任务介绍
本次选择的任务是做一款测距模块,具体任务如下:
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;
主要器件:需在DigiKey官网上有货且正常售卖。
我们本次选择的传感器是VL53L0CXV0DH/1,该款传感器也是在得捷上被广泛使用的传感器,相关软件内容也是比较齐全的,便于后续的调试。
模块介绍
本次设计的模块主要基于VL53L0进行设计,VL53L0X激光测距传感器是一款基于意法半导体(STMicroelectronics)新出的基于飞行时间测距 (ToF) 原理设计的高精度测距传感器。与传统的技术不同,VL53L0X无论目标反射率如何,都能提供精确的距离测量,最高测量距离2米。VL53L0X集成了尖端的SPAD (Single Photon Avalanche Diodes) 阵列,并嵌入ST的第二代FlightSenseTM专利技术。精度达±3%,响应时间小于30ms,正常工作模式下功耗仅20mW,待机功耗为5uA。VL53L0X的940nm VCSEL发射器(垂直腔面发射激光器)对人眼来说是完全不可见的,加上内部物理红外滤波器,它可以实现更远的距离,更强的抗环境光的能力,以及更好的覆盖玻璃光学截面。
VL53L0CXV0DH/1芯片DigiKey链接:https://www.digikey.cn/zh/products/detail/stmicroelectronics/VL53L0CXV0DH-1/6023691
原理图和PCB模块介绍
原理图
PCB
本次的设计采用的是插针连接的方式,基本上把引脚和状态引脚引出来了,如果进行简单的应用只要用U1引脚内容就可以进行基本的通信,配置U3引脚的中断可以实现更多的实时性强的设计,模块比较小巧,我们参考了一些经典设计,留有4个定位孔用于安装固定。
3D效果图
模块主要性能指标和管脚定义
主要性能指标
核心芯片 | VL53L0 |
输出接口 | 排针 |
通信功能 | IIC |
板卡尺寸 | 15*20 |
供电电压 | 3.3V |
管脚定义
输出接口U1:
管脚属性 | 管脚名 | 管脚编号 |
I/O | NC | 1 |
I/O | NC | 2 |
I/O | GP1 | 3 |
I/O | SHT | 4 |
输出接口U1:
管脚属性 | 管脚名 | 管脚编号 |
P | VCC | 1 |
P | GND | 2 |
I/O | SCL | 3 |
I/O | SDA | 4 |
eZ-PLM上新建物料和项目的截图
使用了eZ-PLM系统上传了自己的工程文件,方便保存记录各个版本,也可随时查阅,系统里查阅不到的物料也支持手动添加。
物料添加展示图
项目详情图
心得体会
本次参与项目的开发实际上有很多优秀的参考设计可以参考,也希望可以学习这个优秀设计的内容,进而锻炼自己的硬件设计能力和PCB的绘制能力,通过不断的模块化的设计可以尽可能多的接触更多的新器件,在了解其基本特性的前提下,学习使用他们,这是一次非常不错的机会,加油!