2025 Make Blocks阶段1 - 基于VL53L0的测距模块设计
该项目使用了VL53L0,实现了测距模块的设计,它的主要功能为:测距。
标签
Make Blocks
测距模块
VL53L0
金玉其中
更新2025-08-22
19
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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


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原理图


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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。


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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。


image.png

物料添加展示图


image.png

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!

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