |
|---|---|---|
型号 | VL53L5CXV0GC/1 | ST FlightSense™ 第五代ToF传感器 |
测距范围 | 20cm - 10m（商品页标注0-4m，保守值）/ 实际支持 0.1cm - 10m | 动态范围优化模式（官方标称最大10m） |
测量精度 | ±1cm（0-1m） / ±3%（＞1m） | 直方图算法抗串扰（环境光抑制＞100k Lux） |
分辨率 | 8×8分区（64个独立测距点） | 多目标同步检测（最小分辨角2°） |
帧率 | 1-60Hz可编程（默认15Hz） | 低功耗模式下可降至1Hz |
接口类型 | I²C（400kHz高速模式） | 支持二次开发固件升级 |
工作电压 | 2.8V - 3.3V（商品页数据） | 兼容3.3V单片机系统 |
功耗 | 运行电流：20mA（峰值） | 硬件休眠唤醒时间＜1ms |
光源特性 | 940nm VCSEL（Class 1人眼安全） | 不可见红外激光（发射功率1.5mW） |
光学特性 | 视场角：61°（对角线） | 内置光学串扰校准算法 |
数据输出 | - 距离值（mm） | 提供校验位确保数据可靠性 |
封装尺寸 | 6.4×3.0×1.5mm（LGA12封装） | 兼容回流焊工艺（峰值温度260℃） |
防护能力 | IP52防尘防水（商品页未标注，官方特性） | 适应工业环境应用 |
VL53L5CX管脚定义
管脚 | 名称 | 类型 | 功能描述 | 连接指南 |
|---|---|---|---|---|
1 | VDD | PWR | 主电源输入 (2.8V~3.3V) | 需并联10μF+0.1μF去耦电容 |
2 | GND | GND | 接地端 | 直接连接PCB地平面 |
3 | SCL | I/O | I²C时钟线 | 需接1.5kΩ上拉电阻至IOVDD |
4 | SDA | I/O | I²C数据线 | 需接1.5kΩ上拉电阻至IOVDD |
5 | GPIO1 | I/O | 可编程中断输出 (默认:测距完成中断) | 可直连MCU中断引脚 |
6 | LPn | I | 低功耗模式控制 (低电平激活睡眠模式) | 悬空时默认为高电平(不启用) |
7 | IOVDD | PWR | I/O电平适配电源 (范围: 1.8V~3.3V) | 通常与VDD并联 |
8 | GPIO2 | I/O | 辅助可编程IO (可配置为第二中断输出/通用IO) | 按需连接 |
9 | XSHUT | I | 硬件复位引脚 (低电平复位) | 建议通过10kΩ电阻上拉至IOVDD |
10 | GND | GND | 接地端 (与Pin2内部连通) | 必须双重接地 |
11 | NC | - | 保留管脚 (禁止连接) | | |
12 | VDD | PWR | 电源输入 (与Pin1并联) | 必须双重供电 |
eZ-PLM上新建物料和项目的截图
项目物料图
项目图
总结收获
此次也是自己根据ST的相关器件实现了TOF，实现我们的光学测距的实现其中的精度也是达到要求。
戈壁滩上的辉煌
勾结s永不止步